WO2006021324A1 - Walzwerk zum walzen von metallischem band - Google Patents

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WO2006021324A1
WO2006021324A1 PCT/EP2005/008686 EP2005008686W WO2006021324A1 WO 2006021324 A1 WO2006021324 A1 WO 2006021324A1 EP 2005008686 W EP2005008686 W EP 2005008686W WO 2006021324 A1 WO2006021324 A1 WO 2006021324A1
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Hans-Peter Richter
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Definitions

  • the invention relates to a rolling mill for rolling metallic strip, in particular of steel strip, which has at least one rolling stand, an upstream reeling device and a downstream reeling device, wherein between an upstream reeling device and rolling stand and / or between rolling mill and downstream reel an S-roll unit Is ⁇ , having two the band S-shaped leading roles.
  • tailored blanks The essential feature of these components, which is of particular interest in this context, is that they have a variable thickness.
  • tailored blanks were mainly made by welding. However, for the production of flexible cold rolling has proven to be particularly advantageous, can be produced with the tailored blanks.
  • the thickness of the rolled stock is changed during rolling.
  • the change of the roll gap can be done periodically. Due to the thickness change, it is particularly on the inlet,. but also on the outlet side of the roll stand for mass flow disturbances and Glas ⁇ fluctuations.
  • the dynamics of the reel motors are no longer sufficient for their compensation, so that in such systems so-called dancer rolls are used between the rolling stand and the reels.
  • dancer rolls are used between the rolling stand and the reels.
  • a cold rolling mill for cold rolling of metallic strip known and has a single stand with means for adjusting the roll gap and a KaIt- roller single frame upstream reel means for unwinding the tape and a roll stand downstream reel means for reeling the tape on.
  • a strip store for mass flow regulation or strip tension regulation of the rolling process is provided between the pre-arranged coiling device and the rolling stand.
  • This tape storage consists of at least three rollers, wherein the middle roller is designed as a dancer roll and can be moved perpendicular to the conveying direction of the band.
  • the dancer rollers described in the cited documents are connected to a linear actuator, with which they can be controlled or moved in a direction perpendicular to the För ⁇ direction of the tape direction. This can fulfill the tape storage function which is indispensable for flexible cold rolling.
  • Looper be ⁇ known, i. Rolls which are applied to the led to the rolling stand or ist ⁇ led by this band to make, for example, a tensile force determination in the band can.
  • the rolling force can be reduced by tensile forces on each side of the roll gap, it must not be too high only at the last stitch, since experience has shown that problems may occur in the subsequent process steps, in particular during annealing.
  • S-rolls S-roll units
  • the invention is therefore based on the object, a rolling mill for rolling metallic strip of the type mentioned in such a way that can be achieved with simple means and thus in an economical manner that both a band storage function, especially in flexible rolling, is given as well as a can be influenced influenced Switzerlanddifferenz between Walz ⁇ scaffolding and reels.
  • This object is achieved in that a first role of the S-roll unit is arranged stationary and a second roller of the S-roll unit is arranged to be movable relative to the first roller.
  • the second roller which is movably arranged relative to the first roller, is rotatably arranged on a pivoting arm, which is mounted on one side in a stationary axis. Both axes of the rollers of the S-roll unit are arranged parallel to each other.
  • the solid axis corresponds to the axis of rotation of the first roll.
  • a linear actuator is preferably articulated on the pivot arm in a pivot point remote from the stationary axis.
  • a linear actuator advantageously a hydraulic piston-cylinder system is used.
  • means for driving at least one of the rollers of the S-roller unit can be provided.
  • the proposed invention is advantageously used in a cold rolling mill.
  • the rolling stand is preferably provided as a single frame.
  • the proposed system is particularly suitable for flexible rolling, which means that the rolling mill can have means for flexibly adjusting the roll gap.
  • the belt transport or its handling is finally improved by the fact that at least one of the reel devices is equipped with means for speed control.
  • the proposed system makes it possible in a very simple and therefore cost-effective manner to provide a rolling mill for flexible rolling which makes available a strip accumulator which is essential in this type of process. Furthermore, the band is also held under the required tension, so that the rolling itself can be carried out in a process-advantageous manner.
  • FIG. 1 is a schematic side view of a rolling mill for flexible rolling of a metal strip and Fig. 2 shows an S-roll unit of the outlet side of the rolling mill in an enlarged view.
  • FIG. 1 schematically shows a rolling mill in which a coaxed steel strip 1 is unwound from an upstream reeling device 3 and fed to a single cold rolling mill 2.
  • a downstream reeling device 4 is provided, which rewinds the rolled metal strip 1.
  • the reel devices 3, 4 are provided with drives, not shown, so that the belt 1 can be unwound and wound up in a controlled or regulated manner.
  • the tape 1 has - viewed in its longitudinal direction - a non-constant thickness. That is, during the rolling process, the roll gap is changed according to a predetermined profile to produce a strip whose thickness changes periodically.
  • an S-roll unit 5 or 6 is arranged both between the upstream reeling device 3 and the rolling stand 2 and between the rolling stand 2 and the downstream reeling device 4.
  • Each S-roller unit 5, 6 has two rollers 7 and 8 or 9 and 10, which are arranged in a manner known per se to one another such that the band 1 is guided in an S-shape. Due to the consequent wrapping of the rollers 7, 8, 9, 10, it is possible, with appropriate drive of the rollers to transmit a force to the belt 1 and so the desired tensile force in the belt 1 between the S-roller unit 5, 6 and the rolling stand 2 to hold.
  • the S-roller units 5 and 6 are constructed as shown in Fig. 2.
  • One roller 9 (or 7) which feeds the belt 1 to the rolling stand 2 or removes it from it, is mounted in a stationary manner.
  • the other end of the Schwenk ⁇ arms 11 is mounted a fixed axis 12, which corresponds to the axis of rotation of the first roller 9, 7.
  • a linear actuator 14 is articulated, this being designed as a hydraulic piston-cylinder system.
  • the Ver ⁇ supply of the actuator 14 with hydraulic oil is indicated in Fig. 2.
  • the pivot point 13 can be raised or lowered, so that the second roller 8, 10 can be pivoted about its pivot axis 12. This results in a longer or shorter distance for the belt 1 between roll stand 2 and reel devices 3 and 4, whereby it is the S-roll units 5, 6 possible to exercise a tape storage function.
  • the described structure of the rolling mill and in particular of the two S-roll units 5, 6 makes it possible to compensate for the mass flow change occurring during flexible cold rolling and at the same time between rolling stand 2 and reels 3, 4 to build that Glasdifferenz with an optimal rolling process with a very simple design is possible.
  • the strip thickness control can be improved. It becomes possible to be able to make the settings of the tensile stresses that are favorable for the rolling process without regard to the tensile stresses present on the reeling devices.

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Abstract

Bei einem Walzwerk zum Walzen von metallischem Band (1), insbesondere von Stahlband, das mindestens ein Walzgerüst (2), eine vorgeordnete Haspeleinrichtung (3) und eine nachgeordnete Haspeleinrichtung (4) aufweist, wobei zwischen vorgeordneter Haspeleinrichtung (3) und Walzgerüst (2) und/oder zwischen Walzgerüst (2) und nachgeordneter Haspeleinrichtung (4) eine S-Rolleneinheit (5, 6) angeordnet ist, die zwei das Band (1) S-förmig führende Rollen (7, 8; 9, 10) aufweist, ist vorgesehen, dass eine erste Rolle (7, 9) der S-Rolleneinheit (5, 6) ortsfest angeordnet ist und eine zweite Rolle (8, 10) der S-Rolleneinheit (5, 6) relativ zur ersten Rolle (7, 9) beweglich angeordnet ist.

Description

Walzwerk zum Walzen von metallischem Band
Die Erfindung betrifft ein Walzwerk zum Walzen von metallischem Band, insbe¬ sondere von Stahlband, das mindestens ein Walzgerüst, eine vorgeordnete Haspeleinrichtung und eine nachgeordnete Haspeleinrichtung aufweist, wobei zwischen vorgeordneter Haspeleinrichtung und Walzgerüst und/oder zwischen Walzgerüst und nachgeordneter Haspeleinrichtung eine S-Rolleneinheit ange¬ ordnet ist, die zwei das Band S-förmig führende Rollen aufweist.
Der zunehmende Zwang zur Gewichtsersparnis, insbesondere in der Automo- bilindustrie, führte zur Entwicklung und zum Einsatz belastungsangepasster Bauteile, sog. Tailored Blanks. Das wesentliche Merkmal dieser Bauteile, das in diesem Zusammenhang von besonderem Interesse ist, ist, dass sie eine verän¬ derliche Dicke aufweisen. Zunächst wurden Tailored Blanks überwiegend durch Schweißen hergestellt. Als besonders vorteilhaft hat sich für deren Herstellung jedoch auch das flexible Kaltwalzen herausgestellt, mit dem Tailored Blanks hergestellt werden können.
Beim flexiblen Kaltwalzen wird während des Walzens die Dicke des Walzguts verändert. Die Veränderung des Walzspalts kann dabei periodisch erfolgen. Durch die Dickenänderung kommt es insbesondere auf der Einlauf-,. aber auch auf der Auslaufseite des Walzgerüsts zu Massenflussstörungen und zu Zug¬ schwankungen. Bei den für eine profitable Fertigung notwendigen Walzge¬ schwindigkeiten reicht zu deren Kompensation die Dynamik der Haspelmotore nicht mehr aus, so dass bei derartigen Anlagen sog. Tänzerrollen zwischen Walzgerüst und Haspeln eingesetzt werden. In der WO 03/008122 A1 ist eine solche Lösung beschrieben. Es ist daraus ein Kaltwalzwerk zum Kaltwalzen von metallischem Band bekannt und weist ein Einzelgerüst mit Mitteln zum Einstellen des Walzspaltes sowie eine dem KaIt- walzeinzelgerüst vorgeordnete Haspeleinrichtung zum Abhaspeln des Bandes sowie eine dem Walzgerüst nachgeordnete Haspeleinrichtung zum Aufhaspeln des Bandes auf. Um ein flexibles Walzen zu ermöglichen, ist zwischen der vor¬ geordneten Haspeleinrichtung und dem Walzgerüst ein Bandspeicher für eine Massenflussregelung bzw. Bandzugregelung des Walzprozesses vorgesehen. Dieser Bandspeicher besteht aus mindestens drei Rollen, wobei die mittlere Rolle als Tänzerrolle ausgebildet ist und senkrecht zur Förderrichtung des Ban- des bewegt werden kann.
Eine ähnliche Lösung - allerdings unter Einsatz einer größeren Anzahl von Rol¬ len - geht aus der EP 1 121 990 A2 hervor. Entsprechendes gilt für eine Aus¬ führung, die aus der JP 10034204 A bekannt ist.
Die in den genannten Dokumenten beschriebenen Tänzerrollen sind mit einem Linearaktuator verbunden, mit dem sie gesteuert bzw. geregelt in eine zur För¬ derrichtung des Bandes senkrechte Richtung bewegt werden können. Damit kann die Bandspeicherfunktion erfüllt werden, die für das flexible Kaltwalzen unabdingbar ist.
Aus der DE 198 18 207 C2 und aus der JP 60231516 sind sog. Looper be¬ kannt, d.h. Rollen, die an das zum Walzgerüst geführte bzw. von diesem abge¬ führte Band angelegt werden, um beispielsweise eine Zugkraftermittlung im Band vornehmen zu können.
Beim Walzen kann die Walzkraft durch Zugkräfte auf jeder Seite des Walzspal¬ tes verringert werden, sie darf lediglich beim letzten Stich nicht zu hoch sein, da sonst erfahrungsgemäß in den nachfolgenden Prozessschritten, insbesondere beim Glühen, Probleme auftreten können. Zum Aufbau einer Zugdifferenz zwi- sehen Walzgerüst und Haspel können S-Rolleneinheiten (S-Ro!len) eingesetzt werden.
Soll sowohl eine Bandspeicherfunktion - in der Regel mit Tänzerrollen - erfüllt werden als auch eine gewünschte Zugdifferenz zwischen Walzgerüst und Has- pel - in der Regel durch S-Rolleneinheiten - erzeugt werden, ist bei den vorbe¬ kannten Lösungen ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk zum Walzen von metallischem Band der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, dass mit einfachen Mitteln und damit in wirtschaftlicher Weise erreicht werden kann, dass sowohl eine Bandspeicherfunktion, insbesondere beim flexiblen Walzen, gegeben ist als auch eine definiert beeinflussbare Zugdifferenz zwischen Walz¬ gerüst und Haspeln gehalten werden kann.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine erste Rolle der S-Rolleneinheit ortsfest angeordnet ist und eine zweite Rolle der S- Rolleneinheit relativ zur ersten Rolle beweglich angeordnet ist.
Abgesehen von evtl. noch vorgesehenen Führungsrollen für das Band soll er- findungsgemäß lediglich die S-Rolleneinheit zwischen Haspel und Walzgerüst vorgesehen werden, wobei jedoch durch die vorgeschlagene Ausgestaltung der S-Rolleneinheit sowohl die Bandspeicherfunktion als auch der benötigte Zug auf das Band ausgeübt werden kann.
Bevorzugt ist vorgesehen, dass die relativ zur ersten Rolle beweglich angeord¬ nete zweite Rolle an einem Schwenkarm drehbar angeordnet ist, der einseitig in einer raumfesten Achse gelagert ist. Beide Achsen der Rollen der S- Rolleneinheit sind dabei parallel zueinander angeordnet. Mit Vorteil entspricht die raumfeste Achse der Drehachse der ersten Rolle. Zur Verschwenkung der zweiten Rolle relativ zur ersten ist vorzugsweise in ei¬ nem von der raumfesten Achse entfernten Drehpunkt ein Linearaktuator am Schwenkarm gelenkig angeordnet. Als Linearaktuator wird vorteilhafter Weise ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System eingesetzt.
Um den Zugaufbau im Band optimal beeinflussen zu können, können Mittel zum Antrieb zumindest einer der Rollen der S-Rolleneinheit vorgesehen sein.
Der Erfindungsvorschlag kommt mit Vorteil bei einem Kaltwalzwerk zum Ein¬ satz. Weiterhin wird das Walzgerüst bevorzugt als Einzelgerüst vorgesehen. Das vorgeschlagene System eignet sich besonders zum flexiblen Walzen, wes¬ halb das Walzgerüst Mittel zum flexiblen Einstellen des Walzspalts aufweisen kann.
Der Bandtransport bzw. seine Handhabung wird schließlich dadurch verbessert, dass mindestens eine der Haspeleinrichtungen mit Mitteln zur Drehzahlrege¬ lung ausgestattet ist.
Mit dem vorgeschlagenen System wird es in sehr einfacher und damit in kos¬ tengünstiger Weise möglich, eine Walzanlage für das flexible Walzen bereitzu- stellen, die einen Bandspeicher zur Verfügung stellt, der bei dieser Verfahrens¬ art wesentlich ist. Ferner wird auch das Band unter dem benötigten Zug gehal¬ ten, so dass das Walzen selber in verfahrenstechnisch vorteilhafter Weise durchgeführt werden kann.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch die Seitenansicht eines Walzwerks zum flexiblen Wal¬ zen eines Metallbandes und Fig. 2 eine S-Rolleneinheit der Auslaufseite des Walzwerks in vergrößerter Darstellung.
In Fig. 1 ist schematisch ein Walzwerk zu sehen, in dem ein aufgecoiltes Stahl¬ band 1 von einer vorgelagerten Haspeleinrichtung 3 abgewickelt und einem einzigen Kaltwalzgerüst 2 zugeführt wird. In Förderrichtung R des Metallstran¬ ges 1 hinter dem Walzgerüst 2 ist eine nachgeordnete Haspeleinrichtung 4 vor¬ gesehen, die das gewalzte Metallband 1 wieder aufwickelt. Die Haspelvorrich¬ tungen 3, 4 sind mit nicht dargestellten Antrieben versehen, so dass das Band 1 in gesteuerter bzw. geregelter Weise ab- und aufgewickelt werden kann.
Im Walzgerüst 2 findet ein flexibles Kaltwalzen des Bandes 1 statt. Das Band 1 hat dabei - in seiner Längsrichtung betrachtet - eine nicht-konstante Dicke. Das bedeutet, dass während des Walzprozesses der Walzspalt gemäß einem vorgegebenen Profil verändert wird, um ein Band zu produzieren, dessen Dicke sich periodisch verändert.
Damit dieser Prozess unter verfahrenstechnisch günstigen Verhältnissen durchgeführt werden kann, ist es erforderlich, die Massenflussänderung im Band zu kompensieren, die sich aufgrund der variablen Banddicke ergibt. Wei- terhin muss im Band 1 ein definierter Zug aufgebaut bzw. gehalten werden, um die Walzkraft gering zu halten.
Um dies zu erreichen, ist sowohl zwischen vorgeordneter Haspeleinrichtung 3 und Walzgerüst 2 als auch zwischen Walzgerüst 2 und nachgeordneter Haspel- Vorrichtung 4 je eine S-Rolleneinheit 5 bzw. 6 angeordnet. Jede S-Rolleneinheit 5, 6 weist zwei Rollen 7 und 8 bzw. 9 und 10 auf, die in an sich bekannter Wei¬ se so zueinander angeordnet sind, dass das Band 1 S-förmig geführt wird. Durch die dadurch bedingte Umschlingung der Rollen 7, 8, 9, 10 ist es möglich, bei entsprechendem Antrieb der Rollen eine Kraft auf das Band 1 zu übertragen und so die gewünschte Zugkraft im Band 1 zwischen den S-Rolleneinheit 5, 6 und dem Walzgerüst 2 zu halten. Um neben dem Aufbringen des Zugs im Band 1 auch die Bandspeicherfunktion ausüben zu können, sind die S-Rolleneinheiten 5 und 6 wie in Fig. 2 ersichtlich aufgebaut. Die eine Rolle 9 (bzw. 7), die das Band 1 dem Walzgerüst 2 zuführt bzw. dieses von ihm abführt, ist ortsfest gelagert. Die andere Rolle 10 (bzw. 8) ist hingegen relativ zur ersten Rolle 9, 7 verschwenkbar gelagert, wozu sie am Ende eines Schwenkarms 11 angeordnet ist. Das andere Ende des Schwenk¬ arms 11 ist einer raumfesten Achse 12 gelagert, die der Drehachse der ersten Rolle 9, 7 entspricht.
Etwas entfernt von der Drehachse der zweiten Rolle 8, 10, nämlich in einem Drehpunkt 13, ist das eine Ende eines Linearaktuators 14 gelenkig angeordnet, wobei dieser als hydraulisches Kolben-Zylinder-System ausgebildet ist. Die Ver¬ sorgung des Aktuators 14 mit Hydrauliköl ist in Fig. 2 angedeutet.
Durch gesteuerte bzw. geregelte Beaufschlagung des Kolben-Zylinder-Systems 14 mit Hydrauliköl kann der Drehpunkt 13 angehoben bzw. abgesenkt werden, so dass die zweite Rolle 8, 10 um ihre Schwenkachse 12 verschwenkt werden kann. Dadurch ergibt sich eine längere oder kürzere Strecke für das Band 1 zwischen Walzgerüst 2 und Haspelvorrichtungen 3 bzw. 4, womit es den S- Rolleneinheiten 5, 6 möglich wird, eine Bandspeicherfunktion auszuüben.
Der beschriebene Aufbau der Walzanlage und insbesondere der beiden S- Rolleneinheiten 5, 6 macht es möglich, bei sehr einfacher Konstruktion die beim flexiblen Kaltwalzen auftretende Massenflussänderung zu kompensieren und gleichzeitig zwischen Walzgerüst 2 und Haspelvorrichtungen 3, 4 diejenige Zugdifferenz aufzubauen, mit der ein optimaler Walzvorgang möglich ist. Bei entsprechend schneller Regelung des Linearaktuators 14 ist es möglich, die Massenflussstörungen ohne nennenswerte Zugschwankungen zu kompen¬ sieren. Bislang war für das Erreichen dieses Ziels eine größere Anzahl von Rollen vor¬ gesehen und nötig, was die entsprechenden Anlagen teuer machte.
Durch den Ausgleich der Massenflussstörungen und der damit einher gehenden Verringerung von Zugschwankungen kann die Band-Dickenregelung verbessert werden. Es wird möglich, die Einstellungen der für den Walzprozess günstigen Zugspannungen ohne Rücksicht auf die an den Haspelvorrichtungen vorliegen¬ den Zugspannungen vornehmen zu können.
Die Kompensation der Massenflussstörungen und die Bandspeicherfunktion werden nunmehr in einem Gerät, nämlich in der beschriebenen S-Rolleneinheit, realisiert, wofür bislang separate Geräte nötig waren.
Bezugszeichenliste:
1 metallisches Band (Stahlband)
2 Walzgerüst
3 vorgeordnete Haspeleinrichtung
4 nachgeordnete Haspeleinrichtung
5 S-Rollengang
6 S-Rollengang
7 Rolle
8 Rolle
9 Rolle
10 Rolle
11 Schwenkarm
12 raumfesten Achse
13 Drehpunkt
14 Linearaktuator
R Förderrichtung des Bandes

Claims

Patentansprüche:
1. Walzwerk zum Walzen von metallischem Band (1 ), insbesondere von Stahlband, das mindestens ein Walzgerüst (2), eine vorgeordnete Has¬ peleinrichtung (3) und eine nachgeordnete Haspeleinrichtung (4) aufweist, wobei zwischen vorgeordneter Haspeleinrichtung (3) und Walzgerüst (2) und/oder zwischen Walzgerüst (2) und nachgeordneter Haspeleinrichtung (4) eine S-Rolleneinheit (5, 6) angeordnet ist, die zwei das Band (1) S- förmig führende Rollen (7, 8; 9, 10) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Rolle (7, 9) der S-Rolleneinheit (5, 6) ortsfest angeordnet ist und eine zweite Rolle (8, 10) der S-Rolleneinheit (5, 6) relativ zur ersten Rolle (7, 9) beweglich angeordnet ist.
2. Walzwerk nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die relativ zur ersten Rolle (7, 9) beweglich angeordnete zweite Rolle (8, 10) an einem Schwenkarm (11 ) drehbar angeordnet ist, der einseitig in einer raumfesten Achse (12) gelagert ist.
3. Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die raumfeste Achse (12) der Drehachse der ersten Rolle (7, 9) ent¬ spricht.
4. Walzwerk nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass am Schwenkarm (11 ) in einem von der raumfesten Achse (12) ent¬ fernten Drehpunkt (13) ein Linearaktuator (14) gelenkig angeordnet ist.
5. Walzwerk nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Linearaktuator (14) ein hydraulisches Kolben-Zylinder-System ist.
6. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch
Mittel zum Antrieb zumindest einer der Rollen (7, 8, 9, 10) der S- Rolleneinheit (5, 6).
7. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass es als Kaltwalzwerk ausgebildet ist.
8. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst (2) als Einzelgerüst vorgesehen ist.
9. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst (2) mit Mitteln zum flexiblen Einstellen des Walz¬ spalts ausgestattet ist.
10. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens eine der Haspeleinrichtungen (3, 4) mit Mitteln zur Dreh¬ zahlregelung ausgestattet ist.
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