EP0294544A2 - Walzgerüst mit axial verschiebbaren Walzen - Google Patents

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EP0294544A2
EP0294544A2 EP88104621A EP88104621A EP0294544A2 EP 0294544 A2 EP0294544 A2 EP 0294544A2 EP 88104621 A EP88104621 A EP 88104621A EP 88104621 A EP88104621 A EP 88104621A EP 0294544 A2 EP0294544 A2 EP 0294544A2
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EP
European Patent Office
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rolls
rollers
contours
roll stand
roller
Prior art date
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EP88104621A
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French (fr)
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EP0294544B1 (de
EP0294544A3 (en
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Jürgen Seidel
Dieter Rosenthal
Jürgen Dr. Klöckner
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
Schloemann Siemag AG
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Publication of EP0294544A2 publication Critical patent/EP0294544A2/de
Publication of EP0294544A3 publication Critical patent/EP0294544A3/de
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Publication of EP0294544B1 publication Critical patent/EP0294544B1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/18—Adjusting or positioning rolls by moving rolls axially
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a roll stand with work rolls, which are optionally supported on support rolls or intermediate rolls and support rolls, and in which the work rolls, intermediate rolls and / or support rolls are axially displaceable with respect to one another, bales of rolls being provided with alternately concave and convex contours. which preferably complement each other preferably in at least one axial position of the rolls, so that the rolls of a pair of rolls fitted with them in opposite directions can be corrected for the roll gap profile formed.
  • the tape should have a constant thickness over its entire length. In order to avoid unevenness, it is also necessary to roll out the strip evenly across its width in order to avoid internal stresses which can lead to undesired medium waves, edge waves or quarter waves. The latter is only possible if the roll gap profile is adjusted in the correct way by adjusting mechanisms under load.
  • rollers described there which in practice are referred to as “bottle rollers" which operate according to the "CVC principle"
  • the essential parabolic deflection which extends over the entire length of the bale, can be compensated for, essentially by quadratic portions is determined; excessive stretching in the peripheral areas or in the quarter area che, which can lead to edge or quarter waves, can only be reduced by using strong additional bending devices, suitably in connection with zone cooling.
  • the invention is based on the object of creating a roll stand in which a similar method, i. by merely mutually axially displacing the rolls, the roll gaps can be modified further so that a largely tension-free and in particular wave-free strip can be achieved.
  • rollers By means of such rollers, it is possible not only to compensate for the square portion of the roller bending, but also to adjust and / or regulate the error components of the fourth power, so that in the interest of making the greatest possible corrections, the bending device does not become completely unnecessary, but it does so considerably be relieved. All in all, there are essentially more extensive possibilities for correction than hitherto and thus the possibilities of achieving tension-free tape, preferably of the same strength, even in the case of opposing influences and different load conditions and thus ultimately securing desired tight tolerances.
  • Fig. 1 the possibilities are first shown on the basis of a setting field, which result when using a conventional, so-called CVC roller pair.
  • This setting field contains the square in the vertical division Influencing the roll gap, indicated by the symbols 1 and 2, and the scale provided between them, which indicates the central change of the roll gap.
  • the non-square changes also marked by symbols 3 for positive and 4 for negative effects, can be read along a horizontal scale. To illustrate the effect that can be achieved, the horizontal scale is shown substantially enlarged compared to the vertical.
  • the resulting crown of work rolls 5 and 6 can be at a certain bandwidth I in one of the extreme shift positions of the rolls according to point 7 have a quadratic effect of an amount -a um, and in the extremely opposite position according to item 9 a quadratic effect of + b um on the roll gap profile.
  • the connecting line between the two points 7 and 9 shows the positioning characteristic of the displacement system with constant bending force.
  • the connecting line from point 7 to point 8 or from point 9 to point 10 shows the control characteristic of the bending system, the non-square control component remaining small.
  • the setting field 7 to 10 achieved proves to be relatively high, but only narrow, so that square deviations can be corrected to a relatively large extent, but non-square ones, but only slightly. When used on narrow bandwidths, there is a much smaller control field starting at point 11, which no longer permits non-square corrections.
  • rollers such as the work rollers 12 and 13 of FIG. 3 are now created.
  • the contours delimiting the jackets of the work rolls 12 and 13 can be represented by a fifth order polynomial.
  • a superficial examination shows that these contours have three maxima of the gradient or turning points, one of which is provided approximately in the middle, while the other two lie symmetrically to the central plane.
  • These turning points each represent the steepest climb, since the slope increases before the turning point and the slope decreases behind the turning point.
  • the places with the greatest incline however, have the greatest effect when the rollers are moved; one can imagine that here two wedge surfaces are shifted against each other and thus the upper wedge piece is raised or lowered depending on the feed direction.
  • this curve can be given superficially if it is assumed that, for example, a certain effect in the middle, previously known as the CVC effect, is assumed and in which the lateral distances from the central plane are to be used to achieve further effect maxima.
  • CVC effect a certain effect in the middle
  • corresponding points are specified and not the contour itself, but the difference between two contours shifted against each other, whereby the sixth variable is the mutual shift.
  • the advantageous effect can be estimated on the basis of the setting field of FIG. 5, in which the same scales are selected and, for explanation, symbols are shown as in the setting field of FIG. 1.
  • a comparison with the setting field in FIG. 1 clearly shows that significantly more adjustment options are created here and in particular the correction options with regard to the non-linear error component are improved by a factor exceeding twenty, although the possibility of compensating for square errors is reduced, but not even by a factor of two. More, each because smaller and slightly swung rhombuses show the corresponding correction values for smaller bandwidths II and III.
  • FIG. 4 Another pair of rollers 18, 19 is shown in FIG. 4.
  • the radius differences in the manner of a suppressed zero point are shown considerably exaggerated; in reality, only average radius differences are provided for average roller diameters, which can be, for example, between 300 and 700 mm, which are generally less than 1 mm and only exceed 1 mm, usually only slightly, in special cases. Such small changes in diameter or radius, however, could not be shown to scale.
  • FIGS. 6 and 7. 6 the work roll 20 shown above is shown shifted to the left against the lower work roll 21 as seen by the viewer. Accordingly, the rolling stock 22 is also evidently rolled out more in the center than at the two edges, and just before the edge areas it is less rolled out than at the edges themselves.
  • a roller constructed in this way produces an equivalent roller crown according to curve 23 without load.
  • Fig. 7 the same rollers 20 and 21 are shown with the rolling stock 22 located between them, but the bending forces are reversed, and likewise the rollers are each shifted into their opposite extreme positions.
  • FIG. 9 Another roller shape is explained with reference to FIG. 9, in which the actions in the square area are changed. We find turning points here essentially at equal intervals on both sides of the normal central plane. In the setting field of FIG. 8, an almost rectangular, large-area setting range is shown for a first bandwidth I, which allows larger square corrections as well as non-square corrections of a smaller amount, although with a considerable effect. Two further control fields, which are swiveled further to the right and decrease in area, apply as parameters for gradually reduced bandwidths II and III.
  • the adjustment options are not limited by the rollers described alone. Basically, there is the possibility of using conventional spherical contours, which can be described by quadratic polynomials, by introducing the so-called CVC cut, which can be described by a third-order polynomial and usually has a turning point in the center plane of the roll, and which is continuous Correction of quadratic errors allowed; Finally, there is the contour designed according to the invention, which follows a fifth-order polynomial and has at least two turning points, which are usually provided approximately equidistant from the normal central plane.
  • Such different curves can be used as envelopes of different roller pairs;
  • the backup rolls could have a square contour corresponding to a conventional crowning
  • intermediate rolls could have a contour that corresponds to a third-order polynomial and is referred to as CVC grinding
  • the work rolls could have a contour corresponding to a fifth-order polynomial .
  • fifth-order polynomials could be represented twice in such a way that their turning points and thus the maxima of their action are at different distances from the normal central plane of the rollers.
  • rollers of the same type also have the same contours.
  • a work roll could be designed with a certain contour, and a backup roll supporting it could be the corresponding one Have a mirror-like contour, while the opposite work and back-up roll are designed, for example, with a second, different contour.
  • corresponding rollers of a pair of rollers with contours which correspond to the sum of two or more polynomials.
  • the displacement of the rollers can be controlled so that detected setting errors can be eliminated.
  • the displacement drives are preferably actuated as actuators of a control device which expediently works according to the following principle: First, an analysis of an incoming strip contour is carried out, the contour-reproducing measuring points being obtained by measuring systems provided on the input side or else being determined in previous work steps and then saved. This analysis determines which linear deviations, quadratic deviations and fourth power deviations of the strip entering a rolling mill or a stand are present.
  • the actuators are actuated in order to determine the corresponding swivel positions of the position, the shift amounts for rollers to be shifted and the bending forces, expediently not only the last stand or stands, but expediently all n stands of the road in the knowledge of Pass schedule parameters are recorded so that the roll gap contours that arise under load are aligned with the strip contour.
  • the control loop is closed by a device for measuring the strip tension distribution within the street and / or behind the last scaffolding of the street, the measured values being returned to the control device are performed and, closing the control loop, effect a further adjustment of the roll gap contour to the strip contour via the actuators.
  • a sensitive and basically relatively low effort correction options for the profile of a roll gap can be created, which can be designed to be adjustable, and the it allows strip to be rolled with minimal strip tension deviations and thus with optimal flatness.

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Abstract

Bei einem Walzgerüst mit Arbeitswalzen, die sich gegebenenfalls an Stützwalzen oder Zwischenwalzen und Stützwalzen abstützen, und bei dem die Arbeitswalzen, Zwischenwalzen oder Stützwalzen gegeneinander axial verschiebbar sind und mindestens zwei Walzen derart konturierte Walzenballen aufweisen, daß ihre Konturen sich in einer axialen Stellung der Walzen zueinander vorzugsweise lückenlos ergänzen und durch gegensinnniges axiales Verschieben der so konturierten Walzen Korrekturen des gebildeten Walzspaltprofiles vornehmbar sind, sollen die Konturen zweier Walzen funktionell so ausgelegt sein, daß ihre Mäntel in beiseitig der Mitte gelegenen Längenbereichen Maxima der Steigung ihrer Mantellinien aufweisen. Durch Verschieben dieser Walzen sind damit gezielte Profiländerungen des zu walzenden Bandes in diesen beidseitig und symmetrisch zur Mittellinie des Walzbandes gelegenen Bereichen möglich.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst mit Arbeitswalzen, die sich gegebenenfalls an Stützwalzen oder Zwischenwalzen und Stützwalzen abstützen, und bei dem die Arbeitswalzen, Zwi­schenwalzen und/oder Stützwalzen gegeneinander axial ver­schiebbar sind, wobei Ballen von Walzen mit derart alter­nierend konkav und konvex ausgeführten Konturen versehen sind, die sich vorzugsweise in mindestens einer axialen Stellung der Walzen zueinander vorzugsweise lückenlos ergän­zen, daß durch gegensinniges axiales Verschieben mit ihnen ausgestatteter Walzen eines Walzenpaares Korrekturen des gebildeten Walzspaltprofiles vornehmbar sind.
  • An das als Fertigprodukt eine Kaltstraße verlassende Walz­band werden einige wesentliche Forderungen gestellt. Neben der Vermeidung von Oberflächentexturen soll das Band über seine gesamte Länge konstante Dicke aufweisen. Um Unplanhei­ten zu vermeiden, ist es außerdem erforderlich, über seine Breite hin das Band gleichmäßig auszuwalzen, um innere Span­nungen zu vermeiden, die zu unerwünschten Mittelwellen, Randwellen bzw. Viertelwellen führen können. Letzteres ist nur möglich, wenn das Walzspaltprofil unter Last durch Stellmechanismen in der richtigen Weise angepaßt wird.
  • Um bspw. die beim Walzen unter Einfluß der WalzIast auftre­tende Walzendurchbiegung und Walzenabplattung zu kompensie­ren, ist es bekannt, die Mantelflächen von Walzen leicht ballig auszuführen; ein solcher balliger Walzenanschliff jedoch gilt streng genommen nur für ein vorgegebenes Bela­stungsverhältnis, das im wesentlichen durch die Walzgutbrei­te, den vorzunehmenden Stich und die auftretende Walzkraft bestimmt ist. Bei abweichenden Belastungen ergeben sich andere Verhältnisse und damit eine nur unvollkommene Kompen­sation. In der Praxis sind daher für unterschiedliche Bela­stungsvorgänge auch Walzen unterschiedlichen Schliffes zu bevorraten und gegebenenfalls auszutauschen. Kleinere Kor­rekturen lassen sich jedoch durch die Walzenbiegung und gegebenenfalls eine gesteuerte Zonenkühlung erreichen.
  • Aus der DE-PS 30 38 865 ist ein der Gattung entsprechender spezieller Schliff von axial verschiebbaren Walzen bekannt, bei dem die resultierende Wirkung der Konturen zweier Walzen sich durch axiale gegenseitige Verschiebung derselben be­stimmen läßt. Damit lassen sich je nach Bedarf praktisch beliebige parabolische Formen von Walzenballen von negativem bis zu positiven Ballenschliff einstellen, so daß es unter­schiedlicher Walzensätze sowie des Walzenwechsels selbst bei wesentlichen Änderungen der Belastungsverhältnisse nicht mehr bedarf. Es hat sich jedoch herausgestellt, daß zwar mit den dort beschriebenen, in der Praxis als nach dem "CVC-­Prinzip" arbeitende "Flaschenwalzen" bezeichneten Walzen sich zwar die wesentliche, sich über die gesamte Ballenlänge erstreckende parabolische Durchbiegung kompensieren läßt, die im wesentliche durch quadratische Anteile bestimmt ist; übermäßige Streckungen im Randbereiche oder im Viertelberei­ che, die zu Rand- bzw. Viertelwellen führen können, lassen sich jedoch nur unter Anwendung starker zusätzlicher Biege­vorrichtungen, zweckmäßig in Verbindung mit einer Zonenküh­lung, mindern.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Walzgerüst zu schaffen, bei dem nach einem ähnlichen Verfahren, d.h. durch bloßes gegenseitiges axiales Verschieben von Walzen, Walz­spalte weitergehend so abgeändert werden können, daß ein weitgehend spannungs- und insbesondere wellenfreies Band erzielbar ist.
  • Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentan­spruches 1.
  • Diese Lösung geht von der Erkenntnis aus, daß der wesentli­che Teil der Walzendurchbiegung parabelartig erfolgt und daher sich auch durch einen parabelartigen Schliff der Wal­zenballen kompensieren läßt. Die Konturen einer solchen Walze lassen sich durch ein Polynom zweiten Grades beschrei­ben. Die Kontuen von eine Änderung dieses quadratischen Anteiles durch Verschieben nach der DE-PS 30 38 865 gestat­tenden Walzen lassen sich mit einem Polynom dritter Ordnung angeben. Eine gleiche Korrektur variable Einstellung vermit­tels des Verschiebens von Walzen läßt sich nach der Erfin­dung auch für Fehleranteile bewirken, die bspw. Viertelwel­len verursachen können. Nach der Erkenntnis lassen sich Viertelwellen bewirkende Fehler des Profiles eines Walzspal­tes durch Hüllkurvenformen von Walzen kompensieren, deren Hüllkurven sich als Polynome vierter Ordnung darstellen lassen. Gemäß der Erfindung wurde nun gefunden, daß solche Kurven, die sich als Polynome vierter Ordnung darstellen lassen, variabel gestaltet werden können, indem zwei Walzen spiegelbildliche Hüllkurven aufweisen, die sich als Polynome fünfter Ordnung angeben lassen. Wesentlich hierbei ist aber auch, daß nur bestimmte Gleichungen hier brauchbar sind. Als erheblich hat es sich daher gezeigt, durch Einsetzen von Werten ein Polynom fünfter Ordnung zu bestimmen, welches einerseits den vorgegebenen Variationsbereich ergibt, und das andererseits die erzielbaren Maxima und Minima in ge­wünschtem Abstande von der normalen Symmetrieebene der Wal­zen aufweist. Vermittels solcher Walzen ist es möglich, nicht nur den quadratischen Anteil der Walzenbiegung zu kompensiern, sondern darüber hinaus auch auf die Fehleran­teile vierter Potenz einstellbar und/oder regelbar einzuwir­ken, so daß zwar im Interesse möglichst weitgehender Korrek­turen Biegevorrichtung nicht völlig überflüssig werden, wohl aber erheblich entlastet werden. Alles in allem ergeben sich im wesentlichen weitgehendere Möglichkeiten der Korrektur als bisher und damit die Möglichkeiten des Erzielens span­nungsfreien Bandes vorzugsweise gleicher Stärke auch bei entgegenstehenden Einflüssen und unterschiedlichen Bela­stungsverhältnissen und damit letztlich eine Sicherung er­wünscht enger Toleranzen.
  • Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.
  • Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen in Verbin­dung mit diese darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zei­gen hierbei:
    • Figur 1 ein Stellfeld zum Aufzeigen der Möglichkeiten bekannter, eine variable Balligkeit aufweisender Walzen,
    • Figur 2 schematisch und überhöht ein Walzenpaar, dessen resultierende Balligkeit durch axiales Verschie­ben der Walzen einstellbar ist,
    • Fig. 3 u. 4 in entsprechender Darstellung Walzen, mit denen nichtquadratische Fehler ausgleichbar sind,
    • Figur 5 ein sich in Verbindung mit Walzen nach Fig. 3 ergebendes Stellfeld,
    • Figur 6 schematisch ein weiteres, axial gegeneinander verschobenes Walzenpaar mit einer graphischen Darstellung der durch die Verschiebung der Wal­zen bewirkten Abänderung des Walzspaltes,
    • Figur 7 das Walzenpaar der Fig. 6 in seiner gegenüber­liegenden Extremstellung in Verbindung mit den durch sie bewirkten Einflüssen,
    • Figur 8 ein weiteres Stellfeld, und
    • Figur 9 schematisch ein das Stellfeld nach Fig. 8 bewir­kendes Walzenpaar.
  • In der Fig. 1 werden zunächst anhand eines Stellfeldes die Möglichkeiten aufgezeigt, die sich bei der Verwendung eines üblichen, sogenannten CVC-Walzenpaares ergeben. Dieses Stellfeld enthält in der vertikalen Teilung die quadratische Beeinflussung des Walzspaltes, angedeutet durch die Symbole 1 und 2, und den zwischen ihnen vorgesehenen Maßstab, der die mittige Änderung des Walzspaltes angibt. Die nichtqua­dratischen Änderungen sind, ebenfalls durch Symbole 3 für positive und 4 für negative Auswirkungen gekennzeichnet, entlang eines horizontalen Maßstabes ablesbar. Zur Verdeut­lichung der erzielbaren Wirkung ist der horizontale Maßstab gegenüber dem vertikalen wesentlich vergrößert wiedergege­ben.
  • Bei der Benutzung eines Walzenpaares, mit dem durch gegen­sinniges axiales Verschieben der Walzen die Arbeitswalzen-­Balligkeit kontinuierlich verändert werden kann, bspw. die resultierende Balligkeit der Arbeitswalzen 5 und 6, läßt sich bei einer bestimmten Bandbreite I in einer der extremen Verschiebestellungen der Walzen gemäß Punkt 7 eine quadrati­sche Auswirkung eines betrages -a um, und in der extrem gegensätzlichen Stellung gemäß Punkt 9 eine quadratische Auswirkung von +b um auf das Walzspaltprofil erzielen. Die Verbindungslinie zwischen den beiden Punkten 7 und 9 zeigt die Stellcharakteristik des Verschiebesystems bei konstanter Biegekraft. Durch Verändern der Biegekräfte lassen sich Punkt 7 in Richtung auf Punkt 8 hin und Punkt 9 in Richtung auf Punkt 10 hin verlagern, so daß ein von den Punkten 7 bis 10 umgrenztes Stellfeld erhalten wird. Die Verbindungslinie von Punkt 7 nach Punkt 8 bzw. von Punkt 9 nach Punkt 10 hin zeigt die Stellcharakteristik des Biegesystems, wobei der nichtquadratische Stellanteil gering bleibt. Die innerhalb des durch die Punkte 7 bis 10 gebildeten Rhombus liegenden Punkte, d.h. jeweils Kombinationen von quadratischen und nichtquadratischen Korrekturen, lassen sich durch entspre­chende Kombinationen von Verschiebung und angewandter Biege­ kraft erreichen. Das erzielte Stellfeld 7 bis 10 erweist sich zwar als relativ hoch, aber nur schmal, so daß zwar quadratische Abweichungen in relativ weitem Ausmaße, nicht­quadratische aber nur geringfügig sich korrigieren lassen. Bei der Anwendung auf schmale Bandbreiten ergibt sich ein wesentlich geringeres, im Punkt 11 beginnendes Stellfeld, das nichtquadratische Korrekturen nicht mehr zuläßt.
  • Zur Verbesserung der Korrekturmöglichkeiten sind nunmehr Walzen wie die Arbeitswalzen 12 und 13 der Fig. 3 geschaf­fen. Die die Mäntel der Arbeitswalzen 12 und 13 begrenzenden Konturen lassen sich durch ein Polynom fünfter Ordnung wie­dergeben. Schon eine oberflächliche Betrachtung aber zeigt, daß diese Konturen drei Maxima der Steigung bzw. Wendepunkte aufweisen, deren einer etwa mittig vorgesehen ist, während die beiden anderen symmetrisch zur Mittelebene liegen. Diese Wendepunkte stellen jeweils die stärkste erreichte Steigung dar, da vor dem Wendepunkt die Steigung noch zu- und hinter dem Wendepunkte die Steigung abnimmt. Die Stellen stärkster Steigung jedoch bedingen widerum die stärkste Wirkung beim Verschieben der Walzen; man kann sich vorstellen, daß hier jeweils zwei Keilflächen gegeneinander verschoben werden und damit das obere Keilstück je nach Vorschubrichtung angehoben oder abgesenkt wird. Um jedoch eine durchgehende, absatz­freie und ineinander übergehende Wirkungskurve zu erreichen, ist es erforderlich, die Kontur so auszulegen, daß sie ein Polynom fünfter Ordnung darstellt, bei dem der Radius r als Funktion von x wirkt, wobei x den jeweiligen axialen Abstand von der normalen Mittelebene der Walze darstellt.
  • Oberflächlich angeben kann man schon Einzelheiten dieser Kurve, wenn man davon ausgeht, daß bspw. mittig eine gewisse Wirkung, bisher bekannt als CVC-Wirkung, vorausgesetzt wird und bestimmt wird, in welchen seitlichen Abständen von der Mittelebene weitere Wirkungsmaxima erreicht werden sollen. In der Praxis kann man gegebenenfalls schon nur mit einer der Kurven rechnen, den mittleren Durchmesser vorgeben sowie die Lage der Wendepunkte und die Steilheit in den Wendepunk­ten. In der Praxis wird man, um zu genaueren Ergebnissen zu gelangen, jedoch beim Ansatz der Gleichung fünfter Ordnung entsprechende Punkte vorgeben und nicht die Kontur selbst betrachten, sondern die Differenz aus zwei gegeneinander verschobenen Konturen, wobei als sechste Variable die gegen­seitige Verschiebung hinzutritt.
  • Die vorteilhafte Auswirkung läßt sich anhand des Stellfeldes der Fig. 5 abschätzen, bei dem die gleichen Maßstäbe ge­wählt, und, zur Erläuterung, Symbole dargestellt sind, wie im Stellfeld der Fig. 1. Bei einer ersten Bandbreite B=I ergeben sich hier der Punkt 14 sowie der in der Zeichnung nicht mehr dargestellte Punkt 15, und durch Anwendung der Biegung gelangt man vom Punkt 14 zum Punkte 16 bzw. vom außerhalb der Zeichenebene liegenden Punkt 15 zum Punkte 17. Ein vergleich mit dem Stellfeld der Fig. 1 zeigt deutlich, daß hier wesentlich weitere Stellmöglichkeiten geschaffen sind und insbesondere die Korrekturmöglichkeiten bezüglich des nichtlinearen Fehleranteiles um einen zwanzig über­schreitenden Faktor verbessert sind, wobei zwar die Kompen­sationsmöglichkeit quadratischer Fehler verringert ist, jedoch noch nicht einmal um den Faktor zwei. Weitere, je­ weils kleinere und etwas geschwenkte Rhomben zeigen die entsprechenden Korrekturwerte für geringere Bandbreiten II und III an.
  • Ein weiteres Walzenpaar 18, 19 ist in Fig. 4 dargestellt. Auch hier sind, um die Charakteristika der Konturen der Hüllkurven zu verdeutlichen, die Radiusdifferenzen nach Art eines unterdrückten Nullpunktes erheblich übersteigert dar­gestellt; in Wirklichkeit werden bei mittleren Walzendurch­messern, die bspw. zwischen 300 und 700 mm liegen können, nur Radiusdifferenzen vorgesehen, die im allgemeinen unter 1 mm liegen und nur in Sonderfällen 1 mm, meist nur geringfü­gig, überschreiten. Solche geringen Durchmesser- bzw. Radi­usänderungen jedoch ließen sich maßstabgerecht nicht erkenn­bar darstellen.
  • Weitere Ausführungsbeispiele werden anhand der Fig. 6 und 7 erläutert. nach Fig. 6 ist die oben dargestellte Arbeitswal­ze 20 gegen die untere Arbeitswalze 21 vom Betrachter aus gesehen nach links verschoben dargestellt. Dementsprechend ist auch das Walzgut 22 erkennbar mittig stärker ausgewalzt als an den beiden Rändern, und kurz vor den Randbereichen ist es weniger ausgewalzt als an den Rändern selbst.
  • Eine so konstruierte Walze ergibt lastfrei eine äquivalente Walzenbombierung entsprechend der Kurve 23. Eine sich durch ein Polynom vierter Ordnung darstellende Kurve 25 ergibt sich unter Last bzw. der Beaufschlagung einer Biegevorrich­tung oder aber der Verstellung eines weiteren, stützenden CVC-Walzenpaares durch Überlagerung eines quadratischen Anteiles nach Kurve 24.
  • In Fig. 7 sind die gleichen Walzen 20 und 21 mit dem zwi­schen ihnen befindlichen Walzgut 22 dargestellt, jedoch sind die Biegekräfte umgekehrt, und ebenso sind die Walzen je­weils in ihre gegenüberliegende ihre Extremstellungen ver­schoben.
  • Hierbei ergibt sich nun aufgrund der Kontur der Walzen eine Korrekturkurve 26 und, bspw. durch eine Biegevorrichtung eine Biegelinie 27, so daß aus beiden Kurven eine mit 28 bezeichnete Resultierende erhalten wird. Damit läßt sich, wie die Darstellungen zeigen, ohne Einflußnahme auf den Mittelbereich das Viertelwellengebiet nach Wahl stärker oder schwächer auswalzen. Bei entsprechender Einwirkung auf die Biegevorrichtung läßt sich darüber hinaus der Mittelbereich entsprechend stärker oder geringer auswalzen und damit zu­sätzlich eine Korrektur des quadratischen Anteiles bewirken.
  • Eine weitere Walzenform ist anhand der Fig. 9 erläutert, bei der die Einwirkungen im quadratischen Bereich geändert sind. Wendepunkte finden wir hier im wesentlichen in gleichen Abständen beiderseits der normalen Mittelebene. Im Stellfeld der Fig. 8 zeigt sich hierbei für eine erste Bandbreite I ein nahezu rechteckiger, großflächiger Stellbereich, der größere quadratische Korrekturen ebenso zuläßt wie nichtqua­dratische Korrekturen zwar geringeren Betrages, zwar erheb­licher Auswirkung. Zwei weitere, im Rechtssinne weiter ge­schwenkte und in der Fläche abnehmende Stellfelder gelten für stufenweise verringerte Bandbreiten II und III als Para­meter.
  • Die Stellmöglichkeiten sind nicht durch die beschriebenen Walzen allein begrenzt. Grundsätzlich besteht die Möglich­keit der Verwendung von üblichen balligen Konturen, die sich durch quadratische Polynome beschreiben lassen, durch die Einführung des sogenannten CVC-Schliffes, der sich durch ein Polynom dritter Ordnung beschreiben läßt und üblicherweise einen Wendepunkt in der Walzenmittelebene aufweist, und der die kontinuierliche Korrektur quadratischer Fehler erlaubt; schließlich kommt hierzu die gemäß der Erfindung ausgebilde­te Kontur, die einem Polynom fünfter Ordnung folgt und min­destens zwei Wendepunkte aufweist, die üblich etwa äquidi­stant der normalen Mittelebene vorgesehen sind.
  • Solche unterschiedlichen Kurven können als Hüllkurve unter­schiedlicher Walzenpaare genutzt werden; so könnten bspw. bei einem Sechswalzengerüst die Stützwalzen eine quadrati­sche Kontur entsprechend einer üblichen Balligkeit aufwei­sen, Zwischenwalzen könnten eine Kontur aufweisen, die einem Polynom dritter Ordnung entspricht und als CVC-Schliff be­zeichnet wird, und die Arbeitswalzen könnten eine Kontur entsprechend einem Polynom fünfter Ordnung aufweisen. Ander­erseits ist es aber auch möglich, ein Walzenpaar mit einer Kontur auszustatten, welche der Summe zweier oder dreier Polynome unterschiedlicher, gegebenenfalls aber auch glei­cher Ordnung entspricht. So könnten bspw. Polynome fünfter Ordnung zweifach derart vertreten sein, daß ihre Wendepunkte und damit die Maxima ihrer Wirkung in unterschiedlichen Distanzen von der normalen Mittelebene der Walzen stehen. Schließlich ist es nicht erforderlich, daß nur gleichartige Walzen auch gleichartige Konturen aufweisen. So könnte bspw. eine Arbeitswalze mit einer bestimmten Kontur ausgeführt sein, und eine sie abstützende Stützwalze die entsprechende spiegelgleiche Kontur aufweisen, während die gegenüberlie­gende Arbeits- und Stützwalze bspw. mit einer zweiten, ande­ren Kontur ausgeführt sind. Des weiteren ist es möglich, einander entsprechende Walzen eines Walzenpaares mit Kontu­ren zu versehen, welche der Summe zweier oder mehrerer Poly­nome entsprechen.
  • Die Verschiebung der Walzen kann steuerbar ausgeführt sein, so daß erkannte Einstellfehler behoben werden können. Vor­zugsweise jedoch werden die Verschiebeantriebe als Stell­glieder einer Regelvorrichtung betätigt, die zweckmäßig nach dem folgenden Prinzip arbeitet: Zunächst wird eine Analyse einer einlaufenden Bandkontur durchgeführt, wobei die Kontur wiedergebende Meßpunkte durch eingangsseitig vorgesehene Meßsysteme gewonnen werden oder aber in vorhergehenden Ar­beitsgängen ermittelt und dann gespeichert wurden. Bei die­ser Analyse wird festgestellt, welche lineare Abweichungen, quadratische Abweichungen sowie Abweichungen vierter Potenz des in einer Walzstraße bzw. in ein Gerüst einlaufenden Bandes vorliegen. Aufgrund der hierbei gefundenen Werte werden die Stellglieder betätigt, um die entsprechenden Schwenkpositionen der Anstellung, die Verschiebebeträge für zu verschiebende Walzen und die Biegekräfte zu bestimmen, wobei zweckmäßig nicht nur das bzw. die letzten Gerüste, sondern zweckmäßig alle n Gerüste der Straße in Kenntnis der Stichplanparameter erfaßt werden, so daß die jeweils sich unter Belastung einstellende Walzspaltkonturen der Bandkon­tur angeglichen sind. Der Regelkreis geschlossen wird durch eine Vorrichtung zur Messung der Bandzugverteilung innerhalb der Straße und/oder hinter dem letzten Gerüst der Straße, wobei die gewonnenen Meßwerte zur regelvorrichtung rückge­ führt werden und, den Regelkreis schließend, über die Stell­glieder eine weitergehende Angleichung der Walzspaltkontur an die Bandkontur bewirken.
  • In jedem dieser Fälle läßt sich, insbesondere bei einer Ergänzung durch weitere Stellglieder, wie bspw. Biegevor­richtungen, Zonenkühlung oder dergleichen, eine feinfühlige und im Grunde mit relativ geringem Aufwand erzielte Korrek­turmöglichkeiten für das Profil eines Walzspaltes schaffen, die regelbar ausgestaltet sein kann, und die es erlaubt, Band mit minimalen Bandspannungsabweichungen und damit mit optimaler Planheit zu walzen.

Claims (8)

1. Walzgerüst mit Arbeitswalzen, die sich gegebenenfalls an Stützwalzen oder Zwischenwalzen und Stützwalzen abstüt­zen, und bei dem die Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und/ oder Stützwalzen gegeneinander axial verschiebbar sind, wobei Ballen von Walzen mit derart alternierend konkav und konvex ausgeführten Konturen versehen sind, die sich vorzugsweise in mindestens einer axialen Stellung der Walzen zueinander vorzugsweise in mindestens einer axia­len Stellung der Walzen zueinander vorzugsweise lückenlos ergänzen, daß durch gegensinniges axiales Verschieben mit ihnen ausgestatteter Walzen von Walzenpaaren Korrekturen des gebildeten Walzspaltprofiles vornehmbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Konturen funktionell derart ausgelegt sind, daß sie in neutraler Walzenstellung, gegebenenfalls zusätz­lich zu einem mittleren Maximum, in beidseitig der Mitte gelegenen Längenbereichen der Mäntel von Walzen, in denen Walzspaltprofiländerungen zu bewirken sind, Maxima der Steigung der Matellinien aufweisen.
2. Walzgerüst nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß die Konturen der Walzen dem die Abhängigkeit des jeweiligen Radius r von der jeweiligen axialen Lage x wiedergebenden Ansatz
      r(x) = a + bx + cx² + dx³ + ex⁴ + fx⁵
entsprechen, und daß die Konturen durch Einsetzen von vorgegebenen Vorzugs-Festwerten in diese Gleichung be­stimmt sind.
3. Walzgerüst nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kontur einer Walze eines Walzenpaares dem Spie­gelbild der Kontur der anderen Walze des Paares ent­spricht.
4. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet ,
daß mehr als ein Walzenpaar mit jeweils einer alternie­rend konkav und konvex ausgeführten Kontur versehen ist, und unterschiedliche Walzenpaare unterschiedliche Kon­turen aufweisen.
5. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet ,
daß die Konturen eines Walzenpaares die Summe mindestens zweier unterschiedlicher Funktionen darstellen.
6. Walzgerüst nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Summe mindestens zwei der folgend bezeichneten Funktionen als Summanden umfaßt:
a) die Funktion eines üblichen Walzenballens
r(x) = g + hx + ix²,
b) zur Einstellung einer quadratischen Gesamtwirkung die Funktion üblicher konvex oder konkav oder konvex-kon­kav ausgebildeter Walzen
r(x) = j + kx + lx² + mx³,
und zum
c) Ausgleich von Rand- oder Quarterwellen x.⁴ Ordnung:
r(x) = a + bx + cx² + dx³ + ex⁴ + fx⁵,
wobei die jeweiligen Faktoren durch Vorgabe von Festwer­ten sowie Lage und Größe von Extremwerten bestimmt sind.
7. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet ,
daß mindestens eines der Walzenpaare mit Biegevorrichtun­gen ausgestattet ist.
8. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
gekennzeichnet durch
eine Regelvorrichtung , welche auf Grund vorgegebener Dickenwerte eines Bandes, auf Grund über die Bandbreite des einlaufenden Bandes ermittelter Dickenwerte (Bandpro­fil) und/oder auf Grund von Messungen der Bandspannungs­verteilung von auslaufenden Bändern eine Analyse des Bandprofiles bewirkt und auf Grund dieser Analyse die optimale Anstellung der Walzen, die optimale axiale Ver­schiebung axial verschiebbarer Walzen und die aufzubrin­genden Biegekräfte zur Erzielung spannungsfreien Walzban­des sowie ggf. Kühlwerte einer Zonenkühlung ermittelt und die entspr. Stellgieder diesen Werten nachführt.
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