EP3006125A1 - Walzvorrichtung und walzverfahren - Google Patents

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Publication number
EP3006125A1
EP3006125A1 EP15002891.8A EP15002891A EP3006125A1 EP 3006125 A1 EP3006125 A1 EP 3006125A1 EP 15002891 A EP15002891 A EP 15002891A EP 3006125 A1 EP3006125 A1 EP 3006125A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roller
spray bar
short
spray
nozzles
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP15002891.8A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Jörg Schröder
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Josef Frohling GmbH
Original Assignee
Josef Frohling GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Josef Frohling GmbH filed Critical Josef Frohling GmbH
Publication of EP3006125A1 publication Critical patent/EP3006125A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • 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
    • B21B37/74—Temperature control, e.g. by cooling or heating the rolls or the product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally

Definitions

  • the present invention relates to a rolling apparatus according to the preamble of claim 1 and a rolling method according to the preamble of claim 9.
  • the invention is a further development of a rolling apparatus and a rolling method according to the German patent application DE 10 2011 009 195 A1 ,
  • the arrangement of the spray bar with the nozzles is a compromise that must take into account the different roll diameters in order to achieve the maximum possible wetting sector of the roll for each situation.
  • the aim is to choose the wetting sector as large as possible in order to be able to exert the greatest possible local influence on the temperature and thus on the diameter.
  • the largest possible amount of roll grinding is aimed at reducing the operating costs. This means, in the context of this compromise to be found limitation in certain diameter ranges in the optimal wetting and effectiveness of theisserschbeetzschung.
  • the desired effect of local heat dissipation can not be the same or optimized in all diameter ranges.
  • changing the distance from the nozzle exit to the roll surface means that there are changes in the geometry of the fan-like nozzle jet images are available, which also interferes with the differentiation of the nozzles (equal zones).
  • the invention accordingly provides a rolling apparatus having at least one roller associated with a multi-zone cooling including at least one spray bar having a plurality of nozzles for cooling the respective temperature of the roller locally corresponding to each nozzle, wherein at least one short-stroke cylinder or one Movement mechanism or mechanical movement, in particular a short-stroke movement mechanism or mechanical short-stroke movement is provided, which / is arranged and designed so that the spray bar so in and against the feed direction of a web to the at least one roller to be rolled with respect to which at least one roller is adjustable.
  • short-stroke cylinders or movement mechanisms in particular short-stroke hydraulic cylinders or short-stroke block cylinders, are added to the generic rolling device which can provide movement of the spray bar in or against the transport direction of a material web to be rolled.
  • This movement which is particularly oriented in the horizontal, allows a higher accuracy of Sprühabstandseingnagna over the entire work area.
  • the feed direction of a material web to the at least one roller is at least substantially horizontal.
  • a further preferred embodiment is that at least one pair of short-stroke cylinders or movement mechanisms or mechanical movements is provided, wherein a short-stroke cylinder or a movement mechanism / mechanical movement of the pair below the material web feed and a short-stroke cylinder or a movement mechanism / mechanical movement of the pair is arranged above the material web feed.
  • a controller may be provided which is designed, on the one hand, to control the distance of the spray bar from the at least one roller by controlling any short-stroke cylinders or movement mechanics or mechanical movement and, on the other hand, the pressure of the nozzles Coolant coordinated to control so that desired nozzle spray images are set on the at least one roller.
  • the at least one spray bar is adjustable and controllable so as to keep the distance of the spray bar or nozzles from the roller at least substantially constant, even with different roller diameters.
  • the distance to the roller are kept at least approximately constant.
  • the at least one spray bar for setting is guided in rotation or pivotally and / or linearly guided.
  • a controller may be provided which is designed to adjust the at least one spray bar relative to the associated roller so that a predetermined distance of spray bars or nozzles of the respective roller is set.
  • a path measuring system may be provided to determine, either directly or indirectly, the actual distance of a spray bar from a roll continuously, at regular or irregular intervals or on demand, and to continuously, at regular or irregular intervals or upon request, direct that control to the actual distance designed to control the setting of the at least one spray bar relative to the associated roller so that the predetermined distance of spray bars or nozzles is set by the affected roller.
  • At least one in particular hydraulic actuating cylinder is provided for adjusting the at least one spray bar.
  • the rolling device is a flat rolling mill or one with a 4-high or 6-high rolling stand configuration.
  • nozzles on the at least one spray bar are designed to produce fan-shaped nozzle spray patterns of coolant.
  • the temperature of the roller is locally influenced by means of a multi-zone cooling with at least one spray bar with a plurality of nozzles for coolant at least one roller corresponding to each nozzle, the spray bar by means of at least one short-stroke cylinder or a movement mechanism or mechanical movement in and opposite to the feed direction of a material web to the at least one roller, to be rolled, with respect to the at least one roller is adjustable or adjusted.
  • the at least one spray bar is controlled and employed that the distance of spray bars or nozzles from the roller is kept at least substantially constant even with different roller diameters, so that even with different roller diameters equal or optimized admission is ensured with the cooling medium.
  • The can preferably be further developed in that in particular the at least one spray bar for adjusting by means of at least one particular hydraulic actuating cylinder is rotationally guided or pivotally or linearly guided.
  • the actual distance of a spray bar from a roll is determined directly or indirectly by means of a displacement measuring system and is sent to a controller which causes a setting of the at least one spray bar, so that a predetermined distance of spray bars or nozzles from the affected roller is set.
  • Yet another preferred embodiment is that, on the one hand, the distance of the spray bar from the at least one roller controlled by any existing short-stroke cylinder or movement mechanics or mechanical movements and on the other hand, the pressure of the nozzle supplied coolant coordinated with each other so that desired nozzle spray images the at least one roller can be adjusted.
  • a rolling device 1 In the Fig. 1a and 1b an embodiment of a rolling device 1 are shown in schematic schematic diagrams.
  • the present invention is based on the known prior art according to the example in the Fig. 2a and 2 B , which have been described above in the introduction and are therefore not treated separately here, to circumvent the problem described above by the spray bars 2 are mounted in the rolling stand 3 or framework so that they are adjustable and according to the current diameters of Rollers 4 can be positioned.
  • An embodiment of the invention is shown schematically in the Fig. 1a and 1b shown.
  • the spray bar 2 pivotally in the frame 3 and, for example, by a cylinder 5 and a position measuring system to position the spray bars 2 (in the Fig. 1a and 1b a variant with four spray bars 2 is shown, but the invention is not limited to this exact number and arrangement).
  • the spray bars 4 carry a plurality of nozzles 6 for generating fan-like employed nozzle spray images 7 of coolant, which may preferably also be a lubricant at the same time.
  • Fig. 1a and 1b illustrate further features and designs in the context of the corresponding embodiment, which the person skilled in the field of rolling devices without further explanation easily without any particular regard to the disclosure of the present can take the affected cooling theme of the graphic / pictorial representation alone without the need for descriptive explanations would be required.
  • the rolling device 1 at least one roller 4, which is associated with a multi-zone cooling, the at least one spray bar 2 with a plurality of nozzles 6 for coolant corresponding to each nozzle 6 locally influencing the temperature of the roller 4, wherein at least one short-stroke cylinder 8 or a movement mechanism or mechanical movement, such as in particular a short-stroke movement mechanism or mechanical short-stroke movement is provided, which / is arranged and designed so that the spray bar 2 so in and against the feed direction of a web to the at least one roller 4, to be rolled with respect to which at least one roller 4 is adjustable.
  • the feed direction of a material web to the at least one roller 4 is at least substantially horizontal.
  • the short-stroke cylinders 8 are provided in pairs, wherein a short-stroke cylinder 8 of each pair below the material web feed and a short-stroke cylinder 8 of each pair is arranged above the material web feed. Furthermore, in the in the Fig.
  • a controller provided which is designed to control the one hand, the distance of the spray bar 2 of the at least one roller 4 by controlling any existing short-stroke cylinder 8 and on the other hand, the pressure of the nozzles 6 supplied coolant coordinated with each other so that desired nozzle spray images 7 are set at the at least one roller 4.
  • Each short-stroke cylinder 8 is here representative of a more general movement mechanics or mechanical movement, such as in particular a short-stroke movement mechanics or mechanical short-stroke movement.
  • the present invention is / for rolling aluminum, but without being limited to this application. Furthermore, it is advantageous that the maintenance of rolling devices is reduced by the present invention over conventional types according to the prior art, the exemplary and schematically in the Fig. 2a and 2 B is clarified, to which reference has already been made and which is understandable to those skilled in the field of rolling devices without further explanation easily particular with respect to the disclosure of the presently concerned cooling issue.
  • the invention can be realized in a rolling device in an advantageous manner that is kept at least substantially constant in particular different working roll diameters by, for example, pivoting or generally hiring the spray bar, the distance of the respective nozzles to the roller.
  • the in the Fig. 1a and 1b contained dimensions and other information provide only exemplary size information or details for execution of the in Fig. 1a and 1b shown embodiment; the invention is not limited to these sizes and other design information and not on resulting relations.

Landscapes

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

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung (1) mit wenigstens einer Walze (4), der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse (6) lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze (4) enthält, wobei wenigstens ein Kurzhub-Zylinder (8) oder eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung vorgesehen ist, der/die derart angeordnet und ausgelegt ist, dass der Spritzbalken (2) damit in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze (4), um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze (4) verstellbar ist. Ferner betrifft die vorliegende Erfindung ein Walzverfahren, wobei mittels einer Vielzonenkühlung mit mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel an wenigstens einer Walze (4) entsprechend jeder Düse (6) die Temperatur der Walze (4) lokal beeinflusst wird, wobei der Spritzbalken (2) mittels wenigstens eines Kurzhub-Zylinders (8) oder einer Bewegungsmechanik oder mechanischen Bewegung in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze (4), um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze verstellbar ist oder verstellt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie ein Walzverfahren nach dem Oberbegriff des Anspruchs 9.
  • Die Erfindung ist eine Weiterentwicklung für eine Walzvorrichtung und ein Walzverfahren gemäß der deutschen Patentanmeldung DE 10 2011 009 195 A1 .
  • Schon für die DE 10 2011 009 195 A1 wurde ausgegangen von aus der Praxis bekanntem Stand der Technik in der Kaltwalztechnik, neben mechanischen Stellgliedern z.B. zur Walzenbiegung, Walzenverschiebung, Walzenschwenkung u.a. zur Beeinflussung der Bandplanheit auch die so genannte thermische Planheitsregelung einzusetzen. Ein Ausführungsbeispiel einer solchen herkömmlichen Anordnung einer Walzvorrichtung 1 ist in den Fig. 2a und 2b schematisch verdeutlicht. Bei dieser Technik wird das für den Umformprozess erforderliche Kühl- und Schmiermedium über parallel zum Walzenballen mit Walzen 4 angebrachte Düsen 6 aufgebracht. Jede Düse 6 kann durch entsprechende Ventile einzeln zu- und abgeschaltet werden. Dadurch ist es möglich, lokal die Temperatur der Walze 4 zu beeinflussen und lokal deren Durchmesser zu verändern (Prinzip der Vielzonenkühlung). Dies wirkt sich wiederum auf die Geometrie des Walzspaltes und dadurch auf die Planlage des Bandes aus. Die parallel zur Walze 4 angeordneten Düsen 6 werden in sogenannten Spritzbalken 2 (i.d.R. vier Stück) eingebaut, die ortsfest zu den Walzen 4 im Walzgerüst 3 befestigt sind.
  • Gestalterisch ist die Anordnung der Spritzbalkens mit den Düsen ein Kompromiss, der die unterschiedlichen Walzendurchmesser berücksichtigen muss, um für jede Situation einen möglichst maximalen Benetzungssektor der Walze zu erzielen. Ziel ist es dabei, den Benetzungssektor möglichst groß zu wählen, um lokal den größtmöglichen Einfluss auf die Temperatur und damit auf den Durchmesser nehmen zu können. Für den wirtschaftlichen Betrieb der Kaltwalzanlagen wird für die Reduzierung der Betriebsmittelkosten ein möglichst großer Walzenabschliffbereich angestrebt. Dies bedeutet im Rahmen dieses zu findenden Kompromisses Einschränkung bei bestimmten Durchmesserbereichen in der optimalen Benetzung und Wirksamkeit der Kühlmittelbeaufschlagung. Der gewünschte Effekt der lokalen Wärmeabfuhr kann nicht in allen Durchmesserbereichen gleich gut oder optimiert sein. Auch bedeutet die Veränderung des Abstandes von Düsenaustritt zur Walzenoberfläche, dass es Veränderungen in der Geometrie der fächerartig angestellten Düsenspritzbilder gibt, was auch die Differenzierung der Düsen (gleich Zonen) untereinander stört.
  • Die Nachteile dieses Standes der Technik sind bereits mit einer Walzvorrichtung und einem Walzverfahren gemäß der DE 10 2011 009 195 A1 behoben, und die vorliegende Erfindung hat und erreicht das Ziel einer weiteren Verbesserung dieser Technik.
  • Dieses Ziel wird mit einer Walzvorrichtung gemäß Anspruch 1 sowie einem Walzverfahren gemäß Anspruch 9 erreicht.
  • Durch die Erfindung wird entsprechend eine Walzvorrichtung mit wenigstens einer Walze geschaffen, der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken mit einer Mehrzahl von Düsen für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze enthält, wobei wenigstens ein Kurzhub-Zylinder oder eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung, wie insbesondere eine Kurzhub-Bewegungsmechanik oder mechanische Kurzhub-Bewegung, vorgesehen ist, der/die derart angeordnet und ausgelegt ist, dass der Spritzbalken damit in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze, um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze verstellbar ist.
  • Erfindungsgemäß werden also Kurzhub-Zylinder oder -Bewegungsmechaniken, wie insbesondere Kurzhub-Hydraulikzylinder oder Kurzhub-Blockzylinder zu der gattungsgemäßen Walzvorrichtung hinzugefügt, die für eine Bewegung des Spritzbalkens in oder entgegen der Transportrichtung einer zu walzenden Materialbahn sorgen können. Diese Bewegung, die insbesondere in der Horizontalen ausgerichtet ist, gestattet eine höhere Genauigkeit der Sprühabstandseinstellung über den gesamten Arbeitsbereich.
  • Die erfindungsgemäße Verbesserung der ultrahochaufgelösten Besprühung insbesondere gemäß der DE 10 2011 009 195 A1 durch die Verwendung von Kurzhub-Zylindern oder Bewegungsmechaniken oder mechanischen Bewegungen, jeweils vorzugsweise mit Kurzhub, die für eine zusätzliche vorzugsweise horizontale Bewegung des Spritzbalkens sorgen können, hat gegenüber der Technik gemäß der DE 10 2011 009 195 A1 folgende Vorteile:
    1. 1. höhere Genauigkeit der Sprühabstandseinstellung über den Arbeitsbereich;
    2. 2. der Arbeitsbereich kann dadurch ausgedehnt werden, dass zugelassen wird, dass unterschiedliche Sprühdrücke an dem Spritzbalken verwendet werden, und dass die Sprühüberlappung noch gesteuert wird; dabei ist zu beachten: Wenn sich der Druck am Spritzbalken erhöht oder senkt, ändert sich das Sprühmuster oder Düsenspritzbild einer einzelnen Düse, und diese Änderung beim Sprühmuster oder Düsenspritzbild ändert auch die Überlappung der Sprühmuster oder Düsenspritzbilder von benachbarten Düsen, was nun durch die erfindungsgemäße Verbesserung kontrolliert werden kann, was einen weiteren Arbeitsbereich des gesamten Systems bei der oder für die Walzvorrichtung ergibt;
    3. 3. der Sprühdruck und die Sprühabstandseinstellung können durch einen Algorithmus in Abhängigkeit davon gesteuert werden, in welchem Umfang eine Prozesskühlung erforderlich ist; und
    4. 4. die erfindungsgemäße Verbesserung hat weitere Vorteile, wenn sehr geringe Kühlmittelströmungen verwendet werden, da sie es gestattet, dass der Druck reduziert wird, während eine vollständige Abdeckung des Arbeitsbereiches beibehalten wird.
  • Bei der erfindungsgemäßen Walzvorrichtung ist bevorzugt, wenn die Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze zumindest im Wesentlichen horizontal ist.
  • Eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass wenigstens ein Paar von Kurzhub-Zylindern oder Bewegungsmechaniken oder mechanischen Bewegungen vorgesehen ist, wobei ein Kurzhub-Zylinder oder eine Bewegungsmechanik / mechanische Bewegung des Paares unterhalb der Materialbahnzuführung und ein Kurzhub-Zylinder oder eine Bewegungsmechanik / mechanische Bewegung des Paares oberhalb der Materialbahnzuführung angeordnet ist.
  • Ferner kann mit Vorzug eine Steuerung vorgesehen sein, die dazu ausgelegt ist, einerseits den Abstand des Spritzbalkens von der wenigstens einen Walze durch Steuerung jegliche(r) vorhandene(n) Kurzhub-Zylinder oder Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung und andererseits den Druck des den Düsen zugeführten Kühlmittels aufeinander abgestimmt so zu steuern, dass gewünschte Düsenspritzbilder an der wenigstens einen Walze eingestellt sind.
  • Ferner kann vorzugsweise weiter vorgesehen sein, dass der mindestens eine Spritzbalken anstellbar und so steuerbar ist, um den Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der Walze auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant zu halten.
  • Bei unterschiedlichen Arbeitswalzendurchmessern kann durch Anstellen, wie z.B. Schwenken des Spritzbalkens der Abstand zur Walze zumindest annähernd konstant gehalten werden.
  • Vorzugsweise ist der mindestens eine Spritzbalken zum Anstellen rotatorisch geführt oder schwenkbar und/oder linear geführt.
  • Weiter bevorzugt kann eine Steuerung vorgesehen sein, die ausgelegt ist, um den mindestens einen Spritzbalken relativ zur zugehörigen Walze so anzustellen, dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der betroffenen Walze eingestellt ist. Dabei kann noch weiter vorzugsweise ein Wegmesssystem vorgesehen sein, um kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin den tatsächlichen Abstand eines Spritzbalkens von einer Walze direkt oder indirekt zu ermitteln und diesen tatsächlichen Abstand kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin an die Steuerung zu geben, die ausgelegt ist, um das Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens relativ zur zugehörigen Walze so steuern, dass der vorgegebene Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der betroffenen Walze eingestellt ist.
  • Bei einer anderen bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, dass zum Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens wenigstens ein insbesondere hydraulischer Stellzylinder vorgesehen ist.
  • Mit Vorzug aber nicht beschränkend kann es sich bei der Walzvorrichtung um ein Flachwalzwerk oder um eine solche mit einer 4-high oder 6-high Walzgerüstkonfiguration handeln.
  • Es ist ferner bevorzugt, wenn die Düsen an dem mindestens einen Spritzbalken zur Erzeugung fächerartiger Düsenspritzbilder von Kühlmittel ausgelegt sind.
  • Bei dem erfindungsgemäßen Walzverfahren wird mittels einer Vielzonenkühlung mit mindestens einen Spritzbalken mit einer Mehrzahl von Düsen für Kühlmittel an wenigstens einer Walze entsprechend jeder Düse die Temperatur der Walze lokal beeinflusst, wobei der Spritzbalken mittels wenigstens eines Kurzhub-Zylinders oder einer Bewegungsmechanik oder mechanischen Bewegung in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze, um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze verstellbar ist oder verstellt wird.
  • Dabei kann mit Vorzug ferner vorgesehen sein, dass der mindestens eine Spritzbalken so gesteuert und angestellt wird, dass der Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der Walze auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird, so dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute oder optimierte Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt ist. Die kann vorzugsweise dadurch weitergebildet sein, dass dabei insbesondere der mindestens eine Spritzbalken zum Anstellen mittels wenigstens einem insbesondere hydraulischen Stellzylinder rotatorisch geführt oder schwenkbar oder linear geführt wird.
  • Alternativ oder zusätzlich ist es bevorzugt, wenn der tatsächliche Abstand eines Spritzbalkens von einer Walze mittels eines Wegmesssystems direkt oder indirekt ermittelt und an eine Steuerung gegeben wird, die ein Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens veranlasst, so dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken oder Düsen von der betroffenen Walze eingestellt wird.
  • Noch eine weitere vorzugsweise Ausgestaltung besteht darin, dass einerseits der Abstand des Spritzbalkens von der wenigstens einen Walze durch Steuerung jeglicher vorhandenen Kurzhub-Zylinder oder Bewegungsmechaniken oder mechanischen Bewegungen und andererseits der Druck des den Düsen zugeführten Kühlmittels aufeinander abgestimmt so gesteuert wird, dass gewünschte Düsenspritzbilder an der wenigstens einen Walze eingestellt werden.
  • Weitere bevorzugte und/oder vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung und ihrer einzelnen Aspekte ergeben sich aus den Kombinationen einzelner Ansprüche sowie den gesamten vorliegenden Anmeldungsunterlagen.
  • Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnung lediglich exemplarisch näher erläutert, in der
    • Fig. 1 a in einer schematischen Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung bei maximalem Abstand der Walzen zeigt,
    • Fig. 1b in einer schematischen Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung bei minimalem Abstand der Walzen zeigt, und
    • Fig. 2a, b in einer schematischen Prinzipskizze ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung nach dem Stand der Technik entsprechend einer Frontansicht und in einer Draufsicht zeigen.
  • Anhand des nachfolgend beschriebenen und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungs- und Anwendungsbeispiels wird die Erfindung lediglich exemplarisch näher erläutert, d.h. sie ist nicht auf dieses Ausführung- und Anwendungsbeispiel oder auf die Merkmalskombinationen innerhalb dieses Ausführungs- und Anwendungsbeispiels beschränkt. Verfahrens- und Vorrichtungsmerkmale ergeben sich jeweils analog auch aus Vorrichtungs- bzw. Verfahrensbeschreibungen.
  • Einzelne Merkmale, die im Zusammenhang mit einem konkreten Ausführungsbeispiel angeben und/oder dargestellt sind, sind nicht auf dieses Ausführungsbeispiel oder die Kombination mit den übrigen Merkmalen dieses Ausführungsbeispiels beschränkt, sondern können im Rahmen des technisch Möglichen, mit jeglichen anderen Varianten, auch wenn sie in den vorliegenden Unterlagen nicht gesondert behandelt sind, kombiniert werden.
  • Gleiche Bezugszeichen in den einzelnen Figuren und Abbildungen der Zeichnung bezeichnen gleiche oder ähnliche oder gleich oder ähnlich wirkende Komponenten. Anhand der Darstellungen in der Zeichnung werden auch solche Merkmale deutlich, die nicht mit Bezugszeichen versehen sind, unabhängig davon, ob solche Merkmale nachfolgend beschrieben sind oder nicht. Andererseits sind auch Merkmale, die in der vorliegenden Beschreibung enthalten, aber nicht in der Zeichnung sichtbar oder dargestellt sind, ohne weiteres für einen Fachmann verständlich.
  • In den Fig. 1a und 1b sind in schematischen Prinzipskizzen ein Ausführungsbeispiel einer Walzvorrichtung 1 gezeigt.
  • Die vorliegende Erfindung beruht gegenüber dem bekannten Stand der Technik gemäß dem Beispiel in den Fig. 2a und 2b, die schon oben in der Einleitung beschrieben wurden und daher hier nicht mehr gesondert behandelt werden, darauf, das eingangs beschriebene Problem zu umgehen, indem die Spritzbalken 2 im Walzgerüst 3 oder Gerüst so befestigt werden, dass sie anstellbar sind und entsprechend den aktuellen Durchmessern der Walzen 4 positioniert werden können. Somit wird bei einer Vielzonenkühlung mit anstellbaren Spritzbalken erreicht, dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute oder optimierte Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt wird. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist schematisch in den Fig. 1a und 1b gezeigt.
  • Eine Möglichkeit ist die, die Spritzbalken 2 schwenkbar im Gerüst 3 zu befestigen und z.B. durch einen Zylinder 5 und ein Wegmesssystem die Spritzbalken 2 zu positionieren (in den Fig. 1a und 1b ist eine Variante mit vier Spritzbalken 2 gezeigt, jedoch ist die Erfindung nicht auf genau diese Anzahl und Anordnung beschränkt). Die Spritzbalken 4 tragen eine Mehrzahl von Düsen 6 zur Erzeugung fächerartig angestellter Düsenspritzbilder 7 von Kühlmittel, das vorzugsweise gleichzeitig auch ein Schmiermittel sein kann.
  • Neben diesen in den Fig. 1a und 1b dargestellten Lösungen lassen sich jedoch auch beliebig andere Prinzipien umsetzen, die zur Positionierung geeignet sind und der Fachmann nun nach Kenntnis der vorliegenden Erfindung ohne weiteres auswählen kann. Auch muss die Bewegung nicht zwingend rotatorisch um einen Schwenkpunkt erfolgen. Auch linear geführte Spritzbalken können im Sinne dieser Erfindung zum Einsatz kommen. Die Anwendung ist beispielsweise für alle Flachwalzwerke denkbar. Ferner ist es bevorzugt aber nicht beschränkend, 4-high oder 6-high Walzgerüstkonfigurationen bei der Walzvorrichtung 1 einzusetzen.
  • Die Fig. 1a und 1b verdeutlichen weitere Merkmale und Gestaltungen im Rahmen des entsprechenden Ausführungsbeispiels, was der Fachmann auf dem Gebiet von Walzvorrichtungen ohne weitere Erläuterungen problemlos insbesondere Hinsichtlich der Offenbarung der vorliegend betroffenen Kühlthematik der zeichnerischen/bildlichen Darstellung alleine entnehmen kann, ohne dass hierzu beschreibende Erläuterungen erforderlich wären.
  • Insbesondere weist die Walzvorrichtung 1 gemäß den Fig. 1a und 1b wenigstens eine Walze 4 auf, der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken 2 mit einer Mehrzahl von Düsen 6 für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse 6 lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze 4 enthält, wobei wenigstens ein Kurzhub-Zylinder 8 oder eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung, wie insbesondere eine Kurzhub-Bewegungsmechanik oder mechanische Kurzhub-Bewegung, vorgesehen ist, der/die derart angeordnet und ausgelegt ist, dass der Spritzbalken 2 damit in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze 4, um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze 4 verstellbar ist.
  • Bei den gezeigten Ausführungsbeispielen werden also Kurzhub-Zylinder 8, Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung, wie insbesondere Kurzhub-Hydraulikzylinder oder Kurzhub-Blockzylinder, zu der gattungsgemäßen Walzvorrichtung 1 hinzugefügt, die für eine Bewegung des Spritzbalkens 2 in oder entgegen der Transportrichtung einer zu walzenden Materialbahn gemäß dem Pfeil in den Fig. 1a und 1b sorgen können. Diese Bewegung, die insbesondere in der Horizontalen ausgerichtet ist, gestattet eine höhere Genauigkeit der Sprühabstandseinstellung über den gesamten Arbeitsbereich.
  • Die Verbesserung der ultrahochaufgelösten Besprühung insbesondere gemäß der DE 10 2011 009 195 A1 durch die Verwendung von Kurzhub-Zylindern 8, Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung, insbesondere mit Kurzhub, die für eine zusätzliche vorzugsweise horizontale Bewegung des Spritzbalkens 2 sorgen können, hat gegenüber der Technik gemäß der DE 10 2011 009 195 A1 folgende Vorteile:
    1. 1. höhere Genauigkeit der Sprühabstandseinstellung über den Arbeitsbereich;
    2. 2. der Arbeitsbereich kann dadurch ausgedehnt werden, dass zugelassen wird, dass unterschiedliche Sprühdrücke an dem Spritzbalken 2 verwendet werden, und dass die Sprühüberlappung noch gesteuert wird; dabei ist zu beachten: Wenn sich der Druck am Spritzbalken 2 erhöht oder senkt, ändert sich das Sprühmuster oder Düsenspritzbild 7 einer einzelnen Düse 6, und diese Änderung beim Sprühmuster oder Düsenspritzbild 7 ändert auch die Überlappung der Sprühmuster oder Düsenspritzbilder 7 von benachbarten Düsen 6, was nun durch die erfindungsgemäße Verbesserung kontrolliert werden kann, was einen weiteren Arbeitsbereich des gesamten Systems bei der oder für die Walzvorrichtung 1 ergibt;
    3. 3. der Sprühdruck und die Sprühabstandseinstellung können durch einen Algorithmus in Abhängigkeit davon gesteuert werden, in welchem Umfang eine Prozesskühlung erforderlich ist; und
    4. 4. die erfindungsgemäße Verbesserung hat weitere Vorteile, wenn sehr geringe Kühlmittelströmungen verwendet werden, da sie es gestattet, dass der Druck reduziert wird, während eine vollständige Abdeckung des Arbeitsbereiches beibehalten wird.
  • Bei der Walzvorrichtung 1 gemäß den Ausführungsbeispielen in den Fig. 1a und 1b ist bevorzugt, wenn die Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze 4 zumindest im Wesentlichen horizontal ist. Bei den Ausführungsbeispielen gemäß den Fig. 1a und 1b sind die Kurzhub-Zylinder 8 paarweise vorgesehen, wobei ein Kurzhub-Zylinder 8 jedes Paares unterhalb der Materialbahnzuführung und ein Kurzhub-Zylinder 8 jedes Paares oberhalb der Materialbahnzuführung angeordnet ist. Ferner ist bei den in den Fig. 1a und 1b verdeutlichten Ausführungsbeispielen eine Steuerung vorgesehen, die dazu ausgelegt ist, einerseits den Abstand des Spritzbalkens 2 von der wenigstens einen Walze 4 durch Steuerung jeglicher vorhandenen Kurzhub-Zylinder 8 und andererseits den Druck des den Düsen 6 zugeführten Kühlmittels aufeinander abgestimmt so zu steuern, dass gewünschte Düsenspritzbilder 7 an der wenigstens einen Walze 4 eingestellt sind. Jeder Kurzhub-Zylinder 8 steht hier stellvertretend für allgemeiner eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung, wie insbesondere eine Kurzhub-Bewegungsmechanik oder mechanische Kurzhub-Bewegung.
  • Von besonderem Vorteil ist die vorliegende Erfindung zum/beim Walzen von Aluminium, ohne jedoch auf diese Anwendung beschränkt zu sein. Weiterhin ist von Vorteil, dass der Wartungsaufwand bei Walzvorrichtungen durch die vorliegende Erfindung gegenüber herkömmlichen Bauarten gemäß dem Stand der Technik verringert ist, der exemplarisch und schematisch in den Fig. 2a und 2b verdeutlicht ist, auf die schon eingangs Bezug genommen wurde und die für den Fachmann auf dem Gebiet von Walzvorrichtungen ohne weitere Erläuterungen problemlos insbesondere Hinsichtlich der Offenbarung der vorliegend betroffenen Kühlthematik verständlich ist.
  • Durch die Erfindung kann bei einer Walzvorrichtung in vorteilhafter Weise realisiert werden, dass bei insbesondere unterschiedlichen Arbeitswalzendurchmessern durch z.B. Schwenken oder allgemein Anstellen des Spritzbalkens der Abstand der entsprechenden Düsen zur Walze zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird.
  • Die in den Fig. 1a und 1b enthaltenen Maße und weiteren Angaben stellen lediglich exemplarische Größenangaben bzw. Angaben für eine Ausführung des in den Fig. 1a und 1b gezeigten Ausführungsbeispiels dar; die Erfindung ist nicht auf diese Größenangaben und weiteren gestaltenden Angaben und auch nicht auf sich daraus ergebende Relationen beschränkt.
  • Die Erfindung ist anhand des Ausführungsbeispiels in der Beschreibung und in der Zeichnung lediglich exemplarisch dargestellt und nicht darauf beschränkt, sondern umfasst alle Variationen, Modifikationen, Substitutionen und Kombinationen, die der Fachmann den vorliegenden Unterlagen insbesondere im Rahmen der Ansprüche und der allgemeinen Darstellungen in der Einleitung dieser Beschreibung sowie der Beschreibung und Zeichnung des Ausführungsbeispiels entnehmen und mit seinem fachmännischen Wissen sowie dem Stand der Technik kombinieren kann. Insbesondere sind alle einzelnen Merkmale und Ausgestaltungsmöglichkeiten der Erfindung kombinierbar.

Claims (10)

  1. Walzvorrichtung (1) mit wenigstens einer Walze (4), der eine Vielzonenkühlung zugeordnet ist, die mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel zur entsprechend jeder Düse (6) lokalen Beeinflussung der Temperatur der Walze (4) enthält,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Kurzhub-Zylinder (8) oder eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung, wie insbesondere eine Kurzhub-Bewegungsmechanik oder mechanische Kurzhub-Bewegung, vorgesehen ist, der/die derart angeordnet und ausgelegt ist, dass der Spritzbalken (2) damit in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze (4), um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze (4) verstellbar ist.
  2. Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze (4) zumindest im Wesentlichen horizontal ist.
  3. Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass wenigstens ein Paar von Kurzhub-Zylindern (8) oder Bewegungsmechaniken oder mechanischen Bewegungen, wie insbesondere Kurzhub-Bewegungsmechaniken oder mechanische Kurzhub-Bewegungen, vorgesehen ist, wobei ein Kurzhub-Zylinder (8) oder eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung des Paares unterhalb der Materialbahnzuführung und ein Kurzhub-Zylinder (8) oder eine Bewegungsmechanik oder mechanische Bewegung des Paares oberhalb der Materialbahnzuführung angeordnet ist.
  4. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuerung vorgesehen ist, die dazu ausgelegt ist, einerseits den Abstand des Spritzbalkens (2) von der wenigstens einen Walze (4) durch Steuerung jeglicher vorhandenen Kurzhub-Zylinder (8) oder Bewegungsmechaniken oder mechanischen Bewegungen und andererseits den Druck des den Düsen (6) zugeführten Kühlmittels aufeinander abgestimmt so zu steuern, dass gewünschte Düsenspritzbilder (7) an der wenigstens einen Walze (4) eingestellt sind.
  5. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Spritzbalken (2) anstellbar und so steuerbar ist, um den Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der Walze (4) auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant zu halten, und
    dass insbesondere der mindestens eine Spritzbalken (2) zum Anstellen rotatorisch geführt oder schwenkbar ist und/oder dass der mindestens eine Spritzbalken (2) zum Anstellen linear geführt ist.
  6. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Steuerung vorgesehen ist, die ausgelegt ist, um den mindestens einen Spritzbalken (2) relativ zur zugehörigen Walze (4) so anzustellen, dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der betroffenen Walze (4) eingestellt ist.
  7. Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass ein Wegmesssystem vorgesehen ist, um kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin den tatsächlichen Abstand eines Spritzbalkens (2) von einer Walze (4) direkt oder indirekt zu ermitteln und diesen tatsächlichen Abstand kontinuierlich, in regelmäßigen oder unregelmäßigen Zeitabständen oder auf Anforderung hin an die Steuerung zu geben, die ausgelegt ist, um das Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens (2) relativ zur zugehörigen Walze (4) so steuern, dass der vorgegebene Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der betroffenen Walze (4) eingestellt ist.
  8. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zum Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens (2) wenigstens ein insbesondere hydraulischer Stellzylinder (5) vorgesehen ist, und/oder
    dass die Walzvorrichtung (1) ein Flachwalzwerk ist oder eine 4-high oder 6-high Walzgerüstkonfiguration aufweist, und/oder
    dass die Düsen (6) an dem mindestens einen Spritzbalken (2) zur Erzeugung fächerartiger Düsenspritzbilder (7) von Kühlmittel ausgelegt sind.
  9. Walzverfahren, wobei mittels einer Vielzonenkühlung mit mindestens einen Spritzbalken (2) mit einer Mehrzahl von Düsen (6) für Kühlmittel an wenigstens einer Walze (4) entsprechend jeder Düse (6) die Temperatur der Walze (4) lokal beeinflusst wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Spritzbalken (2) mittels wenigstens eines Kurzhub-Zylinders (8) oder einer Bewegungsmechanik oder mechanischen Bewegung, wie insbesondere einer Kurzhub-Bewegungsmechanik oder mechanischen Kurzhub-Bewegung, in und entgegen der Zuführrichtung einer Materialbahn zu der wenigstens einen Walze (4), um gewalzt zu werden, bezüglich der wenigstens einen Walze verstellbar ist oder verstellt wird.
  10. Walzverfahren nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der mindestens eine Spritzbalken (2) so gesteuert und angestellt wird, dass der Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der Walze (4) auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern zumindest im Wesentlichen konstant gehalten wird, so dass auch bei unterschiedlichen Walzendurchmessern eine gleich gute oder optimierte Beaufschlagung mit dem Kühlmedium sichergestellt ist, und dass dabei insbesondere dass der mindestens eine Spritzbalken (2) zum Anstellen mittels wenigstens einem insbesondere hydraulischen Stellzylinder (5) rotatorisch geführt oder schwenkbar oder linear geführt wird, und/oder dass der tatsächliche Abstand eines Spritzbalkens (2) von einer Walze (4) mittels eines Wegmesssystems direkt oder indirekt ermittelt und an eine Steuerung gegeben wird, die ein Anstellen des mindestens einen Spritzbalkens (2) veranlasst, so dass ein vorgegebener Abstand von Spritzbalken (2) oder Düsen (6) von der betroffenen Walze (4) eingestellt wird, und/oder
    dass einerseits der Abstand des Spritzbalkens (2) von der wenigstens einen Walze (4) durch Steuerung jeglicher vorhandenen Kurzhub-Zylinder (8) oder Bewegungsmechanik oder mechanischen Bewegung und andererseits der Druck des den Düsen (6) zugeführten Kühlmittels aufeinander abgestimmt so gesteuert wird, dass gewünschte Düsenspritzbilder (7) an der wenigstens einen Walze (4) eingestellt werden.
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