EP0450294B1 - Screwdown device for adjusting of roll gas in rolling stands, in particular strip rolling stands - Google Patents
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- B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
- B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
- B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
- B21B31/32—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting
Definitions
- the invention relates to an adjusting device for adjusting the roller spacing or rolling force in rolling stands, in particular in strip rolling stands for hot or cold rolling, with at least two hydraulic adjusting cylinders, which work on both sides by way of chocks and, if appropriate, an intermediate support roller.
- a generic device is known for example from JP-A-62-130705.
- Such rolling forces have to be transmitted from two hydraulic jack cylinders via the chocks to the work rolls, ie the work rolls not only have to be turned on, but must also be held in this position after the roll gap has been set.
- the hydraulic jacks are turned on quickly with low fluid pressure, while a high pressure pump generates the rolling forces.
- the pressure is controlled by hydraulic servo valves.
- Such servo valves work with a maximum pressure of approx. 250 bar and with a control accuracy of approx. +/- 1.0 bar.
- the control deviation is almost constant over the entire pressure range.
- the rolling force control range for a roll stand is approximately 1:15 to 1:20.
- the invention is based on the object of an adjusting device for adjusting the roller spacing or the rolling force in roll stands, in particular in strip roll stands for Hot or cold rolling, of the type described at the outset, with which the percentage fluctuations in rolling force in the course of the rolling force control can be kept extremely small over the entire rolling force range in a simple manner.
- a setting device for the work rolls of rolling stands is realized in a surprisingly simple manner within the scope of the invention, which on the one hand minimizes the control fluctuations, so that thickness deviations over the strip lengths of hot or cold rolled strips are considerably reduced. Consequently, the required roughness is practically achieved when using skin pass stands, so that failures during subsequent strip processing such as deep drawing, coating or the like remain extremely low.
- the use of several roll stands with different rolling force ranges is no longer necessary.
- the invention provides that the adjusting cylinders each have a hat piston guided in a cylinder housing on a cylinder journal and in a cylinder collar, the central piston surface formed by the inner hat bottom and the ring piston surface formed by the hat rim can be acted upon individually or together with pressure medium.
- the annular piston surfaces can alternately be pressurized on both sides with pressure medium, in order to enable piston reset at the same time.
- the piston surfaces can be acted on by means of a high-pressure control pump and a control pump for rapid adjustment with the interposition of at least one servo valve and reusable valves.
- a servo valve is preferably provided for each adjusting cylinder and a multi-way valve is provided for each piston surface. Separate servo valves are recommended in order to set the work rolls independently on one side or the other and consequently to be able to vary the roll gap across the gap width.
- an adjusting device for setting the roll spacing or roll gap in roll stands 1, in particular in strip rolling stands for hot or cold rolling is shown.
- the adjusting device has two hydraulic adjusting cylinders 2, 2 ', which work on chocks 3, 3' and an intermediate support roller 4 on both sides of the working method 5 to be employed, which in the exemplary embodiment is a bottom roller.
- the rolling force of the adjusting cylinders 2, 2 ' is supported against the pressure plates 7, 7' via the roller stands 6, 6 '.
- the jack cylinders 2, 2 ' each have two piston surfaces A1, A2 which are acted upon independently of one another and which can therefore be acted upon individually or jointly with pressure medium.
- the positioning cylinders 2, 2 'each have a top piston 11 guided in a cylinder housing 8 on a cylinder journal 9 and in a cylinder collar 10, the central piston surface A1 formed by the inner top hat surface and the annular piston surface A2 formed by the hat rim can be acted upon individually or together with pressure medium.
- the annular piston surfaces A3 can alternately be pressurized on both sides with pressure medium in order to achieve a return of the top piston 11.
- the piston surfaces A1, A2 are acted on by means of a high-pressure control pump 12 and a control pump 13 for quick adjustment with the interposition of servo valves 14 and multi-way valves 15.
- the high-pressure control pump 12 pressurizes the pressure medium or the pressure fluid via the servo valves 14 and multi-way valves 15 Allows piston surfaces A1, A2 to act, the control pump 13 for quick adjustment, which works with a larger flow rate at low pressure, lifts the rollers until they come into contact with the pressure plates 7, 7 '.
- the support and work rolls 4, 5 are kept in contact via balancing cylinders, not shown.
- the roll gap can also be preset via roll gap measuring devices.
- the hydraulic adjusting device according to the invention can be used for all known roll stands.
- the positioning cylinders 2, 2 ' can be arranged in the stand above or below.
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Anstellvorrichtung zum Einstellen des Walzenabstandes bzw. Walzkraft in Walzgerüsten, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung, mit zumindest zwei hydraulischen Anstellzylindern, die über Einbaustücke und ggf. zwischengeschalteter Stützwalze beidseitig auf eine jeweils anzustellende Arbeitsweise arbeiten. Eine gattungsgemäße Vorrichtung ist beispielsweise aus der JP-A-62-130705 bekannt.The invention relates to an adjusting device for adjusting the roller spacing or rolling force in rolling stands, in particular in strip rolling stands for hot or cold rolling, with at least two hydraulic adjusting cylinders, which work on both sides by way of chocks and, if appropriate, an intermediate support roller. A generic device is known for example from JP-A-62-130705.
Es ist bekannt, in Walzgerüsten für das Walzen von Stahl und NE-Metallen die Arbeitswalzen - regelmäßig Oberwalze und Unterwalze - mittels hydraulischer Anstellzylinder anzustellen, d. h. den Walzenabstand bzw. die Walzkraft einzustellen. Im allgemeinen arbeiten die Anstellzylinder auf Einbaustücke, in welchen die anzustellenden Arbeitswalzen gelagert sind. Häufig sind Stützwalzen zwischengeschaltet. Insgesondere bei Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung haben hydraulische Anstellzylinder die herkömmliche Anstellung über Gewindespindeln inzwischen nahezu völlig verdrängt. - Die Walzkräfte bewegen sich bei Kaltwalzgerüsten von einigen hundert bis zu einigen tausend Tonnen, beispielsweise bei Kaltnachwalzgerüsten - sogenannten Dressiergerüsten - von ca. 100 t bis ca. 1500 t - abhängig von den Bandabmessungen und der Materialfestigkeit. Derartige Walzkräfte müssen von jeweils zwei hydraulischen Anstellzylindern über die Einbaustücke auf die Arbeitswalzen übertragen, d. h. die Arbeitswalzen müssen nicht nur angestellt, sondern nach Einstellung des Walzspaltes auch in dieser Stellung gehalten werden. Die hydraulischen Anstellzylinder werden mit niedrigem Flüssigkeitsdruck schnell angestellt, während eine Hochdruckpumpe die Erzeugung der Walzkräfte übernimmt. Die Druckregelung erfolgt über hydraulische Servoventile. Solche Servoventile arbeiten mit einem maximalen Druck von ca. 250 bar und mit einer Regelgenauigkeit von etwa +/- 1,0 bar. Die Regelabweichung ist über den gesamten Druckbereich nahezu konstant. Der Walzkraft-Regelbereich für ein Walzgerüst liegt bei ca. 1 : 15 bis 1 : 20. Das bedeutet für ein Walzgerüst mit einem Walzkraftbereich von z. B. 100 t bis 1500 t und einem maximalen Druck von 250 bar eine Regelabweichung von der Walzkraft von +/- 6 t. Bei 100 t Nominal-Walzkraft bedeutet das eine Regelabweichung von +/- 6 t = 12 t = 12 %, bei einer Nominal-Walzkraft von 1500 t jedoch lediglich +/- 6 t = 12 t = 0,8 %. Die Regelabweichungen im unteren Walzkraftbereich sind also erheblich größer als im oberen Walzkraftbereich. Das führt beim Walzen von Metallbändern zu entsprechenden Dickenabweichungen über die Bandlänge. Bei Dressiergerüsten, die neben einer geringen Dickenreduzierung vor allem eine bestimmte Oberflächenkonditionierung, z. B. eine vorgegebene Rauheit erbringen sollen, bewirken solche Walzkraftschwankungen unterschiedliche Rauheiten und Banddickenunterschiede über die Bandlänge in Abständen, welche der Regelfrequenz der Servoventile entsprechen. Solche Fehler führen zu Ausfällen bei der nachträglichen Verarbeitung der Metallbänder, z. B. beim Tiefziehen, Beschichten o. dgl.. - Sind solche Walzgerüste in Prozeßlinien wie Konti-Bandbeizen, Glühlinien, Beschichtungslinien o. dgl. vorgesehen, ist es erforderlich, mehrere Walzgerüste mit unterschiedlichen Walzkraftbereichen einzusetzen.It is known to set up the work rolls in the roll stands for the rolling of steel and non-ferrous metals - regularly the upper roll and the lower roll - by means of hydraulic adjusting cylinders, ie to adjust the roll spacing or the rolling force. In general, the positioning cylinders work on chocks in which the work rolls to be set are stored. Back-up rolls are often interposed. In particular in the case of strip rolling stands for hot or cold rolling, hydraulic setting cylinders have almost completely replaced conventional setting using threaded spindles. - In the case of cold rolling stands, the rolling forces range from a few hundred to a few thousand tons, for example in the case of cold finishing stands - so-called skin pass stands - from approx. 100 t to approx. 1500 t - depending on the strip dimensions and the material strength. Such rolling forces have to be transmitted from two hydraulic jack cylinders via the chocks to the work rolls, ie the work rolls not only have to be turned on, but must also be held in this position after the roll gap has been set. The hydraulic jacks are turned on quickly with low fluid pressure, while a high pressure pump generates the rolling forces. The pressure is controlled by hydraulic servo valves. Such servo valves work with a maximum pressure of approx. 250 bar and with a control accuracy of approx. +/- 1.0 bar. The control deviation is almost constant over the entire pressure range. The rolling force control range for a roll stand is approximately 1:15 to 1:20. This means for a roll stand with a rolling force range of e.g. B. 100 t to 1500 t and a maximum pressure of 250 bar, a control deviation from the rolling force of +/- 6 t. With a nominal rolling force of 100 t, this means a control deviation of +/- 6 t = 12 t = 12%, but with a nominal rolling force of 1500 t only +/- 6 t = 12 t = 0.8%. The control deviations in the lower rolling force range are therefore considerably larger than in the upper rolling force range. When rolling metal strips, this leads to corresponding thickness deviations over the strip length. For skin pass mill, which in addition to a small reduction in thickness, above all a certain surface conditioning, eg. B. should provide a predetermined roughness, such rolling force fluctuations cause different roughness and strip thickness differences over the strip length at intervals which correspond to the control frequency of the servo valves. Such errors lead to failures in the subsequent processing of the metal strips, e.g. B. in deep drawing, coating or the like .. - If such roll stands are provided in process lines such as continuous strip pickling, annealing lines, coating lines or the like, it is necessary to use several roll stands with different rolling force ranges.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einstellvorrichtung zum Einstellen des Walzenabstandes bzw. der Walzkraft in Walzgerüsten, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung, der eingangs beschriebenen Art zu schaffen, mit welcher sich auf einfache Weise die prozentualen Walzkraftschwankungen im Zuge der Walzkraftregelung über den gesamten Walzkraftbereich äußerst klein halten lassen.The invention is based on the object of an adjusting device for adjusting the roller spacing or the rolling force in roll stands, in particular in strip roll stands for Hot or cold rolling, of the type described at the outset, with which the percentage fluctuations in rolling force in the course of the rolling force control can be kept extremely small over the entire rolling force range in a simple manner.
Diese Aufgabe löst die Erfindung bei einer gattungsgemäßen Anstellvorrichtung durch die Merkmale des kennzeichnenden Teils des Anspruchs 1. - Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß man durch die einzelne, kombinierte oder gemeinsame Beaufschlagung sämtlicher Kolbenflächen im Rahmen der sich überdeckenden Walzkraftbereiche jeweils eine minimale prozentuale Abweichung auswählen und folglich die prozentualen Walzkraftschwankungen minimieren kann, wenn eben jeder Anstellzylinder zwei oder mehr Kolbenflächen aufweist. Das nachstehend beschriebene Beispiel für ein Walzgerüst mit maximal 1500 t und minimal 100 t Walzkraft sowie zwei Anstellzylindern mit jeweils zwei unabhängig voneinander beaufschlagbaren Kolbenflächen verdeutlicht, daß die maximale Regelabweichung in einem Druckbereich zwischen 50 bar und 250 bar lediglich noch maximal 2 % - im Gegensatz zu sonst 12 % - beträgt. Die gemeinsam oder einzeln beaufschlagten Kolbenflächen A1 und A2 ergeben die in der nachfolgenden Tabelle aufgeführten Werte:
Im Ergebnis wird im Rahmen der Erfindung auf überraschend einfache Weise eine Anstellvorrichtung für die Arbeitswalzen von Walzgerüsten verwirklicht, die einerseits die Regelschwankungen minimiert, so daß auch Dickenabweichungen über die Bandlängen warm- oder kaltgewalzter Bänder erheblich reduziert werden. Folglich wird bei Einsatz von Dressiergerüsten auch praktisch die verlangte Rauhigkeit erreicht, so daß Ausfälle bei der nachträglichen Bandbearbeitung wie beim Tiefziehen, Beschichten o. dgl. äußerst gering bleiben. Insbesondere beim Konti-Bandbeizen, Glühlinien, Beschichtungslinien o. dgl. ist der Einsatz mehrerer Walzgerüste mit unterschiedlichen Walzkraftbereichen nicht länger erforderlich.As a result, a setting device for the work rolls of rolling stands is realized in a surprisingly simple manner within the scope of the invention, which on the one hand minimizes the control fluctuations, so that thickness deviations over the strip lengths of hot or cold rolled strips are considerably reduced. Consequently, the required roughness is practically achieved when using skin pass stands, so that failures during subsequent strip processing such as deep drawing, coating or the like remain extremely low. In particular in the case of continuous strip pickling, annealing lines, coating lines or the like, the use of several roll stands with different rolling force ranges is no longer necessary.
Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, daß die Anstellzylinder jeweils einen in einem Zylindergehäuse auf einen Zylinderzapfen und in einem Zylinderkragen geführten Hutkolben aufweisen, dessen von dem inneren Hutboden gebildeten Zentralkolbenfläche und von dem Hutrand gebildete Ringkolbenfläche einzeln oder gemeinsam mit Druckmedium beaufschlagbar sind. Die Ringkolbenflächen können wechselweise beidseitig mit Druckmedium beaufschlagbar sein, um auf diese Weise zugleich eine Kolbenrückstellung zu ermöglichen. Die Beaufschlagung der Kolbenflächen kann mittels einer Hochdruck-Regelpumpe und einer Regelpumpe für Schnellanstellung unter Zwischenschaltung zumindest eines Servoventils und von Mehrwegventilen erfolgen. Vorzugsweise ist jedoch für jeden Anstellzylinder ein Servoventil und für jede Kolbenfläche ein Mehrwegventil vorgesehen. Separate Servoventile empfehlen sich, um die Arbeitswalzen auf der einen oder anderen Seite unabhängig voneinander anstellen und folglich den Walzspalt auch über die Spaltbreite variieren zu können.Further features essential to the invention are listed below. Thus, the invention provides that the adjusting cylinders each have a hat piston guided in a cylinder housing on a cylinder journal and in a cylinder collar, the central piston surface formed by the inner hat bottom and the ring piston surface formed by the hat rim can be acted upon individually or together with pressure medium. The annular piston surfaces can alternately be pressurized on both sides with pressure medium, in order to enable piston reset at the same time. The piston surfaces can be acted on by means of a high-pressure control pump and a control pump for rapid adjustment with the interposition of at least one servo valve and reusable valves. However, a servo valve is preferably provided for each adjusting cylinder and a multi-way valve is provided for each piston surface. Separate servo valves are recommended in order to set the work rolls independently on one side or the other and consequently to be able to vary the roll gap across the gap width.
Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert; es zeigen:
- Fig. 1
- ein Quarto-Walzwerk mit einem Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Anstellvorrichtung,
- Fig. 2
- die Anstellvorrichtung mit zwei Anstellzylindern in schematischer Darstellung.
- Fig. 1
- a four-high rolling mill with an embodiment of an adjusting device according to the invention,
- Fig. 2
- the adjusting device with two adjusting cylinders in a schematic representation.
In den Figuren ist eine Anstellvorrichtung zum Einstellen des Walzabstandes bzw. Walzspaltes in Walzgerüsten 1, insbesondere in Bandwalzgerüsten für Warm- oder Kaltwalzung dargestellt. Die Anstellvorrichtung weist zwei hydraulische Anstellzylinder 2, 2' auf, die über Einbaustücke 3, 3' und eine zwischengeschaltete Stützwalze 4 beidseitig auf die anzustellende Arbeitsweise 5 arbeiten, bei der es sich im Ausführungsbeispiel um eine Unterwalze handelt. Die Walzkraft der Anstellzylinder 2, 2' stützt sich über die Walzenständer 6, 6' gegen Druckplatten 7, 7' ab. Die Anstellzylinder 2, 2' weisen jeweils zwei unabhängig voneinander beaufschlagte Kolbenflächen A1, A2 auf, die also einzeln bzw. gemeinsam mit Druckmedium beaufschlagbar sind. Die Anstellzylinder 2, 2' besitzen jeweils einen in einem Zylindergehäuse 8 auf einem Zylinderzapfen 9 und in einem Zylinderkragen 10 geführten Hutkolben 11, dessen von dem inneren Hutboden gebildeten Zentralkolbenfläche A1 und von dem Hutrand gebildete Ringkolbenfläche A2 einzeln bzw. gemeinsam mit Druckmedium beaufschlagbar sind. Die Ringkolbenflächen A3 sind wechselweise beidseitig mit Druckmedium beaufschlagbar, um eine Rückstellung der Hutkolben 11 zu erreichen. Die Beaufschlagung der Kolbenflächen A1, A2 erfolgt mittels einer Hochdruck-Regelpumpe 12 und einer Regelpumpe 13 für Schnellanstellung unter Zwischenschaltung von Servoventilen 14 und Mehrwegeventilen 15. Während die Hochdruck-Regelpumpe 12 das Druckmedium bzw. die Druckflüssigkeit über die Servoventile 14 und Mehrwegeventile 15 auf die Kolbenflächen A1, A2 wirken läßt, hebt die Regelpumpe 13 für die Schnellanstellung, welche mit einem größeren Förderstrom bei niedrigem Druck arbeitet, die Walzen bis zur Anlage an den Druckplatten 7, 7' an. Hierbei werden die Stütz- und Arbeitswalzen 4, 5 über nicht näher dargestellte Balancierzylinder in Kontakt gehalten. - Mittels der Servoventile 14 kann der Walzspalt auch über Walzspaltmeßgeräte voreingestellt werden.In the figures, an adjusting device for setting the roll spacing or roll gap in roll stands 1, in particular in strip rolling stands for hot or cold rolling, is shown. The adjusting device has two hydraulic adjusting
Die erfindungsgemäße hydraulische Anstellvorrichtung kann für sämtliche bekannten Walzgerüste eingesetzt werden. Die Anstellzylinder 2, 2' können im Ständer oben oder unten angeordnet sein.The hydraulic adjusting device according to the invention can be used for all known roll stands. The
Claims (4)
- An adjusting device for setting the roll gap in roll stands (1), particularly in strip rolling stands for hot- or cold-rolling, with at least two hydraulic adjusting cylinders (2, 2') which act via chocks (3, 3') and optionally via interposed back-up rolls (4) on both sides of a particular work roll (5) to be adjusted, characterised in that the adjusting cylinders (2, 2') each comprise a cap piston (11) which is guided in a cylinder housing (8) on a cylinder journal (9) and in a cylinder collar (10), the central piston face (A1) of which cap piston, which is formed from the inner cap base, and the annular piston face (A2) of which cap piston, which is formed from the cap edge, can be acted upon by pressure medium independently of each other, and individually or jointly, respectively.
- An adjusting device according to claim 1, characterised in that the annular piston faces (A2; A3) can be acted upon alternately on both sides by pressure medium.
- An adjusting device according to one of claims 1 or 2, characterised in that the piston faces (A1, A2) are acted upon by means of a high-pressure variable capacity pump (12), and by means of a variable capacity pump (13) for rapid adjustment, with the interposition of at least one servo valve (14) and of multiple-way valves (15).
- An adjusting device according to any one of claims 1 to 3, characterised in that a servo valve (14) is provided for each adjusting cylinder (2, 2') and a multiple-way valve (15) is provided for each piston face (A1, A2).
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