EP1074315A2 - Mehrwalzengerüst - Google Patents

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EP1074315A2
EP1074315A2 EP00116457A EP00116457A EP1074315A2 EP 1074315 A2 EP1074315 A2 EP 1074315A2 EP 00116457 A EP00116457 A EP 00116457A EP 00116457 A EP00116457 A EP 00116457A EP 1074315 A2 EP1074315 A2 EP 1074315A2
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EP
European Patent Office
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roll
work
rolls
roll stand
rolling
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EP00116457A
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French (fr)
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EP1074315B1 (de
Inventor
Werner Ing. Stahl
Axel Dipl.-Ing. Barten (Eth)
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Achenbach Buschhetten GmbH and Co KG
Original Assignee
Achenbach Buschhetten GmbH and Co KG
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    • 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
    • B21B13/147—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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/16—Control of thickness, width, diameter or other transverse dimensions
    • B21B37/24—Automatic variation of thickness according to a predetermined programme
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/42—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using a combination of roll bending and axial shifting of the rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2205/00—Particular shaped rolled products
    • B21B2205/02—Tailored blanks
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B2269/02—Roll bending; vertical bending of rolls
    • B21B2269/04—Work roll bending
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2269/00—Roll bending or shifting
    • B21B2269/12—Axial shifting the rolls
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B2273/00—Path parameters
    • B21B2273/22—Aligning on rolling axis, e.g. of roll calibers

Definitions

  • the invention relates to multi-roll stands for rolling strip-shaped rolling stock, with a lower and an upper Work roll, backup rolls assigned to the work rolls, Roll bending devices for the work rolls as well Devices for adjusting and balancing the backup rolls, the lower and the upper work roll of the roll stand in two lower and two upper back-up rolls are mounted, the symmetrical to the vertical roll axis plane of the work rolls arranged and in pairs in lower and upper Back-up roller chocks are stored.
  • a multi-roll stand of this type is from the JP 10 263 632 A known.
  • DE 195 18 144 A1 describes a rolling mill Work rolls, which due to the small roll diameter the Problems of horizontal deflection during the rolling process itself recover.
  • the top and bottom of this mill are Work roll each generated by the rolling force Circumferential force of the rolling moments introduced into the backup rolls driven.
  • the multi-roll stand described are the work rolls by means of Support roller pairs supported. The two lines of contact work rolls led to the backup rolls allow only one restricted adjustment range of the work roll bending.
  • DE 22 06 912 C3 is a roll stand with two Work rolls and can be moved in opposite directions on the bandwidth adjustable intermediate rolls known, each in a Backup roller pair are rotatably positioned, the Work rolls for better adaptation to the strip profile with one Roll bending device are equipped.
  • Disadvantage for the Flexible rolling are used in this type of rolling mill also the horizontal deflection of the work rolls, which the Rolling force transmitting circumferential force and the relatively large Masses in terms of a required high Acceleration property of the roll adjustment.
  • Multi-roll stands according to EP 0 665 067 B1 have Work rolls with the smallest diameter and sufficient Support, however, require a not insignificant Effort to compensate for the deflection of the Roll set such as support rollers and bending devices and are limited with regard to the achievable strip thickness reduction.
  • the invention has for its object a roll stand for to develop flexible rolls of strip material.
  • the roll stand 1 according to FIGS. 1-3 for flexible rolling of Strip material 2 has a lower and an upper work roll 3, 4 to avoid horizontal deflection in two lower and two upper support rollers 5, 6; 7, 8 are mounted, the symmetrical to the vertical roller axis plane 9-9 of Work rolls 3,4 arranged and in storage units 10a, 10b, 11a, 11b displaceable in the axial direction in the lower and upper Backing roll chocks 10, 11 are mounted in the two Roll stands 12, 13 of the roll stand 1 vertically and horizontally are guided.
  • the support rollers 5,6; 7,8 are through to the Backing roll chocks 10, 11 attached motors 14 driven.
  • the lower and the upper work roll 3, 4 are in the lower one and upper work roll chocks 15,16 stored in the two roller stands 12, 13 guided and vertically displaceable can be acted upon by work roll bending devices 17, 18.
  • the balance of the support rollers 5.6; 7.8 is done by on the lower and upper backup roll chocks 10,11 Acting balancing devices 19.20.
  • the over the upper support rollers 7,8 in the upper Work roll 4 initiated rolling force F is by in the two Roll stands 12, 13 built-in roll setting devices 21 generated that act on the upper backup roll chocks 11.
  • the rolling force F acting on the upper pair of support rollers 7, 8 enables a factor of a factor due to the breakdown of forces into a horizontal rolling force component F h and a radial rolling force component F r when an equal coefficient of friction is applied between the upper support roller 7.8 and the upper work roller 4 1 / cos ⁇
  • the operated by a pressure medium Work roll bending devices 17, 18 work between one lower, the contact between the support rollers 5,6; 7.8 and den Work rolls 3.4 ensuring and preventing slippage Contact pressure, which is also a permanent balancing of the Work rolls 3.4 guaranteed, and one as a positive Bending force acting maximum pressure.
  • the regulation of the work roll bending devices 17, 18 takes place depending on the rolling force F, on the strip width 22 and the displacement position of the support rollers 5,6,7,8.
  • the balancing devices 19, 20 for the backup rolls 5,6,7,8 have acting on the support roller chocks 10,11 Actuating cylinder with storage units for the ongoing change of Position of support rollers 5,6,7,8.
  • the four support rollers 5,6,7,8 are to compensate for the occurring roll set deflection and to adapt to the Band width 22 of the strip material 2 by the same or different routes S independently of each other vertical center plane 23-23 of the rolling stand 1 in opposite directions axially displaceable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Das Walzgerüst (1) ist zum flexiblen Walzen von Bandmaterial (2) bestimmt. Die untere und die obere Arbeitswalze (3,4) des Walzgerüstes (1) sind in zwei unteren und zwei oberen angetriebenen Stützwalzen (5,6; 7,8) gelagert, die symmetrisch zur senkrechten Walzenachsenebene (9-9) der Arbeitswalzen (3,4) angeordnet und paarweise (5,6; 7,8) in unteren und oberen Stützwalzeneinbaustücken (10,11) in Lagereinheiten (10a, 10b, 11a, 11b) in Achsrichtung verschiebbar gelagert sind. Die vier Stützwalzen (5,6,7,8) sind zum Ausgleich der auftretenden Walzensatzdurchbiegung und zur Anpassung an die Bandbreite um gleiche und unterschiedliche Strecken unabhängig voneinander zur senkrechten Mittelebene des Walzgerüstes (1) gegensinnig axial verschiebbar. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft Mehrwalzengerüste zum Walzen von bandförmigem Walzgut, mit einer unteren und einer oberen Arbeitswalze, den Arbeitswalzen zugeordneten Stützwalzen, Walzenbiegeeinrichtungen für die Arbeitswalzen sowie Einrichtungen zum Anstellen und Ausbalancieren der Stützwalzen, wobei die untere und die obere Arbeitswalze des Walzgerüstes in zwei unteren und zwei oberen Stützwalzen gelagert sind, die symmetrisch zur senkrechten Walzenachsenebene der Arbeitswalzen angeordnet und paarweise in unteren und oberen Stützwalzeneinbaustücken gelagert sind.
Ein Mehrwalzengerüst dieser Gattung ist aus der JP 10 263 632 A bekannt.
Die ständige Verbesserung der Umweltbedingungen, die Verknappung von Rohstoffen und die Forderung an die Industrie, Bauteile unterschiedlicher Art mit optimalen, produktspezifischen Eigenschaften kostengünstig herzustellen, bedingen die Entwicklung neuer Fertigungsverfahren, zu denen das sogenannte "Flexible Walzen" zu zählen ist. Das flexible Walzen, bei dem der Walzspalt während des Walzprozesses entsprechend dem sich über die Bandlänge ändernden Dickenprofil eines Walzbandes geregelt wird, ermöglicht die prozeßverkürzende Herstellung von Bandmaterial mit einem errechneten, bauteilbezogenem, an den Belastungsfall angepaßtem Dickenprofil, das sich in Walzrichtung ändert. Derart hergestelltes Walzband aus Stahl und Nichteisenmetallen ist für Leichtbaubereiche wie den Automobilbau, die Luft- und Raumfahrttechnik und den Waggonbau geeignet (DE-Z Fertigung, 1995, Bd. 23, Heft 10, Seiten 40-42).
Ist man beim herkömmlichen Walzen bestrebt, ein möglichst planes und ohne Profiländerungen über die gesamte Bandlänge ebenes Band zu erzeugen, will man beim flexiblen Walzen geregelte Banddickenänderungen über die Bandlänge herstellen. Die mögliche Banddickenreduzierung kann zwischen einer geringen, den Walzprozeß noch stabil haltenden und einer maximalen Abnahme von über 50 % geregelt ablaufen.
Die DE 195 18 144 A1 beschreibt ein Walzwerk mit Arbeitswalzen, die aufgrund des kleinen Walzendurchmessers die Problematik der horizontalen Ausbiegung beim Walzvorgang in sich bergen. Bei diesem Walzwerk ist die obere und die untere Arbeitswalze jeweils durch eine durch die Walzkraft erzeugte Umfangskraft der in die Stützwalzen eingeleiteten Walzmomente angetrieben. Bei einem weiteren in der DE 195 18 144 A1 beschriebenen Mehrwalzengerüst sind die Arbeitswalzen mittels Stützwalzenpaaren abgestützt. Die derart an zwei Kontaktlinien zu den Stützwalzen geführten Arbeitswalzen ermöglichen nur einen eingeschränkten Stellbereich der Arbeitswalzenbiegung.
Aus der DE 22 06 912 C3 ist ein Walzgerüst mit zwei Arbeitswalzen und gegensinnig verschiebbaren, auf die Bandbreite einstellbaren Zwischenwalzen bekannt, die jeweils in einem Stützwalzenpaar drehbar positioniert sind, wobei die Arbeitswalzen zur besseren Anpassung an das Bandprofil mit einer Walzenbiegeeinrichtung ausgestattet sind. Nachteilig für den Einsatz zum flexiblen Walzen sind bei diesem Walzwerkstyp ebenfalls die horizontale Ausbiegung der Arbeitswalzen, die das Walzmoment übertragende Umfangskraft sowie die relativ großen Massen im Hinblick auf eine erforderliche hohe Beschleunigungseigenschaft der Walzenanstellung.
Eine andere Art der Arbeitswalzenabstützung gegen horizontale Ausbiegung mittels seitlich angeordneter Stützrollen ist in der EP 0 121 811 B1 erläutert, jedoch weist auch dieses Walzwerkskonzept ohne einen Antrieb der Arbeitswalzen keine Verbesserung der in die Arbeitswalzen eingeleiteten Walzmomente aus.
Mehrwalzengerüste gemäß der EP 0 665 067 B1 verfügen über Arbeitswalzen mit kleinstem Durchmesser und hinreichender Abstützung, erfordern allerdings einen nicht unerheblichen Aufwand an Maßnahmen zur Kompensierung der Durchbiegung des Walzensatzes wie Stützrollen und Biegeeinrichtungen und sind hinsichtlich der erreichbaren Banddickenreduzierung begrenzt.
Die beim flexiblen Walzen erforderlichen, ständig den Soll-Bandlängenprofiländerungen folgenden Positionsänderungen und die dadurch bedingten Walzkraft- und Walzmomentänderungen erfordern eine hohe Dynamik der Walzenanstellung und des Walzenantriebes. Einerseits muß eine sichere und schlupffreie Übertragung der Walzmomente in die Arbeitswalzen gewährleistet sein, andererseits ändert das beschleunigte, geregelte Öffnen und Schließen des Walzspaltes die Anpresskraft zwischen Stütz- und Arbeitswalze. Ferner hat die sich während eines Walzstiches abhängig von der Dickenreduktion ständig ändernde Walzkraft eine schwellende Durchbiegung des Walzensatzes zur Folge.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst zum flexiblen Walzen von Bandmaterial zu entwickeln.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Walzgerüst mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
Die Unteransprüche beinhalten vorteilhafte und zweckmäßige Weiterbildungen der Erfindung.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungsfiguren erläutert, die im einzelnen folgendes darstellen:
Fig. 1
eine Seitenansicht des erfindungsgemäßen Walzgerüstes,
Fig. 2
die Vorderansicht des Walzgerüstes mit symmetrisch zur senkrechten Mittelebene desselben angeordneten Arbeits- und Stützwalzen,
Fig. 3
die Vorderansicht des Walzgerüstes mit zu den Arbeitswalzen gegensinnig axial verschobenen Stützwalzen und
Fig. 4
die Dynamik des Antriebes einer Arbeitswalze durch zwei Stützwalzen.
Das Walzgerüst 1 nach den Fign. 1-3 zum flexiblen Walzen von Bandmaterial 2 weist eine untere und eine obere Arbeitswalze 3, 4 auf, die zur Vermeidung einer horizontalen Ausbiegung in zwei unteren und zwei oberen Stützwalzen 5, 6;7, 8 gelagert sind, die symmetrisch zur senkrechten Walzenachsenebene 9-9 der Arbeitswalzen 3,4 angeordnet und in Lagereinheiten 10a, 10b, 11a, 11b in Achsrichtung verschiebbar in unteren und oberen Stützwalzeneinbaustücken 10,11 gelagert sind, die in den beiden Walzenständern 12, 13 des Walzgerüstes 1 vertikal und horizontal verschiebbar geführt sind.
Die Stützenwalzen 5,6; 7,8 sind durch an den Stützwalzeneinbaustücken 10,11 angebrachte Motoren 14 angetrieben.
Die untere und die obere Arbeitswalze 3,4 sind in unteren und oberen Arbeitswalzeneinbaustücken 15,16 gelagert, die in den beiden Walzenständern 12,13 vertikal verschiebbar geführt und durch Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen 17,18 beaufschlagbar sind.
Die Ausbalancierung der Stützwalzen 5,6; 7,8 erfolgt durch auf die unteren und die oberen Stützwalzeneinbaustücke 10,11 wirkende Ausbalanciereinrichtungen 19,20.
Unter den unteren Stützwalzeneinbaustücken 10 sind in den beiden Walzenständern 12, 13 Nachstelleinrichtungen 24 zum Anpassen der Passline des Walzgerüstes 1 eingebaut.
Die über die oberen Stützwalzen 7,8 in die obere Arbeitswalze 4 eingeleitete Walzkraft F wird durch in die beiden Walzenständer 12,13 eingebaute Walzenanstelleinrichtungen 21 erzeugt, die auf die oberen Stützwalzeneinbaustücke 11 wirken.
Die auf das obere Stützwalzenpaar 7,8 wirkende Walzkraft F ermöglicht aufgrund der Kräftezerlegung in eine horizontale Walzkraftkomponente Fh und eine radiale Walzkraftkomponente Fr bei Ansatz eines gleichen Reibwertes zwischen oberer Stützwalze 7,8 und oberer Arbeitswalze 4 eine um den Faktor 1/cos α verbesserte Einleitung des Walzmomentes Mw in die obere Arbeitswalze 4, wobei das Walzmoment Mw durch die in Umfangsrichtung der Stützwalzen 7,8 und der Arbeitswalze 4 wirkende Komponente Fu der Walzkraft F bestimmt wird (Fig. 4).
Die durch ein Druckmittel betätigten Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen 17,18 arbeiten zwischen einem unteren, den Kontakt zwischen den Stützwalzen 5,6; 7,8 und den Arbeitswalzen 3,4 sicherstellendem und schlupfverhinderndem Anpreßdruck, der zugleich eine permanente Ausbalancierung der Arbeitswalzen 3,4 gewährleistet, und einem als positive Biegekraft wirkendem Maximaldruck.
Die Regelung der Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen 17,18 erfolgt in Abhängigkeit von der Walzkraft F, von der Bandbreite 22 und der Verschiebeposition der Stützwalzen 5,6,7,8.
Die Ausbalanciereinrichtungen 19,20 für die Stützwalzen 5,6,7,8 weisen auf die Stützwalzeneinbaustücke 10,11 wirkende Stellzylinder mit Speichereinheiten zur laufenden Änderung der Anstellungsposition der Stützwalzen 5,6,7,8 auf.
Die vier Stützwalzen 5,6,7,8 sind zum Ausgleich der auftretenden Walzensatzdurchbiegung und zur Anpassung an die Bandbreite 22 des Bandmaterials 2 um gleiche oder unterschiedliche Strecken S unabhängig voneinander zur senkrechten Mittelebene 23-23 des Walzgerüstes 1 gegensinnig axial verschiebbar.

Claims (8)

  1. Mehrwalzengerüst zum Walzen von bandförmigem Walzgut, mit einer unteren und einer oberen Arbeitswalze, den Arbeitswalzen zugeordneten Stützwalzen, Walzenbiegeeinrichtungen für die Arbeitswalzen sowie Einrichtungen zum Anstellen und Ausbalancieren der Stützwalzen, wobei die untere und die obere Arbeitswalze des Walzgerüstes in zwei unteren und zwei oberen Stützwalzen gelagert sind, die symmetrisch zur senkrechten Walzenachsenebene der Arbeitswalzen angeordnet und paarweise in unteren und oberen Stützwalzeneinbaustücken gelagert sind, dadurch gekennzeichnet, daß zum flexiblen Walzen von Bandmaterial (2) die vier Stützwalzen (5-8) zum Ausgleich der auftretenden Walzensatzdurchbiegung und zur Anpassung an die Bandbreite (22) um gleiche oder unterschiedliche Strecken (S) zur senkrechten Mittelebene (23-23) des Walzgerüstes (1) unabhängig voneinander in Achsrichtung verschiebbar sind.
  2. Mehrwalzengerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Stützwalzen (5-8) in Lagereinheiten (10a, 10b, 11a, 11b) gelagert sind, die in den Stützwalzeneinbaustücken (10, 11) in Achsrichtung der Stützwalzen verschiebbar angeordnet sind.
  3. Mehrwalzengerüst nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der durch ein Druckmittel betätigten Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen (17,18) zwischen einem unteren Druckwert zum Ausbalancieren der Arbeitswalzen (3,4) und zum schlupfverhindernden Anpressen derselben gegen die Stützwalzen (5,6; 7,8) und einem als positive Biegekraft wirkenden oberen Druckwert einstellbar ist.
  4. Mehrwalzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch eine Regelung der Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen (17,18) in Abhängigkeit von der Walzkraft (F).
  5. Mehrwalzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine Regelung der Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen (17,18) in Abhängigkeit von der Bandbreite (22).
  6. Mehrwalzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Regelung der Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen (17,18) in Abhängigkeit von der Verschiebeposition der Stützwalzen (5-8).
  7. Mehrwalzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausbalanciereinrichtungen (19,20) für die Stützwalzen (5,6; 7,8) auf die Stützwalzeneinbaustücke (10,11) wirkende Stellzylinder mit Speichereinheiten zur laufenden Änderung der Anstellungsposition der Stützwalzen (5,6; 7,8) aufweisen.
  8. Mehrwalzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch an den Stützwalzeneinbaustücken (10,11) und/oder den Lagereinheiten (10a, 11b, 11a, 11b) angebrachte Antriebsmotoren (14) für die Stützwalzen (5,6,7,8).
EP00116457A 1999-08-03 2000-07-29 Mehrwalzengerüst Expired - Lifetime EP1074315B1 (de)

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DE19936427 1999-08-03
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EP1074315A3 EP1074315A3 (de) 2003-10-29
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EP00116457A Expired - Lifetime EP1074315B1 (de) 1999-08-03 2000-07-29 Mehrwalzengerüst

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EP (1) EP1074315B1 (de)
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