EP4072747B1 - Warmwalzgerüst für ein warmwalzwerk und zum herstellen eines metallenen flachprodukts, warmwalzwerk sowie verfahren zum betreiben eines warmwalzwerks - Google Patents

Warmwalzgerüst für ein warmwalzwerk und zum herstellen eines metallenen flachprodukts, warmwalzwerk sowie verfahren zum betreiben eines warmwalzwerks Download PDF

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EP4072747B1
EP4072747B1 EP20830107.7A EP20830107A EP4072747B1 EP 4072747 B1 EP4072747 B1 EP 4072747B1 EP 20830107 A EP20830107 A EP 20830107A EP 4072747 B1 EP4072747 B1 EP 4072747B1
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EP
European Patent Office
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roll
hot
stand
work
rolling
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EP4072747C0 (de
EP4072747A1 (de
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Jens KREIKEMEIER
Gokhan Erarslan
Stephan Fischer
Joachim Hafer
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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    • 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 a hot rolling stand for a hot rolling mill and for producing a metal flat product, comprising an adjusting device which is intended to accommodate a pair of work rolls and to position work rolls of the pair of work rolls relative to one another while defining a roll gap.
  • the invention further relates to a hot rolling mill and a method for operating a hot rolling mill.
  • Metallic raw products are formed with the help of rolling mills.
  • starting products from a primary forming are formed to an intermediate or final dimension in the hot state.
  • the hot rolling mills can, for example, be connected directly to a continuous casting plant.
  • a hot rolling train for a flat product has a compensation or warm-up furnace for heating and / or homogenizing the preliminary product to the desired forming temperature and other units.
  • these units are then built up one after the other in a line to form a rolling train.
  • these are hot rolling stands, transport lines, cooling devices, separating devices, heating devices and / or surface treatment devices.
  • the rolling stock to be treated is formed using work rolls of a pair of work rolls, which is usually accommodated in a roll stand in combination with support rolls.
  • a roll diameter range of the work rolls is usually determined with regard to a wide variety of operating parameters of the hot rolling mill and also the parameters to be achieved of the end product to be produced.
  • the US 4,038,857 A which forms the basis for the preamble of claim 1, discloses a roll stand with an adjusting device which is intended to accommodate a pair of work rolls and to position work rolls of the pair of work rolls relative to one another while defining a roll gap.
  • a roll stand emerges which reveals a configuration change from a roll stand in a four-to-one design to a roll stand in a six-to-one design in order to be able to roll a more comprehensive range of thicknesses.
  • both an intermediate roll set and a work roll set are introduced into the installation space of the work roll set, the work rolls having a relatively small roll diameter.
  • the invention is based on the object of realizing a hot rolling stand for a hot rolling mill, wherein the hot rolling stand should be adaptable as flexibly as possible to different finished products, process controls, dimensions, materials and / or quality requirements, without an additional/further set of rolls to be included in the framework.
  • a hot rolling mill in which at least one hot rolling stand according to the invention is used is also the subject of claims and 7.
  • claims 8 to 14 relate to a method for operating a hot rolling mill.
  • a hot rolling stand comprises an adjusting device which is intended to accommodate a pair of work rolls and to position work rolls of the pair of work rolls relative to one another while defining a roll gap.
  • the adjusting device of the hot rolling stand preferably comprises a roll stand in which the pair of work rolls is mounted and in which the work rolls of the pair of work rolls are positioned relative to one another via further components of the adjusting device.
  • the pair of work rolls is particularly exposed two work rolls in the form of a lower work roll and an upper work roll together, with the individual work rolls in the assembled state in the roll stand preferably being guided in an associated guide element.
  • the respective guide element is in particular a respective chock in which the respective work roll is rotatably mounted.
  • each of the work rolls of the pair of work rolls is in contact with at least one support roll, on which the individual work roll can be supported in the course of a rolling process and the introduction of a corresponding forming force into the rolling stock to be formed.
  • These support rollers are also each preferably guided in an associated guide element, which is preferably also a chock.
  • the "adjusting device" of the hot rolling stand is a device via which the work rolls of the pair of work rolls can be positioned relative to one another, if necessary indirectly via intermediate support rolls, to form a desired roll gap.
  • the adjusting device comprises, in addition to two roll stands, further components which can include a wedge adjustment of a lower work roll of the work roll pair and/or a hydraulic adjustment of an upper work roll of the work roll pair and/or a work roll bending of the lower and/or the upper work roll.
  • the wedge adjustment, the hydraulic adjustment and the respective work roll bending can each have additional individual components.
  • the rolling stand according to the invention is designed as a hot rolling stand for use in hot rolling, ie for a rolling process of a rolling stock at a temperature above the recrystallization temperature of a metal to be processed.
  • a “roll gap” between the work rolls of the pair of work rolls is understood to mean a distance between the work rolls from one another.
  • the invention now includes the technical teaching that the adjusting device is set up to accommodate different roll diameter ranges in the pair of work rolls in an interchangeable manner with corresponding work rolls.
  • the adjusting device in the hot rolling stand according to the invention is designed to accommodate work rolls of a pair of work rolls, whereby the work rolls can be replaced in pairs while changing the roll diameter range.
  • the work rolls mounted in the hot rolling stand always correspond to each other with regard to the selected roll diameter range.
  • the selectable (working) roll diameter ranges differ from each other in that the diameter deviation goes (significantly) beyond the usual roll grinding.
  • Such a design of a hot rolling stand has the advantage that, due to the pairwise interchangeability of the work rolls of the pair of work rolls, the hot rolling stand can be adapted to the desired operating parameters.
  • This adjustment can be made by suitable selection of the roll diameter range with regard to a respective product to be manufactured, a respective process control, respective dimensions, respective materials and / or respective quality requirements, so that the spectrum of products that can be produced increases.
  • This adjustment can be done faster and more easily without having to bring additional rollers into the stand.
  • the introduction of an additional set of rolls would lead to extensive further adjustments with regard to the dimensions of the rolling stock in a hot rolling mill, e.g. the inlet guides, the drive train, but also the adjusting device, which e.g. B. must be carried out during a maintenance shutdown.
  • the invention can be used to realize a flexibly adjustable hot rolling stand, which can also be used to create a flexibly manageable hot rolling mill by selecting a roll diameter range of the replaceable work rolls with regard to the planned operating parameters.
  • the hot rolling stand according to the invention can be adapted to the production parameters to be represented, such as the product to be manufactured, a respective process control, respective dimensions, respective materials and / or respective quality requirements, without any compromise must be taken into account when choosing a roll diameter for the work rolls.
  • the hot rolling stand is designed in such a way that the work rolls of the pair of work rolls can be installed interchangeably and correspondingly with different roll diameter ranges.
  • at least two different roll diameter ranges can preferably be realized for the individual work roll of the work roll pair.
  • the work rolls of the work roll pair are always assembled with corresponding roll diameter ranges, i.e. the currently assembled work rolls always have the same roll diameter range.
  • the work rolls are replaced in the hot rolling stand preferably laterally and essentially perpendicularly, particularly preferably perpendicularly, to the longitudinal extent of a throughput section.
  • a “roll diameter range” is to be understood as meaning a diameter range of the individual work roll, which is characterized by a nominal roll diameter and a grinding area.
  • the grinding area defines a permissible decrease in diameter of the respective roller Operating time.
  • the selectable roller diameter ranges differ from each other in that the diameter deviation goes (significantly) beyond the usual roller grinding.
  • a deviation between the different roll diameter ranges is ⁇ 6%, preferably ⁇ 10%.
  • a deviation between the roll diameter ranges that can be represented by replacement is at least 6% between a small roll diameter range and a large roll diameter range, but preferably at least 10%. This has the advantage that with a deviation of this magnitude, the different requirements and also different relationships between rolling parameters and rolling diameter can be taken into account by changing.
  • a respective lower work roll of the pair of work rolls can be adjusted with its upper edge via the adjusting device at the level of a desired pass line.
  • a passline fluctuation is less than +/- 20 mm, preferably +/- 15 mm, particularly preferably +/- 10 mm.
  • the "passline" is to be understood as a difference in height between the lower work roll of the pair of work rolls and an adjacent roll of a roller table, whereby the fluctuation of the passline should be as low as possible, otherwise there will be difficulties in threading the rolling stock between the work rolls or even a Collision of the rolling stock with the lower work roll could occur.
  • the hot rolling stand is designed as a rough rolling stand.
  • the hot rolling stand is designed so that it is used within a hot rolling mill as a roughing stand for rolling the rolling stock on the input side in the hot rolling mill.
  • the hot rolling stand is designed as a finish rolling stand, which is used within a hot rolling mill in particular for gradually forming the rolled stock to a predetermined size.
  • the adjusting device comprises as components a wedge adjustment of a lower work roll of the pair of work rolls and / or a hydraulic adjustment of an upper work roll of the pair of work rolls and / or a work roll bend of the lower and / or the upper work roll, the components of the adjusting device each each have an adjustment range for interchangeably accommodating the corresponding work rolls with different roll diameter ranges. This creates the possibility of being able to accommodate work rolls with different roll diameter ranges in the hot rolling stand, since the components individually or in total can represent the strokes required for this.
  • the hot rolling stand is designed for reversing operation or one-way operation.
  • a design for a reversing operation means that the rolling stock is guided through the hot rolling stand several times and in a reversing manner, i.e. with opposite conveying directions, while in a one-way operation the rolling stock is passed through the hot rolling stand only in one direction and only once.
  • the invention also relates to a hot rolling mill which comprises at least one hot rolling stand which is designed according to one or more of the aforementioned variants.
  • the hot rolling mill is preferably composed of several units, which can include a preheating unit, a roughing train, an intermediate heating unit, a finishing rolling train, a transport unit, a winding unit and/or various separation units.
  • the hot rolling mill can have additional units, such as scale washers, possible induction heating devices, etc. exhibit.
  • a roughing mill with at least one roughing stand and a finishing mill with at least one finishing mill are provided in a hot rolling mill, with at least one roughing mill of the roughing mill and/or at least one finishing mill of the finishing mill being each a hot rolling mill according to one or more of the aforementioned Variants are executed.
  • work rolls of the respective pair of work rolls can be changed in pairs while changing the roll diameter range.
  • operating parameters of a production sequence to be represented by the hot rolling mill are first recorded.
  • the operating parameters define the process steps and process parameters of the hot rolling mill and the rolled stock necessary to produce a target product from a starting product Process steps. These operating parameters include the stitch decrease and operating mode parameters.
  • at least one hot rolling stand which is designed according to one or more of the aforementioned variants, a current roll diameter range of work rolls of a pair of work rolls of this hot rolling stand is determined. It is then checked whether the desired operating parameters can be achieved with the current roll diameter range of the at least one hot rolling stand. If this is the case, a rolling process is carried out without making any changes.
  • the work rolls of the work roll pair are changed in pairs while changing the roll diameter range and / or the operating parameters of the production sequence are changed in order to adjust the operating parameters and the Roll diameter range of the work rolls of the at least one hot rolling stand must be coordinated with one another.
  • the testing process is then repeated until the production sequence with the operating parameters in conjunction with the determined work roll diameter range match and the rolling process is then initiated.
  • the hot rolling mill can be used for a wide range of production without having to compromise on the operating parameters. If it is determined that the desired operating parameters cannot be achieved or not optimally with the currently installed work rolls, then as an alternative or in addition to changing the operating parameters, a modification of the roll diameter range of the pair of work rolls in the at least one hot rolling stand can also be carried out in order to achieve this Parameters can still be achieved or better. Overall, this enables flexible use of the hot rolling mill while at the same time reliably achieving the desired operating parameters.
  • a change is made to a smaller roll diameter range if there is a pass reduction of ⁇ 40% in the hot rolling mill, especially preferably ⁇ 50%, ⁇ 60% or very particularly preferably ⁇ 70% is determined.
  • Stitch reductions of this magnitude with work rolls with a smaller roll diameter range have the advantage that the system load, heat flow from the rolling stock into the respective roll and also energy consumption are reduced due to the reduced forming work.
  • the “stitch reduction” is to be understood as the thickness ratio of the rolling stock entering the roll gap to the rolling stock leaving the roll gap.
  • a further reason for changing to a smaller roll diameter range can be that a number of tappings of the individual work roll is smaller than a number of fully wound coils.
  • endless operation or semi-endless operation of the hot rolling mill in which the use of work rolls with a small roll diameter range is advantageous.
  • the same is preferably also carried out when a rolling stock to be rolled is rolled endlessly and, accordingly, de facto endless operation of the hot rolling mill takes place.
  • a change is made to a larger roll diameter range when a roll stand is tapped for each fully wound coil.
  • One tapping of a roll stand for each finished coil means a single operation or batch operation of the hot rolling mill, in which the use of work rolls with a larger roll diameter range is advantageous due to the greater thickness of the rolling stock.
  • the pressure angle can be kept small and slipping of the rolling stock can be avoided.
  • the method steps are guided by a system configurator.
  • This is a higher-level control unit provided, which carries out the process steps and can accordingly initiate and coordinate the change in a roll diameter range of the work rolls in the at least one hot rolling stand and / or a change in the production sequence to be presented if the appropriate requirements are met.
  • a calculation is carried out by the system configurator taking into account geometric limits based on the support rolls currently located in the individual roll stand.
  • the background here is that in a roll stand, the support rolls currently located in the roll stand in conjunction with the work rolls currently located in the roll stand define the geometric relationships and thus, if necessary, stroke limitations of the adjusting device are taken into account. For example, in the area of the ground support roll located in the stand, changing the work rolls to a different roll diameter range without simultaneously changing the support rolls can make it impossible due to the change in the lifting range.
  • changing the support rolls is significantly more complex than changing the work rolls, a necessary change of the backup rolls of a hot rolling stand and the associated effort can already compensate for the benefit of changing the roll diameter range of the work rolls.
  • a calculation is carried out by the system configurator taking into account process parameters such as gripping conditions, rolling speed, roll speed, drive speed, drive torque.
  • FIG. 1 shows a schematic view of a hot rolling mill 1, which is designed according to a preferred embodiment of the invention.
  • This hot rolling mill 1 can be connected in a production plant, in particular to an upstream continuous casting plant - not shown here - and includes a roughing train 2, a finishing train 3, a coiler system 4 and shears 5 and 6.
  • the input-side roughing train 2 which is composed of several roughing stands 8 arranged one behind the other, is followed by the shear 5, which is arranged in the main transport direction 7 between the roughing train 2 and the finishing rolling train 3.
  • the finishing rolling mill has several finishing rolling stands 9 arranged one behind the other, which are followed within the hot rolling mill 1 in the main transport direction 7 by the shears 6 and at the end by the coiling system 4.
  • other known components such as scale scrubbers, heating devices, cooling devices, etc. are not shown.
  • the Fig. 2 and 3 show views of a hot rolling stand 10, which can specifically be one of the roughing stands 8 of the roughing train 2 and/or one of the finishing rolling stands 9 of the finishing rolling train 3.
  • the hot rolling stand 10 is designed as a four-roll stand and comprises two roll stands 11, only one of which is visible in this view, an adjusting device 12, a pair of support rolls and a pair of work rolls 17.
  • the pair of support rolls consists of an upper support roll 13 and a lower one Support roller 14 together, each of which is rotatably accommodated in an associated chock 15 or 16.
  • the support rolls 13 and 14 of the pair of support rolls support the pair of work rolls 17, with which the rolling stock fed to the hot rolling stand 10 is formed.
  • 10 work rolls 18 and 19 as well as 20 and 21 with different roll diameter ranges can be accommodated in the hot rolling stand, whereby in Fig. 3 In the left half a shot of the work rolls 18 and 19 with a large roll diameter range is shown and in the right half a shot of the work rolls 20 and 21 with a small roll diameter range is shown.
  • the currently mounted work rolls 18 and 19 or 20 and 21 of the pair of work rolls are always designed to have the same roll diameter range, with a change in the roll diameter range causing the work rolls 18 and 19 or 20 and 21 to be changed in pairs.
  • a deviation between the small roll diameter range and the large roll diameter range is ⁇ 6%, preferably ⁇ 10%.
  • the individual work roll 18 or 19 or 20 or 21 is rotatably guided in an associated chock 22 or 23 or 24 or 25.
  • the adjusting device 12 includes the roll stands 11 as components a wedge adjustment 26 of the lower support roll 14 and the lower work roll 18 or 20, a hydraulic adjustment 27 of the upper support roll 13 and the upper work roll 19 or 21, as well as a work roll bend 28 or 29 of the upper work roll 19 or 21 and the lower work roll 18 and 20.
  • the wedge adjustment 26, the hydraulic adjustment 27 and the work roll bends 28 and 29 each have an adjustment range in order to accommodate the different strokes to represent the interchangeable recording of the work rolls 18 and 19 or 20 and 21 with the to be able to realize different roll diameter ranges.
  • a roller balancing 30 is assigned to the upper support roller 13.
  • the respective lower work roll 18 or 20 is positioned with its upper edge at the level of one inch Fig. 2 indicated, desired pass line 31, while the respective upper work roll 19 or 21 is aligned with the lower work roll 18 or 20 while defining the desired roll gap. If necessary, the roll gap is initially chosen to be larger for threading the rolling stock and then reduced.
  • FIG. 2 A drive for the mounted work rolls 18 and 19 or 20 and 21 can also be seen, with the view in Fig. 2 the work rolls 18 and 19 with the small roll diameter range are indicated by dashed lines.
  • two drive motors 32 and 33 are provided, which are connected in tandem.
  • a clutch 45 can be provided between the drive motors 32, 33.
  • the drive motors 32 and 33 are connected on the output side to a transmission gear 34, which may be designed as a manual transmission, which transmits a drive movement of the drive motors with translation to a comb roller gear 35, via which the translated drive movement is transmitted by means of spindles 36 and 37 to the associated, mounted work roll 18 or 19 or 20 or 21 is transmitted.
  • the work rolls 18 and 19 or 20 and 21 each have roller hits 38 and 39 or 40 and 41, which are picked up by associated hits 42 and 43 of the spindles 36 and 37.
  • roller diameters of the work rolls result not only in lifting movements H1, H2 of the hydraulic adjustment 27 and the wedge adjustment 26, but also in lifting movements (H3, H4) of the roller hits 38, 39, 40, 41 and the work roll chocks 22 , 23, 24, 25, which must be compensated for by the work roll bends 28,29.
  • the spindles 36, 37 used for both roll diameter ranges must be designed for a deflection resulting from the strokes.
  • production can also take place in an endless operation, in which the rolling stock is guided through the individual rolling stands as an endless belt.
  • the roll gap of each roll stand involved is set to the target thickness, with the first target thickness being chosen so large that the tapping can be carried out in a process-technically uncomplicated manner.
  • a transition piece is produced which has a wedge-shaped thickness gradient over its length.
  • the rolling stock/strip is separated only once by the scissors 6 and wound into individual coils via the coiling system 4.
  • the hot rolling mill 1 has a system configurator 44, which in Fig. 1 is indicated schematically.
  • this system configurator 44 is able, when the hot rolling mill 1 is in operation, to operate the hot rolling mill 1 according to a method according to the invention, the sequence of which is shown in the flow chart in Fig. 4 is indicated.
  • step S1 operating parameters of the production sequence currently to be displayed are determined, these operating parameters preferably including the parameters stitch decrease and operating mode. Upstream, downstream or parallel to this, it is also determined in a step S2 which roll diameter range of work rolls 18 and 19 or 20 and 21 of the work roll pair 17 of a hot rolling stand 10 is currently implemented, with this hot rolling stand 10, as described above, being replaced in pairs Work rolls 18 and 19 or 20 and 21 to work rolls with a different roll diameter range is possible.
  • one or more of the rough rolling stands 8 and/or one or more of the finishing rolling stands 9 can be designed in this way with replaceable work rolls.
  • step S3 the system configurator 44 then checks whether the operating parameters recorded in step S1 match the respective roll diameter range of the individual hot rolling stand 10 determined in step S2. If this is answered in the affirmative, a rolling process is carried out without change in a step S4.
  • step S3 if the result from step S3 is negative, the process goes to step S5 and/or step S6.
  • step S5 a change to the production sequence and thus the desired operating parameters is made, while in step S6 the system configurator 44 changes the roll diameter range by changing the work rolls in pairs.
  • the aim of the system configurator 44 is to coordinate the operating parameters and the respective roll diameter range.
  • step S6 the system configurator 44 takes into account geometric limits based on the support rolls 13 and 14 currently located in the individual hot rolling stand 10, since only a corresponding stroke range can be represented via the support rolls 13 and 14 of the respective hot rolling stand 10 and additional replacement of the support rolls 13 and 14 is very complex is.
  • the system configurator also takes into account 44 process parameters such as gripping conditions, rolling speed, roll speed, drive speed, etc.
  • the function of the invention is described using the example of a three-stand roughing train 2 with a roll diameter range 18.19 of 850 mm or a roll diameter range 20.21 of 1050 mm, which can be used in the hot rolling mill 1 with the two operating modes batch and endless.
  • the permissible grinding range of both roller diameter ranges is 100 mm.
  • the rolling stock is a simple carbon steel.
  • the system configurator 44 usually assigns various general parameters to the operating modes: Operating mode Strip thickness entrance to the roughing stand Belt speed Finished strip thickness Endless Small Small amount small Batch large high medium to large
  • the absolute stitch reduction is 70%
  • the mass flow (strip thickness times strip speed) and the rolling torque are relatively high.
  • the forming temperatures only change slightly due to the high belt speed.
  • the system configurator 44 checks the operating parameters (initial thickness, strip speed, roll speed, rolling torque and forming temperature) that arise in the intended "Batch" operating mode with a work roll diameter of 1050 mm used, based on the calculation model it itself or a connected calculation model, and comes to the conclusion that that the intended operating parameters and the roll diameter range used are suitable and the rolling process can be carried out under the planned conditions.
  • the mass flow and the rolling torque are relatively low, namely 22% of the comparison value for the batch operating mode.
  • the strip temperature changes significantly more, by an amount of 159 °C.
  • the system configurator 44 checks the operating parameters (initial thickness, strip speed, roll speed, rolling torque and forming temperature) that arise in the intended "endless" operating mode with a work roll diameter of 850 mm used, based on the calculation model it itself or a connected calculation model, and comes to the conclusion that that the intended operating parameters and the roll diameter range used are suitable and the rolling process can be carried out under the planned conditions.
  • the system configurator 44 can suggest with a changed switching stage of the transmission gear 34 or only with one Drive motor 33 to roll in order to realize the lower speeds and moments with optimal utilization of the motor.
  • the comparable speed would be 3.45 and would put a strain on the motor design.
  • the heat transfer would cause the forming temperature to drop even further, so that in an unfavorable case, undesirable structural changes could occur.
  • the system configurator 44 would come to the conclusion that either the intended rolling program needs to be adjusted or the use of a smaller roll diameter range should be used to improve the unfavorable operating conditions.
  • the two calculation examples shown are designed for a standard product.
  • the variance with regard to the alloy, temperature range, rolling stock width and input and output thickness results in significantly larger diversifications, which must be taken into account in the design and calculations of the system configurator.
  • a hot rolling mill By means of the design of a hot rolling stand according to the invention, a hot rolling mill can be realized which can be flexibly adapted to different finished products, process procedures, dimensions, materials and/or quality requirements.

Landscapes

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

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Warmwalzgerüst für ein Warmwalzwerk und zum Herstellen eines metallenen Flachprodukts, umfassend eine Anstellvorrichtung, welche dafür vorgesehen ist, ein Arbeitswalzenpaar aufzunehmen und Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares unter Definition eines Walzspalts zueinander zu positionieren. Des Weiteren betrifft die Erfindung ein Warmwalzwerk sowie ein Verfahren zum Betreiben eines Warmwalzwerks.
  • Mit Hilfe von Walzwerken werden metallische Ausgangsprodukte umgeformt. Insbesondere in Warmwalzwerken werden Ausgangsprodukte aus einer Urformung auf eine Zwischen- oder Endabmessung im heißen Zustand umgeformt. Die Warmwalzstraßen können sich dazu beispielsweise direkt an eine Stranggießanlage anschließen. Typischerweise weist eine Warmwalzstraße für ein Flachprodukt einen Ausgleichs- bzw. Aufwärmofen zum Aufheizen und / oder Homogenisieren des Vorproduktes auf die gewünschte Umformtemperatur und weitere Aggregate auf. In Abhängigkeit von den zu erzeugenden Endprodukten z.B. dem Werkstoff, der Zielabmessung oder dem gewünschten Umformgrad werden diese Aggregate dann aufeinander abfolgend in einer Linie zu einer Walzstraße kombiniert fest aufgebaut. Typischerweise sind dies Warmwalzgerüste, Transportstrecken, Kühleinrichtungen, Trenneinrichtungen, Heizeinrichtungen und / oder Oberflächenbehandlungseinrichtungen. In einem Warmwalzgerüst wird eine Umformung des zu behandelnden Walzguts dabei über Arbeitswalzen eines Arbeitswalzenpaares vorgenommen, welches zumeist in Kombination mit Stützwalzen in einem Walzenständer aufgenommen ist. Eine Festlegung eines Walzendurchmesserbereichs der Arbeitswalzen erfolgt dabei üblicherweise im Hinblick auf verschiedenste Betriebsparameter des Warmwalzwerks und auch zu erreichender Parameter des herzustellenden Endprodukts.
  • Die US 4 038 857 A , die die Basis für den Oberbegriff von Anspruch 1 bildet, offenbart ein Walzgerüst mit einer Anstellvorrichtung, welche dafür vorgesehen ist, ein Arbeitswalzenpaar aufzunehmen und Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares unter Definition eines Walzspalts zueinander zu positionieren.
  • Aus der JP S6313601 A geht ein Walzgerüst hervor, welches einen Konfigurationswechsel von einem Walzgerüst in Quarto-Bauweise zu einem Walzgerüst in Sexto-Bauweise offenbart, um eine umfassenderes Dickenspektrum walzen zu können. Zum Wechsel der Konfiguration wird sowohl ein Zwischenwalzensatz als auch ein Arbeitswalzensatz in den Einbauraum des Arbeitswalzensatzes eingebracht, wobei die Arbeitswalzen einen verhältnismäßig kleinen Walzendurchmesser aufweisen.
  • Der Erfindung liegt ausgehend vom vorstehend beschriebenen Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, ein Warmwalzgerüst für ein Warmwalzwerk zu realisieren, wobei das Warmwalzgerüst möglichst flexibel an unterschiedliche Fertigprodukte, Prozessführungen, Abmessungen, Werkstoffe und / oder Qualitätsanforderungen anpassbar sein soll, ohne einen zusätzlichen/weiteren Walzensatz in das Gerüst aufzunehmen.
  • Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt ausgehend vom Oberbegriff des Anspruchs 1 in Verbindung mit dessen kennzeichnenden Merkmalen. Die hierauf folgenden, abhängigen Ansprüche geben jeweils vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung wieder. Ein Warmwalzwerk, in welchem mindestens ein erfindungsgemäßes Warmwalzgerüst zur Anwendung kommt, ist ferner jeweils Gegenstand der Ansprüche und 7. Zudem betreffen die Ansprüche 8 bis 14 ein Verfahren zum Betreiben eines Warmwalzwerks.
  • Gemäß der Erfindung umfasst ein Warmwalzgerüst eine Anstellvorrichtung, welche dafür vorgesehen ist, ein Arbeitswalzenpaar aufzunehmen und Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares unter Definition eines Walzspalts zueinander zu positionieren. Bevorzugt umfasst die Anstellvorrichtung des Warmwalzgerüsts dabei einen Walzenständer, in welchem das Arbeitswalzenpaar gelagert ist und in dem die Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares über weitere Komponenten der Anstellvorrichtung zueinander positioniert werden. Das Arbeitswalzenpaar setzt sich insbesondere aus zwei Arbeitswalzen in Form einer unteren Arbeitswalze und einer oberen Arbeitswalze zusammen, wobei die einzelnen Arbeitswalzen im montierten Zustand im Walzgerüst bevorzugt in je einem zugehörigen Führungselement geführt ist. Im Sinne der Erfindung handelt es sich bei dem jeweiligen Führungselement dabei insbesondere um ein jeweiliges Einbaustück, in welchem die jeweilige Arbeitswalze rotierbar gelagert ist.
  • Insbesondere steht zudem jede der Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares im montierten Zustand mit mindestens einer Stützwalze in Kontakt, an welcher sich die einzelne Arbeitswalze im Zuge eines Walzvorganges und dem Einbringen einer entsprechenden Umformkraft in das umzuformende Walzgut abstützen kann. Auch diese Stützwalzen sind dabei jeweils bevorzugt in je einem zugehörigen Führungselement geführt, bei welchem es sich bevorzugt ebenfalls um jeweils ein Einbaustück handelt.
  • Bei der "Anstellvorrichtung" des erfindungsgemäßen Warmwalzgerüsts handelt es sich im Sinne der Erfindung um eine Vorrichtung, über welche die Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares ggf. mittelbar über zwischenliegende Stützwalzen unter Ausbildung eines gewünschten Walzspaltes zueinander positioniert werden können. Besonders bevorzugt umfasst die Anstellvorrichtung dabei neben zwei Walzenständern weitere Komponenten, die eine Keilverstellung einer unteren Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares und/oder eine hydraulische Anstellung einer oberen Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares und/oder je eine Arbeitswalzenbiegung der unteren und/oder der oberen Arbeitswalze umfassen können. Die Keilverstellung, die hydraulische Anstellung und die jeweilige Arbeitswalzenbiegung können dabei jeweils ggf. noch weitere Einzelkomponenten aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Walzgerüst ist als Warmwalzgerüst für den Einsatz beim Warmwalzen konzipiert, d.h. für einen Walzprozess eines Walzguts bei einer Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur eines zu verarbeitenden Metalls. Unter einem "Walzspalt" zwischen den Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares ist im Sinne der Erfindung ein Abstand der Arbeitswalzen zueinander zu verstehen.
  • Die Erfindung umfasst nun die technische Lehre, dass die Anstellvorrichtung dazu eingerichtet ist, bei dem Arbeitswalzenpaar unterschiedliche Walzendurchmesser-bereiche mit einander entsprechenden Arbeitswalzen auswechselbar aufzunehmen. Mit anderen Worten ist also die Anstellvorrichtung bei dem erfindungsgemäßen Warmwalzgerüst dazu ausgebildet, Arbeitswalzen eines Arbeitswalzenpaares aufzunehmen, wobei die Arbeitswalzen dabei unter Veränderung des Walzendurchmesserbereichs paarweise ausgewechselt werden können. Die im Warmwalzgerüst montierten Arbeitswalzen entsprechen einander dabei stets hinsichtlich des gewählten Walzendurchmesserbereichs. Die wählbaren (Arbeits-)Walzendurchmesserbereiche unterscheiden sich insofern voneinander, als die Durchmesserabweichung (deutlich) über den üblichen Walzenabschliff hinaus geht.
  • Eine derartige Ausführung eines Warmwalzgerüsts hat dabei den Vorteil, dass aufgrund der paarweisen Austauschbarkeit der Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares eine Anpassung des Warmwalzgerüsts an gewünschte Betriebsparameter vorgenommen werden kann. So kann diese Anpassung durch geeignete Wahl des Walzendurchmesserbereichs im Hinblick auf ein jeweiliges zu fertigendes Produkt, eine jeweilige Prozessführung, jeweilige Abmessungen, jeweilige Werkstoffe und / oder jeweilige Qualitätsanforderungen vorgenommen werden, so dass sich das Spektrum der herstellbaren Produkte vergrößert. Diese Anpassung kann dabei schneller und unkomplizierter erfolgen ohne dass zusätzliche Walzen in das Gerüst hineingebracht werden müssen. Das Einbringen eines zusätzlichen Walzensatzes würde mit Blick auf die Walzgutabmessungen in einem Warmwalzwerk zu umfangreichen weiteren Anpassungen, z.B. der Einlaufführungen, des Antriebsstranges, aber auch der Anstellvorrichtung führen, die z. B. in einem Wartungsstillstand durchgeführt werden müssen. Insgesamt kann mit der Erfindung ein flexibel einstellbares Warmwalzgerüst verwirklicht werden, bei dessen Anwendung auch ein flexibel händelbares Warmwalzwerk realisierbar ist, indem ein Walzendurchmesserbereich der auswechselbaren Arbeitswalzen im Hinblick auf die geplanten Betriebsparameter gewählt wird.
  • Dadurch besteht die Möglichkeit, unterschiedlichen Bedingungen und Anforderungen beim Warmwalzen Rechnung zu tragen. So sinken mit abnehmendem Walzendurchmesser bei ansonsten gleichen Walzbedingungen (Einlauf- und Auslaufdicke, Breite, Material, Einlauftemperatur, Bandgeschwindigkeit) die Anlagenbelastung (Walzkraft, Walzmoment), ein Wärmefluss vom Walzgut in die jeweilige Arbeitswalze sowie auch der Energieverbrauch bedingt durch die verringerte Umformarbeit. Hingegen reduziert sich mit zunehmendem Walzendurchmesser bei einer gleichbleibenden Einlaufdicke und einer gleichbleibenden absoluten Abnahme ein Eingriffswinkel. Dabei ist eine Gefahr von Rutschen eines Bandes des Walzguts oder von Anstichproblemen umso geringer, je kleiner der Eingriffswinkel ist. Außerdem steigt mit einem Walzendurchmesser und einem damit korrelierenden Antriebszapfendurchmesser auch das übertragbare Moment. Durch einen gezielten Wechsel der Arbeitswalzen und damit Veränderung des Walzendurchmesserbereichs kann bei dem erfindungsgemäßen Warmwalzgerüst somit eine Anpassung an darzustellende Produktionsparameter, wie dem zu fertigenden Produkt, einer jeweiligen Prozessführung, jeweiligen Abmessungen, jeweiligen Werkstoffen und / oder jeweiligen Qualitätsanforderungen erfolgen, ohne dass hierfür ein Kompromiss bei der Wahl eines Walzendurchmessers der Arbeitswalzen eingegangen werden muss.
  • Wesentlich für die Erfindung ist, dass das Warmwalzgerüst so ausgeführt ist, dass die Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares austauschbar und einander entsprechend mit unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen montiert werden können. Dabei können bei der einzelnen Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares bevorzugt mindestens zwei unterschiedliche Walzendurchmesserbereiche realisiert werden. Eine Montage der Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares erfolgt dabei im Sinne der Erfindung stets mit einander entsprechenden Walzendurchmesserbereichen, d.h. die aktuell montierten Arbeitswalzen weisen stets denselben Walzendurchmesserbereich auf.
  • Ein Auswechseln der Arbeitswalzen erfolgt bei dem Warmwalzgerüst vorzugsweise seitlich und im Wesentlichen senkrecht, besonders bevorzugt senkrecht, zur Längserstreckung einer Durchlaufstrecke.
  • Unter einem "Walzendurchmesserbereich" ist im Sinne der Erfindung ein Durchmesserbereich der einzelnen Arbeitswalze zu verstehen, welcher durch einen nominalen Walzendurchmesser und einen Abschliffbereich charakterisiert ist. Der Abschliffbereich definiert eine zulässige Durchmesserabnahme der jeweiligen Walze über deren Einsatzzeit. Die wählbaren Walzendurchmesserbereiche unterscheiden sich insofern voneinander, als die Durchmesserabweichung (deutlich) über den üblichen Walzenabschliff hinaus geht.
  • Des Weiteren beträgt eine Abweichung zwischen den unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen ≥ 6%, bevorzugt ≥ 10%. Eine Abweichung zwischen den durch Auswechslung darstellbaren Walzendurchmesserbereichen beträgt zwischen einem kleinen Walzendurchmesserbereich und einem großen Walzendurchmesserbereich also mindestens 6%, bevorzugt aber mindestens 10%. Dies hat den Vorteil, dass bei einer Abweichung in dieser Größenordnung den unterschiedlichen Anforderungen und auch unterschiedlichen Zusammenhänge zwischen Walzparametern und Walzdurchmesser durch einen Wechsel Rechnung getragen werden kann.
  • Zudem kann eine jeweilige untere Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares mit ihrer Oberkante über die Anstellvorrichtung auf Höhe einer angestrebten Passline eingestellt werden. Eine Passlineschwankung beträgt bei Einsatz der unterschiedlichen Walzendurchmesserbereiche weniger als +/- 20 mm, bevorzugt +/- 15 mm besonders bevorzugt +/- 10 mm. Dabei ist unter der "Passline" ein Höhenunterschied zwischen der unteren Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares und einer benachbarten Rolle eines Rollgangs zu verstehen, wobei die Schwankung der Passline möglichst niedrig sein sollte, da es ansonsten zu Schwierigkeiten beim Einfädeln des Walzguts zwischen die Arbeitswalzen oder auch zu einer Kollision des Walzguts mit der unteren Arbeitswalze kommen könnte.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung ist das Warmwalzgerüst als Vorwalzgerüst ausgeführt. In diesem Fall ist das Warmwalzgerüst also so konzipiert, dass es innerhalb eines Warmwalzwerks als Vorwalzgerüst zum eingangsseitigen Walzen des Walzguts im Warmwalzwerk zur Anwendung kommt. Gemäß einer hierzu alternativen Ausgestaltungsmöglichkeit ist das Warmwalzgerüst als Fertigwalzgerüst ausgebildet, welches innerhalb eines Warmwalzwerks insbesondere zum stufenweisen Umformen des Walzguts auf ein vorgegebenes Maß Anwendung findet.
  • Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfasst die Anstellvorrichtung als Komponenten eine Keilverstellung einer unteren Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares und/oder eine hydraulische Anstellung einer oberen Arbeitswalze des Arbeitswalzenpaares und/oder je eine Arbeitswalzenbiegung der unteren und/oder der oberen Arbeitswalze, wobei die Komponenten der Anstellvorrichtung jeweils je einen Verstellbereich zur auswechselbaren Aufnahme der einander entsprechenden Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen aufweisen. Dadurch wird die Möglichkeit geschaffen, Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen in dem Warmwalzgerüst aufnehmen zu können, da die Komponenten einzeln oder in Summe die hierfür erforderlichen Hübe darstellen können.
  • Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass das Warmwalzgerüst für einen Reversierbetrieb oder einen Einwegbetrieb ausgelegt ist. Dabei bedeutet eine Auslegung für einen Reversierbetrieb, dass das Walzgut mehrmals und reversierend, d.h. mit zueinander entgegengesetzten Förderrichtungen, durch das Warmwalzgerüst geführt wird, während bei einem Einwegbetrieb eine Hindurchführung des Walzguts durch das Warmwalzgerüst nur in einer Richtung und nur einmalig stattfindet.
  • Gegenstand der Erfindung ist zudem ein Warmwalzwerk, welches mindestens ein Warmwalzgerüst umfasst, das nach einer oder mehreren der vorgenannten Varianten ausgebildet ist. Bevorzugt setzt sich das Warmwalzwerk aus mehreren Einheiten zusammen, die eine Vorwärmeinheit, eine Vorwalzstraße, eine Zwischenerwärmungseinheit, eine Fertigwalzstraße, eine Transporteinheit, eine Aufwickeleinheit und/oder diverse Trenneinheiten umfassen kann. Zusätzlich kann das Warmwalzwerk weitere Einheiten, wie z.B. Zunderwäscher, eventuelle Induktionsheizeinrichtungen, u.ä. aufweisen.
  • Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist bei einem Warmwalzwerk eine Vorwalzstraße mit mindestens einem Vorwalzgerüst und eine Fertigwalzstraße mit mindestens einem Fertigwalzgerüst vorgesehen, wobei mindestens ein Vorwalzgerüst der Vorwalzstraße und/oder mindestens ein Fertigwalzgerüst der Fertigwalzstraße als je ein Warmwalzgerüst nach einer oder mehreren der vorgenannten Varianten ausgeführt ist. Besonders bevorzugt können sowohl bei zumindest einem Vorwalzgerüst der Vorwalzstraße, als auch bei zumindest einem Fertigwalzgerüst der Fertigwalzstraße Arbeitswalzen des jeweiligen Arbeitswalzenpaars paarweise unter Änderung des Walzendurch-messerbereichs gewechselt werden.
  • Die Erfindung betrifft zudem, gemäss Anspruch 8, ein Verfahren zum Betreiben eines Warmwalzwerks. Dabei werden zumindest die folgenden Verfahrensschritte durchlaufen:
    1. a) Prüfen einer darzustellenden Produktionssequenz auf Betriebsparameter, welche dabei die Parameter Stichabnahme und Betriebsmodus umfassen;
    2. b) Prüfen eines aktuell gewählten Walzendurchmesserbereichs von Arbeitswalzen eines Arbeitswalzenpaares mindestens eines nach einem oder mehreren der vorgenannten Varianten ausgeführten Warmwalzgerüsts;
    3. c) Prüfen, ob der aktuell gewählte Walzendurchmesserbereich zu den Betriebsparametern der darzustellenden Produktionssequenz passt,
      • wobei im zu verneinenden Fall ein paarweiser Wechsel von Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares mit Veränderung des Walzendurchmessers der Arbeitswalzen bei dem mindestens einen Warmwalzgerüst durchgeführt und/oder eine Veränderung der darzustellenden Produktionssequenz vorgenommen wird, und wobei anschließend die Prüfung ab Schritt a) erneut eingeleitet wird ,
      • während im zu bejahenden Fall der Walzvorgang ohne Änderung vorgenommen wird.
  • Mit anderen Worten werden also im Rahmen des erfindungsgemäßen Verfahrens zunächst Betriebsparameter einer durch das Warmwalzwerk darzustellenden Produktionssequenz erfasst. Die Betriebsparameter definieren die zur Herstellung eines Zielprodukts aus einem Ausgangsprodukt notwendigen Prozessschritte und Prozessparameter des Warmwalzwerkes und des Walzgutes während der Prozessschritte. Diese Betriebsparameter umfassen dabei die Parameter Stichabnahme und Betriebsmodus. Zudem werden bei mindestens einem Warmwalzgerüst, welches nach einem oder mehreren der vorgenannten Varianten ausgebildet ist, ein aktueller Walzendurchmesserbereich von Arbeitswalzen eines Arbeitswalzenpaares dieses Warmwalzgerüsts festgestellt. Darauffolgend wird dann überprüft, ob mit dem aktuellen Walzendurchmesserbereich des mindestens einen Warmwalzgerüsts die gewünschten Betriebsparameter realisiert werden können. Ist dies der Fall, so wird ein Walzvorgang ohne Vornahme einer Änderung vorgenommen. Wird hingegen festgestellt, dass der aktuelle Walzendurchmesserbereich der Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares und die Betriebsparameter der darzustellenden Produktionssequenz nicht zueinander passen, so wird ein paarweiser Wechsel der Arbeitswalzen des Arbeitswalzenpaares unter Änderung des Walzendurchmesserbereichs durchgeführt und/oder die Betriebsparameter der Produktionssequenz geändert, um die Betriebsparameter und den Walzendurchmesserbereich der Arbeitswalzen des mindestens einen Warmwalzgerüsts aufeinander abzustimmen. Anschließend wird dann der der Prüfvorgang solange wiederholt, bis die Produktionssequenz mit den Betriebsparametern in Verbindung mit dem festgestellten Arbeitswalzendurchmesserbereich zueinander passen und anschließend der Walzvorgang eingeleitet.
  • Dies hat den Vorteil, dass das Warmwalzwerk für einen breiten Produktionsbereich zum Einsatz kommen kann, ohne dabei Kompromisse hinsichtlich der Betriebsparameter eingehen zu müssen. Wird nämlich festgestellt, dass mit den aktuell montierten Arbeitswalzen die gewünschten Betriebsparameter nicht oder nicht optimal erreicht werden können, so kann alternativ oder ergänzend zu einer Veränderung der Betriebsparameter auch eine Abwandlung des Walzen-durchmesserbereichs des Arbeitswalzenpaares bei dem mindestens einen Warmwalzgerüst vorgenommen werden, um die Parameter doch noch oder besser zu erreichen. Insgesamt wird hierdurch ein flexibler Einsatz des Warmwalzwerks bei gleichzeitig zuverlässigem Erreichen der gewünschten Betriebsparameter verwirklicht.
  • Entsprechend einer Ausführungsform der Erfindung wird bei einem paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen dann zu einem kleineren Walzendurchmesserbereich gewechselt, wenn bei dem Warmwalzwerk eine Stichabnahme von ≥40 %, besonders bevorzugt ≥50%, ≥60% oder ganz besonders bevorzugt ≥ 70 % festgestellt wird. Stichabnahmen in dieser Größenordnung mit Arbeitswalzen mit einem kleineren Walzendurchmesserbereich haben den Vorteil, dass sich die Anlagenbelastung, ein Wärmefluss vom Walzgut in die jeweilige Walze und auch ein Energieverbrauch aufgrund der verringerten Umformarbeit reduziert. Unter der "Stichabnahme" ist das Dickenverhältnis des in den Walzspalt einlaufenden Walzguts zu dem aus dem Walzspalt auslaufendem Walzgut zu verstehen.
  • In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform kann als weiterer Grund für den Wechsel auf einen kleineren Walzendurchmesserbereich vorgegeben sein, dass eine Anzahl von Anstichen der einzelnen Arbeitswalze kleiner als eine Anzahl von fertig gewickelten Coils ist. Dies deutet auf einen Endlosbetrieb bzw. einen Semi-Endlosbetrieb des Warmwalzwerks hin, bei denen jeweils ein Einsatz von Arbeitswalzen mit einem kleinen Walzendurchmesserbereich vorteilhaft ist. Das gleiche wird bevorzugt auch dann vollzogen, wenn ein zu walzendes Walzgut endlos gewalzt wird und dementsprechend de facto ein Endlosbetrieb des Warmwalzwerks stattfindet.
  • Weiter alternativ wird bei einem paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen zu einem kleineren Walzendurchmesserbereich gewechselt, wenn keine Betriebspausen in Walzschritten für eine Herstellung einzelner fertig gewickelter Coils vorgenommen wird.
  • Es ist eine weitere Ausgestaltungsmöglichkeit der Erfindung, dass bei einem paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen zu einem größeren Walzdurchmesser-bereich gewechselt wird, wenn je fertig gewickeltes Coil ein Anstich eines Walzgerüstes vorgenommen wird. Ein Anstich eines Walzgerüsts je fertig gewickelten Coil bedeutet einen Einzelbetrieb bzw. Batch-Betrieb des Warmwalzwerks, bei welchem ein Einsatz von Arbeitswalzen mit größerem Walzendurchmesserbereich aufgrund der größeren Dicken des Walzguts vorteilhaft ist. Durch den Einsatz des größeren Walzendurchmesserbereichs kann der Eingriffswinkel klein gehalten und damit ein Rutschen des Walzguts vermieden werden.
  • Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung werden die Verfahrensschritte durch einen Anlagenkonfigurator angeleitet. Somit ist eine übergeordnete Steuereinheit vorgesehen, welche die Verfahrensschritte durchführt und dementsprechend bei Vorliegen der entsprechenden Voraussetzungen die Veränderung eines Walzendurchmesserbereichs der Arbeitswalzen bei dem mindestens einen Warmwalzgerüst und/oder eine Veränderung der darzustellenden Produktionssequenz einleiten und koordinieren kann.
  • In Weiterbildung der vorgenannten Ausführungsform wird eine Berechnung durch den Anlagenkonfigurator unter Berücksichtigung von geometrischen Limits aufgrund aktuell im einzelnen Walzgerüst befindlicher Stützwalzen durchgeführt. Hintergrund ist hier, dass bei einem Walzgerüst die jeweils aktuell im Walzgerüst befindlichen Stützwalzen in Verbindung mit den aktuell im Walzgerüst befindlichen Arbeitswalzen die geometrischen Verhältnisse definieren und somit gegebenenfalls Hubbegrenzungen der Anstellvorrichtung berücksichtigt werden. So kann beispielsweise im Bereich der im Gerüst befindlichen abgeschliffenen Stützwalze einen Wechsel der Arbeitswalzen auf einen anderen Walzendurchmesserbereich ohne gleichzeitigen Wechsel der Stützwalzen aufgrund der Änderung des Hubbereichs unmöglich machen kann. Da ein Wechsel der Stützwalzen aber im Vergleich zu einem Wechsel der Arbeitswalzen deutlich aufwendiger ist, kann ein erforderlicher Wechsel der Stützwalzen eines Warmwalzgerüsts und der damit einhergehende Aufwand den Nutzen eines Wechsels des Walzendurchmesserbereichs der Arbeitswalzen bereits kompensieren.
  • Alternativ oder ergänzend zu der vorgenannten Weiterbildung wird eine Berechnung durch den Anlagenkonfigurator unter Berücksichtigung von Prozessparametern wie Greifbedingungen, Walzgeschwindigkeit, Walzendrehzahl, Antriebsdrehzahl, Antriebsmoment durchgeführt.
  • Die Erfindung ist nicht auf die angegebene Kombination der Merkmale des Hauptanspruchs oder der hiervon abhängigen Ansprüche beschränkt. Es ergeben sich darüber hinaus Möglichkeiten, einzelne Merkmale, auch soweit sie aus den Ansprüchen, der nachfolgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung oder unmittelbar aus den Zeichnungen hervorgehen, miteinander zu kombinieren. Die Bezugnahme der Ansprüche auf die Zeichnungen durch Verwendung von Bezugszeichen soll den Schutzumfang der Ansprüche nicht beschränken.
  • Eine vorteilhafte Ausführungsform der Erfindung, die nachfolgend erläutert wird, ist in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigt:
    • Fig. 1
    eine schematische Ansicht eines Warmwalzwerks entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung;
    Fig. 2
    eine schematische Darstellung eines Warmwalzgerüsts des Warmwalzwerks aus Fig. 1;
    Fig. 3
    eine Schnittansicht des Warmwalzgerüsts aus Fig. 2; und
    Fig. 4
    ein Ablaufdiagramm eines Verfahrens zum Betreiben des Warmwalzwerks aus Fig. 1.
  • Aus Fig. 1 geht eine schematische Ansicht eines Warmwalzwerks 1 hervor, welches entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ausgebildet ist. Dieses Warmwalzwerk 1 kann sich in einer Fertigungsanlage insbesondere an eine vorgeschaltete - vorliegend nicht weiter dargestellte - Stranggießanlage anschließen und umfasst eine Vorwalzstraße 2, eine Fertigwalzstraße 3, eine Haspelanlage 4 sowie Scheren 5 und 6.
  • In einer Haupttransportrichtung 7 des Warmwalzwerks 1 folgt auf die eingangsseitige Vorwalzstraße 2, die sich aus mehreren hintereinander angeordneten Vorwalzgerüsten 8 zusammensetzt, zunächst die Schere 5, welche in Haupttransportrichtung 7 zwischen der Vorwalzstraße 2 und der Fertigwalzstraße 3 angeordnet ist. Die Fertigwalzstraße mehrere hintereinander angeordnete Fertigwalzgerüste 9, auf welche innerhalb des Warmwalzwerks 1 in Haupttransportrichtung 7 zunächst die Schere 6 und am Ende die Haspelanlage 4 folgen. Auf die Darstellung weitere bekannter Komponenten, wie beispielsweise Zunderwäscher, Heizeinrichtungen, Kühleinrichtungen, etc. wird aus Gründen der Vereinfachung verzichtet.
  • Die Fig. 2 und 3 zeigen Ansichten eines Warmwalzgerüsts 10, bei welchem es sich konkret um eines der Vorwalzgerüste 8 der Vorwalzstraße 2 und/oder um eines der Fertigwalzgerüste 9 der Fertigwalzstraße 3 handeln kann. Das Warmwalzgerüst 10 ist dabei als Quarto-Walzgerüst ausgebildet und umfasst zwei Walzenständer 11, von denen in dieser Ansicht nur einer sichtbar ist, eine Anstellvorrichtung 12, ein Stützwalzenpaar und ein Arbeitswalzenpaar 17. Das Stützwalzenpaar setzt sich dabei aus einer oberen Stützwalze 13 und einer unteren Stützwalze 14 zusammen, die jeweils in je einem zugehörigen Einbaustück 15 bzw. 16 rotierbar aufgenommen sind. Dabei stützen die Stützwalzen 13 und 14 des Stützwalzenpaares das Arbeitswalzenpaar 17, mit welchem das Umformen des dem Warmwalzgerüst 10 zugeführten Walzguts vorgenommen wird.
  • Als Besonderheit können bei dem Warmwalzgerüst 10 Arbeitswalzen 18 und 19 sowie 20 und 21 mit unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen aufgenommen werden, wobei in Fig. 3 in der linken Hälfte eine Aufnahme der Arbeitswalzen 18 und 19 mit einem großen Walzendurchmesserbereich und in der rechten Hälfte eine Aufnahme der Arbeitswalzen 20 und 21 mit einem kleinen Walzendurchmesserbereich dargestellt ist. Die jeweils aktuell montieren Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 des Arbeitswalzenpaares sind dabei von ihrem Walzendurchmesserbereich stets gleich ausgeführt, wobei bei einem Wechsel des Walzendurchmesserbereichs ein paarweiser Wechsel der Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 stattfindet. Eine Abweichung zwischen dem kleinen Walzendurchmesserbereich und dem großen Walzendurchmesserbereich beträgt hierbei ≥ 6%, bevorzugt ≥ 10%. Die einzelne Arbeitswalze 18 bzw. 19 bzw. 20 bzw. 21 ist dabei in je einem zugehörigen Einbaustück 22 bzw. 23 bzw. 24 bzw. 25 rotierbar geführt.
  • Bedingt durch die unterschiedlichen Walzendurchmesserbereiche ergeben sich auch unterschiedliche Hübe H1, H2, H3, H4 , welche über die Anstellvorrichtung 12 darzustellen sind, um die Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 des Arbeitswalzenpaares unter Ausbildung eines geforderten Walzspalts, d.h. einem Abstand zwischen den jeweiligen Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21, zu positionieren. Um den jeweiligen Hub zur Realisierung des jeweils geforderten Walzspalts einzustellen, umfasst die Anstellvorrichtung 12 neben den Walzenständern 11 als Komponenten noch eine Keilverstellung 26 der unteren Stützwalze 14 und der unteren Arbeitswalze 18 bzw. 20, eine hydraulische Anstellung 27 der oberen Stützwalze 13 und der oberen Arbeitswalze 19 bzw. 21, sowie je eine Arbeitswalzenbiegung 28 bzw. 29 der oberen Arbeitswalze 19 bzw. 21 und der unteren Arbeitswalze 18 bzw. 20. Dabei weisen die Keilverstellung 26, die hydraulische Anstellung 27 und die Arbeitswalzenbiegungen 28 und 29 jeweils je einen Verstellbereich auf, um die unterschiedlichen Hübe zur Darstellung der auswechselbaren Aufnahme der Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 mit den unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen realisieren zu können. Zudem ist der oberen Stützwalze 13 noch eine Walzenausbalancierung 30 zugeordnet.
  • In der Darstellung der Fig. 3 ist bei eingesetzten kleinem Arbeitswalzendurchmesserbereich mit den Arbeitswalzen 18 und 19 eine Erweiterung der einstellbaren Hübe der Anstellvorrichtung 12 über zugeordnete Distanzstücke sichtbar, die Bestandteil der hydraulischen Anstellung 27, bzw. der Keilverstellung 26 sein können. Die notwendigen Hübe können somit direkt über die Verfahrung der Keilverstellung 26 und/oder der hydraulischen Anstellung 27 eingestellt werden oder alternativ in Kombination mit Distanzstücken, die die Bauform der Anstellvorrichtung vereinfachen.
  • Über die Anstellvorrichtung 12 ist die jeweilige untere Arbeitswalze 18 bzw. 20 mit ihrer Oberkante auf Höhe einer in Fig. 2 angedeuteten, angestrebten Passline 31 einzustellen, während die jeweilige obere Arbeitswalze 19 bzw. 21 unter Definition des gewünschten Walzspalts zu der unteren Arbeitswalze 18 bzw. 20 ausgerichtet wird. Ggf. wird der Walzspalt dabei für ein Einfädeln des Walzguts zunächst größer gewählt und anschließend reduziert.
  • In Fig. 2 ist zudem auch ein Antrieb der jeweils montierten Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 zu erkennen, wobei bei der Ansicht in Fig. 2 die Arbeitswalzen 18 und 19 mit dem kleinen Walzendurchmesserbereich gestrichelt angedeutet sind. Zum Antrieb der jeweils montierten Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 des Arbeitswalzenpaares sind zwei Antriebsmotoren 32 und 33 vorgesehen, die in Tandemanordnung geschaltet sind. Zwischen die Antriebsmotoren 32, 33 kann eine Schaltkupplung 45 vorgesehen sein. Die Antriebsmotoren 32 und 33 sind abtriebsseitig mit einem eventuell als Schaltgetriebe ausgebildeten Übersetzungsgetriebe 34 verbunden, welches eine Antriebsbewegung der Antriebsmotoren unter Übersetzung zu einem Kammwalzengetriebe 35 überträgt, über welches die übersetzte Antriebsbewegung mittels Spindeln 36 und 37 jeweils auf die je zugehörige, montierte Arbeitswalze 18 bzw. 19 oder 20 bzw. 21 übertragen wird. Für die Übertragung der Antriebsbewegungen weisen die Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 jeweils Walzentreffer 38 bzw. 39 bzw. 40 bzw. 41 auf, die von zugehörigen Treffern 42 und 43 der Spindeln 36 und 37 aufgenommen werden.
  • Es wird deutlich, dass die durch die unterschiedlichen Walzendurchmesser der Arbeitswalzen nicht nur Hubbewegungen H1, H2 der hydraulischen Anstellung 27 und der Keilverstellung 26 ergeben, sondern zusätzlich auch Hubbewegungen (H3, H4) der Walzentreffer 38, 39, 40,41 und der Arbeitswalzeneinbaustücke 22, 23, 24, 25, welche durch die Arbeitswalzenbiegungen 28,29 kompensiert werden müssen. Die für beide Walzendurchmesserbereiche eingesetzten Spindeln 36, 37 müssen für eine sich aus den Hüben ergebenden Auslenkung ausgelegt sein.
  • Mit dem in Fig. 1 dargestellten Warmwalzwerk 1 werden Halbzeuge in Form von Bändern erzeugt, wobei dies, je nach Anforderungen an die zu fertigenden Bänder, dabei zum einen in einem Einzel- bzw. Batch-Betrieb erfolgen kann, bei welchem das Walzgut in vorgegebenen Längenabschnitten, die einem fertigen Coil entsprechen, zu dem Warmwalzwerk 1 kommen und bei dem einzelnen Walzgerüst durch auf Zieldicke des Bandes voreingestellten Walzspalt eingefädelt wird.
  • Zum anderen kann eine Fertigung auch in einem Endlosbetrieb erfolgen, bei welchem das Walzgut als endloses Band durch die einzelnen Walzgerüste geführt wird. Beim erstmaligen Einfädeln wird dazu der Walzspalt eines jeden beteiligten Walzgerüstes auf Zieldicke eingestellt, wobei die erste Zieldicke so groß gewählt wird, dass der Anstich prozesstechnisch unkompliziert erfolgen kann. Zum Einstellen dünnerer Bandlängenstücke des endlosen Bandes wird ein Übergangstück hergestellt, das einen keilförmigen Dickenverlauf über seine Bandlänge aufweist. Zur Konfektionierung wird das Walzgut/Band lediglich einmal durch die Schere 6 getrennt und über die Haspelanlage 4 zu individuellen Coils gewickelt.
  • Für die Gestaltung des Fertigungsprozesses weist das Warmwalzwerk 1 einen Anlagenkonfigurator 44 auf, welcher in Fig. 1 schematisch angedeutet ist. Unter anderem ist dieser Anlagenkonfigurator 44 dabei bei Betrieb des Warmwalzwerks 1 dazu in der Lage, den Betrieb des Warmwalzwerks 1 nach einem erfindungsgemäßen Verfahren vorzunehmen, dessen Ablauf in dem Ablaufdiagramm in Fig. 4 angedeutet ist.
  • Dabei werden in einem Schritt S1 Betriebsparameter der aktuell darzustellenden Produktionssequenz ermittelt, wobei diese Betriebsparameter dabei bevorzugt die Parameter Stichabnahme und Betriebsmodus umfassen. Vorgelagert, nachgelagert oder parallel dazu wird zudem in einem Schritt S2 ermittelt, welcher Walzendurchmesserbereich von Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 des Arbeitswalzenpaares 17 eines Warmwalzgerüsts 10 aktuell implementiert ist, wobei bei diesem Warmwalzgerüst 10, wie vorstehend beschrieben, ein paarweises Auswechseln der Arbeitswalzen 18 und 19 bzw. 20 und 21 hin zu Arbeitswalzen mit einem anderen Walzendurchmesserbereich möglich ist. Bei dem Warmwalzwerk 1 können dabei ein oder mehrere der Vorwalzgerüste 8 und/oder ein oder mehrere der Fertigwalzgerüste 9 derartig mit auswechselbaren Arbeitswalzen ausgeführt sein.
  • In einem Schritt S3 wird durch den Anlagenkonfigurator 44 dann überprüft, ob die in Schritt S1 erfassten Betriebsparameter zu dem in Schritt S2 bestimmten, jeweiligen Walzendurchmesserbereich des einzelnen Warmwalzgerüsts 10 passen. Ist dies zu bejahen, so wird in einem Schritt S4 ein Walzvorgang ohne Änderung vorgenommen.
  • Ist das Ergebnis aus Schritt S3 hingegen negativ, so wird zu einem Schritt S5 und/oder einem Schritt S6 übergegangen. Dabei wird im Schritt S5 eine Veränderung der Produktionssequenz und damit der angestrebten Betriebsparameter vorgenommen, während im Schritt S6 durch den Anlagenkonfigurator 44 eine Veränderung des Walzendurchmesserbereichs durch paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen herbeigeführt wird. Ziel des Anlagenkonfigurators 44 ist es dabei, die Betriebsparameter und den jeweiligen Walzendurchmesserbereich aufeinander abzustimmen.
  • In Schritt S6 berücksichtigt der Anlagenkonfigurator 44 dabei geometrische Limits aufgrund der aktuell im einzelnen Warmwalzgerüst 10 befindlichen Stützwalzen 13 und 14, da über die Stützwalzen 13 und 14 des jeweiligen Warmwalzgerüsts 10 nur ein entsprechender Hubbereich darstellbar und ein zusätzliches Auswechseln der Stützwalzen 13 und 14 sehr aufwendig ist. Zudem berücksichtigt der Anlagenkonfigurator 44 Prozessparameter wie Greifbedingungen, Walzgeschwindigkeit, Walzendrehzahl, Antriebsdrehzahl, u.ä..
  • Die Funktion der Erfindung wird am Beispiel einer dreigerüstigen Vorwalzstraße 2 mit einem Walzendurchmesserbereich 18,19 von 850 mm beziehungsweise einem Walzendurchmesserbereich 20,21 von 1050 mm beschrieben, die in dem Warmwalzwerk 1 mit den beiden Betriebsmodi batch und endlos eingesetzt werden können. Der zulässige Abschliffbereich beider Walzendurchmesserbereiche beträgt 100 mm. Das Walzgut ist jeweils ein einfacher Kohlenstoffstahl.
  • Der Anlagenkonfigurator 44 weist den Betriebsmodi in der Regel verschiedene allgemeine Parameter zu:
    Betriebsart Banddicke Eingang Vorgerüst Bandgeschwindigkeit Fertigbanddicke
    Endlos Klein Gering klein
    Batch groß hoch mittel bis groß
    • • Walzgut Kohlenstoffstahl, Betriebsart "Batch"
  • Arbeitswalzendurchmesser: 1050 mm Eingangsdicke [mm] Ausgangsdicke [mm] Bandgeschwindigkeit [m/s] Walzendrehzahl [U/min] Walzmoment [kNm] Umformtemperatur [°C]
    Gerüst 1 150 108 0,29 5,3 3950 1100
    Gerüst 2 108 75 0,6 10,9 3230 1080
    Gerüst 3 75 45 1,0 18,2 3680 1060
  • Die absolute Stichabnahme beträgt 70%
    In diesem Ausführungsbeispiel wird deutlich, dass der Massenfluss (Banddicke mal Bandgeschwindigkeit) und das Walzmoment relativ hoch liegen. Die Umformtemperaturen ändern sich auf Grund der hohen Bandgeschwindigkeit nur geringfügig. Der Anlagenkonfigurator 44 prüft anhand der durch ihn selbst oder durch ein verbundenes Berechnungsmodell die Betriebsparameter (Ausgangsdicke, Bandgeschwindigkeit, Walzendrehzahl, Walzmoment und Umformtemperatur), die sich bei der vorgesehenen Betriebsart "Batch" bei eingesetztem Arbeitswalzendurchmesser von 1050 mm ergeben und kommt zu dem Ergebnis, dass die vorgesehenen Betriebsparameter und der eingesetzte Walzendurchmesserbereich geeignet sind und der Walzvorgang unter den geplanten Bedingungen vorgenommen werden kann.
    • • Walzgut Kohlenstoffstahl, Betriebsart "endlos"
  • Arbeitswalzendurchmesser: 850 mm Eingangsdicke [mm] Ausgangs-dicke [mm] Bandgeschwindigkeit [m/s] Walzendrehzahl [U/min] Walzmoment [kNm] Umformtemperatur [°C]
    Gerüst 1 100 53 0,19 4,3 2400 1100
    Gerüst 2 53 25 0,4 9,0 1780 1000
    Gerüst 3 25 12 0,8 18,0 1115 941
    Die absolute Stichabnahme beträgt 88 %
  • In diesem Ausführungsbeispiel wird deutlich, dass der Massenfluss und das Walzmoment relativ niedrig liegen, nämlich 22 % des Vergleichswertes der Betriebsart Batch. Als Folge davon ändert sich die Bandtemperatur deutlich stärker, um einen Betrag von 159 °C. Der Anlagenkonfigurator 44 prüft anhand der durch ihn selbst oder durch ein verbundenes Berechnungsmodell die Betriebsparameter (Ausgangsdicke, Bandgeschwindigkeit, Walzendrehzahl, Walzmoment und Umformtemperatur), die sich bei der vorgesehenen Betriebsart "endlos" bei eingesetztem Arbeitswalzendurchmesser von 850 mm ergeben und kommt zu dem Ergebnis, dass die vorgesehenen Betriebsparameter und der eingesetzte Walzendurchmesserbereich geeignet sind und der Walzvorgang unter den geplanten Bedingungen vorgenommen werden kann. Je nach Auslegungsfall kann durch den Anlagenkonfigurator 44 vorgeschlagen werden, mit einer veränderten Schaltstufe des Übersetzungsgetriebes 34 oder nur mit einem Antriebsmotor 33 zu walzen, um die geringeren Geschwindigkeiten und Momente bei optimaler Auslastung des Motors zu realisieren.
  • Würde im gleichen Ausführungsbeispiel im ersten Stich eine Ø 1050mm Walze eingesetzt, läge die vergleichbare Drehzahl bei 3,45 und würde die Motorauslegung belasten. Gleichzeitig würde durch den Wärmeübergang die Umformtemperatur noch weiter absinken, so dass es in ungünstigen Fall zu unerwünschten Gefügeänderungen kommen kann. Der Anlagenkonfigurator 44 käme zu dem Schluss, dass entweder das vorgesehene Walzprogramm anzupassen ist oder den Einsatz kleineren Walzendurchmesserbereichs, um die unvorteilhaften Betriebsbedingungen zu verbessern.
  • Die beiden gezeigten Berechnungsbeispiele sind für ein Standardprodukt ausgelegt. Durch die Varianz mit Blick auf die Legierung, Temperaturbereich, Walzgutbreite und Eingangs- und Ausgangsdicke ergeben sich deutlich größere Auffächerungen, die durch die Auslegung und die Berechnungen des Anlagenkonfigurators berücksichtigt werden müssen.
  • Mittels der erfindungsgemäßen Ausführung eines Warmwalzgerüsts kann ein Warmwalzwerk realisiert werden, welches flexibel auf unterschiedliche Fertigprodukte, Prozessführungen, Abmessungen, Werkstoffe und / oder Qualitätsanforderungen angepasst werden kann.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Warmwalzwerk
    2
    Vorwalzstraße
    3
    Fertigwalzstraße
    4
    Haspelanlage
    5
    Schere
    6
    Schere
    7
    Haupttransportrichtung
    8
    Vorwalzgerüst
    9
    Fertigwalzgerüst
    10
    Warmwalzgerüst
    11
    Walzenständer
    12
    Anstellvorrichtung
    13
    obere Stützwalze
    14
    untere Stützwalze
    15
    Einbaustück
    16
    Einbaustück
    17
    Arbeitswalzenpaar
    18
    untere Arbeitswalze
    19
    obere Arbeitswalze
    20
    untere Arbeitswalze
    21
    obere Arbeitswalze
    22
    Einbaustück
    23
    Einbaustück
    24
    Einbaustück
    25
    Einbaustück
    26
    Keilverstellung
    27
    hydraulische Anstellung
    28
    Arbeitswalzenbiegung
    29
    Arbeitswalzenbiegung
    30
    Walzenausbalancierung
    31
    Passline
    32
    Antriebsmotor
    33
    Antriebsmotor
    34
    Übersetzungsgetriebe
    35
    Kammwalzengetriebe
    36
    Spindel
    37
    Spindel
    38
    Walzentreffer
    39
    Walzentreffer
    40
    Walzentreffer
    41
    Walzentreffer
    42
    Treffer
    43
    Treffer
    44
    Anlagenkonfigurator
    45
    Schaltkupplung
    H1
    Hub Keilverstellung
    H2
    Hub hydraulische Anstellung
    H3
    Hub obere Arbeitswalzenbiegung/ Walzentreffer
    H4
    Hub untere Arbeitswalzenbiegung/Walzentreffer
    S1 bis S6
    Einzelschritte
    Bezugszeichenliste:
    • 1
    Warmwalzwerk
    2
    Vorwalzstraße
    3
    Fertigwalzstraße
    4
    Haspelanlage
    5
    Schere
    6
    Schere
    7
    Haupttransportrichtung
    8
    Vorwalzgerüst
    9
    Fertigwalzgerüst
    10
    Warmwalzgerüst
    11
    Walzenständer
    12
    Anstellvorrichtung
    13
    obere Stützwalze
    14
    untere Stützwalze
    15
    Einbaustück
    16
    Einbaustück
    17
    Arbeitswalzenpaar
    18
    untere Arbeitswalze
    19
    obere Arbeitswalze
    20
    untere Arbeitswalze
    21
    obere Arbeitswalze
    22
    Einbaustück
    23
    Einbaustück
    24
    Einbaustück
    25
    Einbaustück
    26
    Keilverstellung
    27
    hydraulische Anstellung
    28
    Arbeitswalzenbiegung
    29
    Arbeitswalzenbiegung
    30
    Walzenausbalancierung
    31
    Passline
    32
    Antriebsmotor
    33
    Antriebsmotor
    34
    Übersetzungsgetriebe
    35
    Kammwalzengetriebe
    36
    Spindel
    37
    Spindel
    38
    Walzentreffer
    39
    Walzentreffer
    40
    Walzentreffer
    41
    Walzentreffer
    42
    Treffer
    43
    Treffer
    44
    Anlagenkonfigurator
    45
    Schaltkupplung
    H1
    Hub Keilverstellung
    H2
    Hub hydraulische Anstellung
    H3
    Hub obere Arbeitswalzenbiegung/ Walzentreffer
    H4
    Hub untere Arbeitswalzenbiegung/Walzentreffer
    S1 bis S6
    Einzelschritte

Claims (14)

  1. Warmwalzgerüst (10) für ein Warmwalzwerk (1) und zum Herstellen eines metallenen Flachprodukts, umfassend eine Anstellvorrichtung (12), welche dafür vorgesehen ist, ein Arbeitswalzenpaar (17) aufzunehmen und Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) des Arbeitswalzenpaares (17) unter Definition eines Walzspalts zueinander zu positionieren,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Anstellvorrichtung (12) dazu eingerichtet ist, bei dem Arbeitswalzenpaar (17) unterschiedliche Walzendurchmesserbereiche mit einander entsprechenden Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) auswechselbar aufzunehmen,
    dass eine Abweichung zwischen den unterschiedlichen Walzendurchmesserbereichen ≥ 6%, bevorzugt ≥ 10% beträgt,
    dass über die Anstellvorrichtung (12) eine jeweilige untere Arbeitswalze (18; 20) des Arbeitswalzenpaares (17) mit ihrer Oberkante auf Höhe einer angestrebten Passline (31) derart einstellbar ist,
    dass eine Passlineschwankung bei Einsatz der unterschiedlichen Walzendurchmesserbereiche weniger als +/-20 mm, bevorzugt +/-15 mm besonders bevorzugt +/- 10 mm beträgt.
  2. Warmwalzgerüst (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausführung als Vorwalzgerüst.
  3. Warmwalzgerüst (10) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Ausführung als Fertigwalzgerüst.
  4. Warmwalzgerüst (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Anstellvorrichtung (12) als Komponenten eine Keilverstellung (26) einer unteren Arbeitswalze (18; 20) des Arbeitswalzenpaares (17) und/oder eine hydraulische Anstellung (27) einer oberen Arbeitswalze (19; 21) des Arbeitswalzenpaares (17) und/oder je eine Arbeitswalzenbiegung (28, 29) der unteren (18; 20) und/oder der oberen Arbeitswalze (19; 21) umfasst, wobei die Komponenten der Anstellvorrichtung (12) jeweils je einen entsprechenden Verstellbereich zur auswechselbaren Aufnahme unterschiedlicher Walzendurchmesserbereiche des Arbeitswalzenpaares (17) mit einander entsprechenden Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) aufweisen.
  5. Warmwalzgerüst (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auslegung für einen Reversierbetrieb oder einen Einwegbetrieb.
  6. Warmwalzwerk (1), umfassend mindestens ein Warmwalzgerüst (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Warmwalzwerk (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Vorwalzstraße (2) mit mindestens einem Vorwalzgerüst (8) und eine Fertigwalzstraße (3) mit mindestens einem Fertigwalzgerüst (9) vorgesehen ist, wobei mindestens ein Vorwalzgerüst (8) der Vorwalzstraße (2) und/oder mindestens eine Fertigwalzgerüst (9) der Fertigwalzstraße (3) als je ein Warmwalzgerüst (10) nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7 ausgeführt ist.
  8. Verfahren zum Betreiben eines Warmwalzwerks (1) nach Anspruch 6 oder 7, umfassend folgende Verfahrensschritte:
    a) Prüfen einer darzustellenden Produktionssequenz auf Betriebsparameter, welche dabei die Parameter Stichabnahme und Betriebsmodus umfassen;
    b) Prüfen eines aktuell gewählten Walzendurchmesserbereichs von Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) eines Arbeitswalzenpaares (17) des mindestens einen nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5 ausgeführten Warmwalzgerüsts (10);
    c) Prüfen, ob der aktuell gewählte Walzendurchmesserbereich zu den Betriebsparametern der darzustellenden Produktionssequenz passt, wobei im zu verneinenden Fall ein paarweiser Wechsel von Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) des Arbeitswalzenpaares (17) mit Veränderung des Walzendurchmesserbereichs der Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) bei dem mindestens einen Warmwalzgerüst (10) durchgeführt und/oder eine Veränderung der darzustellenden Produktionssequenz vorgenommen wird, und wobei anschließend der Prüfvorgang mit Schritt a) erneut eingeleitet wird,
    während im zu bejahenden Fall der Walzvorgang ohne Änderung vorgenommen wird.
  9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) zu einem kleineren Walzendurchmesserbereich gewechselt wird, wenn bei dem Warmwalzwerk (1) eine Stichabnahme von ≥ 40 %, besonders bevorzugt ≥50%, ≥ 60% oder ganz besonders bevorzugt ≥ 70 % festgestellt wird.
  10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) zu einem kleineren Walzendurchmesserbereich gewechselt wird, wenn keine Betriebspausen in Walzschritten für eine Herstellung einzelner fertig gewickelter Coils vorgenommen wird.
  11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem paarweisen Wechsel der Arbeitswalzen (18, 19; 20, 21) zu einem größeren Walzendurchmesserbereich gewechselt wird, wenn je fertig gewickeltes Coil ein Anstich eines Walzgerüstes vorgenommen wird.
  12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte durch einen Anlagenkonfigurator (44) angeleitet werden.
  13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung durch den Anlagenkonfigurator (44) unter Berücksichtigung von geometrischen Limits aufgrund aktuell im einzelnen Walzgerüst befindlicher Stützwalzen (13, 14) durchgeführt wird.
  14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine Berechnung durch den Anlagenkonfigurator (44) unter Berücksichtigung von Prozessparametern wie Greifbedingungen, Walzgeschwindigkeit, Walzendrehzahl, Antriebsdrehzahl, Antriebsmoment durchgeführt wird.
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