DE19602004C2 - Kaltwalzwerk für Fein- und Folienband - Google Patents

Kaltwalzwerk für Fein- und Folienband

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Description

Die Erfindung betrifft ein Kaltwalzwerk für Fein- und Folienband.
Bei den herkömmlichen Walzwerken für Fein- und Folienband nach der DE 35 25 038 C2, die mit mindestens einem Walzgerüst mit vertikal angeordneten Stütz- und Arbeitswalzen sowie mindestens einem Abwickelhaspel und mindestens einem Aufwickelhaspel ausgerüstet sind, werden die Anstellkräfte zum Erzeugen der Walzkraft und die Biegekräfte zum Ausgleich der Walzenbiegung und zur Regelung des Walzspaltes in vertikaler Richtung in die Walzenzapfen eingeleitet und läuft das Band in horizontaler Richtung durch den Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen.
Aufgrund der vertikalen Anordnung der Stütz- und Arbeitswalzen in einem Walzgerüst mit zwei Walzenständern, die mit einem geschlossenen Rahmen zur Abstützung der Anstellkräfte ausgerüstet sind, ergeben sich für das Walzen von Fein- und Folienband keine günstigen Arbeitsbedingungen.
Bei den herkömmlichen Fein- und Folienbandwalzwerken mit geschlossenen Walzenständern sind die Anlageflächen der Walzeneinbaustücke nicht immer eindeutig bestimmt. Aufgrund des erforderlichen Einbauspiels kommt es beim Einleiten des Walzmomentes zum Kippen der Walzeneinbaustücke und zu unterschiedlichen Reibmomenten beim Zustellen der Walzen. Die Regelung der Anstellkräfte und der Biegekräfte sowie der Ausbalancierung der Walzen ist aufgrund der unsymmetrischen Kräfte- und Durchbiegungsverhältnisse, die sich bei den unteren und oberen Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüstes aufgrund des Eigengewichts der Walzen ergeben, sehr aufwendig. Die ungleiche thermische Belastung der Walzgerüste durch das von den oberen zu den unteren Walzen herunterlaufende Walzöl und die aufsteigende Wärme ergeben Asymmetrien in der thermischen Bilanz des Gerüstes, die als Störgröße bei der Regelung der Anstellkräfte und der Biegekräfte berücksichtigt werden muß.
Die ungleichmäßige thermische Belastung von Ober- und Unterseite des Walzbandes wirkt sich nachteilig auf die Oberflächenqualität des Bandes aus. Das Abziehen des Bandanfangs vom Abwickelhaspel und die Einfädelung des Bandes, insbesondere eines gedoppelten oder eines zu doppelnden Bandes, in den Walzspalt und der Transport des Bandes vom Walzspalt zum Aufwickelhapsel mittels mechanischer und/oder pneumatischer Fördereinrichtungen wie Führungsrollen und Luftleittische ist sehr aufwendig. Zudem ist das Auseinanderwickeln von gedoppelter Folie bei der üblichen Walzwerksanordnung nur sehr schwer realisierbar. Die schlechte Zugängigkeit der Walzgerüste, der Ölauffangwannen, der Banddickenmeßgeräte und der Bandplanheitsmeßrollen bereitet erhebliche Schwierigkeiten bei der Reinigung der Walzanlagen von Bandresten und der Wartung der verschiedenen Anlagenteile und der Meßgeräte. Die Messung der Banddicke, die in Bandlaufrichtung möglichst nahe hinter dem Walzspalt erfolgen soll, erfordert eine entsprechende Positionierung des Banddickenmeßgerätes mit aufwendigen Vorrichtungen hinter dem Walzspalt. Die Qualität von Ober- und Unterseite des Walzbandes wird außer durch die unterschiedliche thermische Beanspruchung noch durch die erforderlichen Bandführungsrollen beeinträchtigt. Außerdem sind einer Verschiebung der Stütz- und/oder Arbeitswalzen entsprechend der jeweiligen Bandbreite durch die Führung im Ständerfenster Grenzen gesetzt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzwerkskonstruktion als Duo-, Quarto- und Vielwalzengerüst, insbesondere ein Quarto-Walzwerk für Fein- und Folienband zu entwickeln, die eine Verbesserung der Walzbedingungen durch gleiche Reibmomente beim Zustellen der Walzen, eine einfachere Regelung der Anstellkräfte, der Biegekräfte und der Ausbalancierung der Walzen sowie durch eine gleichmäßige thermische Belastung der Walzen ermöglicht.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß gelöst durch ein Kaltwalzwerk für Fein- und Folienband, das mindestens ein Mehrwalzengerüst, vorzugsweise ein Quartowalzgerüst, sowie mindestens einen Abwickel- und mindestens einen Aufwickelhaspel für das Walzband aufweist und sich durch eine horizontale Anordnung der Arbeitswalzen und der Stützwalzen, eine horizontale Einleitung der Anstell- und der Biegekräfte in die Walzenenden, einen vertikalen Durchlauf des Walzbandes durch den Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen sowie eine Anordnung des Quartowalzgerüstes oder der Quartowalzgerüste, des Abwickelhapsels unü des Aufwickelhaspels in übereinanderliegenden Ebenen eines Gebäudes oder eines Gerüstes auszeichnet und das mit Kühl-, Schmier- und Heizvorrichtungen zum zonenweisen oder ganzflächigen Aufbringen eines Walzöls oder einer Walzölemulsion auf die Walzenoberflächen ausgerüstet ist.
Eine derartige Walzwerkskonstruktion zeichnet sich gegenüber den herkömmlichen Walzwerken durch die nachstehend aufgeführten Vorteile aus:
Die Einfädelung des Walzbandes in den Walzspalt erfolgt durch Schwerkraft ggf. mit einer Luftabstützung und/oder durch eine Unterstützung mittels Leitblechen ohne ein Manipulieren des Bandes. Durch die Nutzung der Schwerkraft wird der Einfädelvorgang insbesondere beim Doppeln von Folienband wesentlich vereinfacht. Beim Walzen eines gedoppelten Folienbandes ergibt sich aufgrund der vertikalen Bandführung der weitere Vorteil, daß vor dem Einlaufen der von zwei Abwickelhaspeln ablaufenden Folienbänder in den Walzspalt die Kontaktflächen der beiden Bänder sehr einfach mit einem Trennmittel eingesprüht werden können. Zudem ist ein Auseinanderwickeln, Teilen und Besäumen von gedoppelter Folie problemlos mit zwei Aufwickelhaspeleinheiten möglich. Eine Gewichtsausbalancierung der Oberwalzen ist nicht erforderlich. Die Anstellung und die Durchbiegung der Arbeits- und der Stützwalzen, die in gleich gestalteten Einbaustücken in den beiden Walzenständern oder Stützböcken eines Walzgerüstes drehbar gelagert sind, die symmetrisch zur vertikalen Bandlaufebene bzw. Passline ausgebildet sind, erfolgt mit Anstell- und Biegekräften, die von positionsgeregelten Anstell- und Biegezylindern aufgebracht werden. Durch eine hydrostatische Abstützung der Walzeneinbaustücke der horizontal angeordneten Walzen auf einer horizontalen Führungsfläche ergeben sich eindeutig definierte Anlageflächen und eine minimale Reibung, wodurch der durch die Wärmedehnung der Walzen entstehende "Stick-Slip-Effekt" verhindert wird, der insbesondere bei den langen Coil-Laufzeiten bei Folienwalzwerken auftritt. Das bei herkömmlichen Walzwerken auftretende Problem des Ausgleichs des Walzenabschliffs entfällt, da die Walzen immer auf Gerüstmitte bzw. die vertikale Bandlaufebene eingestellt werden. Durch eine Positionsregelung von Abwickel- und Aufwickelhaspel zur laufenden Einstellung des Ablaufpunktes des von der Abwickelspule ablaufenden Bandes und Auflaufpunktes des auf die Aufwickelspule auflaufenden Bandes auf Höhe der vertikalen Bandlaufebene kann das Band ohne eine Führung durch Umlenk- und Spannrollen von Coil zu Coil durch den Walzspalt laufen, so daß sich die Möglichkeit bietet, die Qualität der Bandoberflächen insbesondere von Fein- und Folienband über die Kontaktlänge des Bandes mit den Arbeitswalzen zu beeinflussen. Günstig auf die Oberflächenqualität insbesondere von Folienband wirkt sich ferner aus, daß die thermischen Belastungen der Walzen und dementsprechend der gesamten Bandoberfläche gleich groß sind. Die Drehzahlregelung von Abwickel- und Aufwickelhaspel in Abhängigkeit von dem sich laufend ändernden Bunddurchmesser ist gegenüber herkömmlichen Kaltband-, Feinband- und Folien- Walzwerken einfacher. Bei einer Überfluraufstellung des sich horizontal erstreckenden Walzgerüstes kann im Vergleich zu den herkömmlichen Walzwerken mit einer Unterfluraufstellung der Ölwanne das ablaufende Walzöl vergleichsweise einfach in einer unter dem Walzgerüst über Flur angeordneten Ölwanne aufgefangen werden, und der Vorratsbehälter für frisches Walzöl sowie der Zulaufbehälter zur Aufnahme des Walzöls aus der Auffangwanne können ebenfalls über Flur aufgestellt werden. Die Walzenkühl- und Schmiervorrichtung mit unmittelbar über den Walzen angeordneten, zur Walzenoberfläche offenen Zulaufkästen zum zonenweisen oder vollständigen Fluten der Walzen über die Walzenbreite mit einem Walzöl oder Walzölemulsion ermöglicht eine optimale Kühlung und Schmierung der Walzen. Im Falle einer erforderlichen Bandplanheitsregelung gewährleistet die Planheitsmeßrolle aufgrund des konstanten Umschlingungswinkels des Walzbandes, der durch die vertikale Bandführung ermöglicht wird, eine fehlerfreie, zonenweise Messung der Bandzugspannung über die Bandbreite. Die Banddickenmessung kann mit einem gut zugänglichen Meßgerät nahe am Walzspalt auf der Bandein- und/oder -auslaufseite des Walzgerüstes erfolgen. Aufgrund der guten Zugängigkeit sämtlicher Anlagenteile bereiten die Wartung des Walzwerkes und die insbesondere bei Bandrissen zur Verhütung der Brandgefahr erforderliche Reinigung des Walzwerkes von Bandflitter und Bandresten, die über Flur entsorgt werden können, keinerlei Schwierigkeiten. Die horizontale Anordnung der Walzen in den Walzenständern oder Stützböcken eines in Flurebene aufgestellten Walzgerüstes ermöglicht einen Einzelausbau jeder Walze zu Reparatur- und Wartungszwecken sowie bei einem erforderlichen Walzenaustausch. Schließlich zeichnet sich das neue Walzwerk gegenüber den Walzwerken nach dem Stand der Technik durch die aufgrund der neuen Walzkonzeption möglich gewordene Einsparung von verschiedenen Anlagenteilen durch erhebliche Preisvorteile aus.
Aus der US 2 237 794 ist ein Kaltbandwalzwerk zum Walzen von warmgewalztem Bandmaterial mit einer Ausgangsdicke von 9,5 bis 12,7 Millimetern auf eine Enddicke von bis zu 0,254 Millimeter bekannt. Das Walzwerk besteht aus mehreren in einem Gehäuse gekapselt eingebauten Walzeinheiten mit horizontal angeordneten Arbeitswalzen, wobei die Walzeinheiten in zwei senkrechten Reihen angeordnet sind, deren eine vom Walzband mit einer nach unten gerichteten Walzrichtung und deren andere vom Walzband mit einer nach oben gerichteten Walzrichtung durchlaufen wird. Durch diesen Stand der Technik ist die erfindungsgemäße Lehre, ein Walzwerk mit horizontal angeordneten Arbeitswalzen für das Walzen von Fein- und Folienband mit einer Enddicke von 0,200 bis 0,006 Millimeter einzusetzen und die durch die horizontale Walzenanordnung mögliche zonenweise Kühlung der Arbeits- und Stützwalzen durch laminares Aufbringen eines Kühl- und Schmieröls auf die Walzen als eine optimale Stellgröße für die Bandplanheitsregelung zu nutzen, nicht nahegelegt.
Die Erfindung ist nachstehend anhand schematischer Zeichnungen erläutert. Es zeigen
Fig. 1 ein Walzwerk zum Walzen von Fein- und Folienband,
Fig. 2 eine Walzenkühlvorrichtung in perspektivischer Darstellung und
Fig. 3 ein Walzwerk zum Doppeltwalzen von Fein- und Folienband.
Die Hauptanlagenteile des in Fig. 1 dargestellten Fein- und Folienbandwalzwerkes sind ein in der Ebene 2-2 eines Gebäudes 37 aufgestelltes Quartowalzgerüst 1 mit zwei Walzenständern oder Stützböcken 3, 4, ein in einer oberen Ebene 5-5 über der Ebene 2-2 des Gebäudes 37 untergebrachter Abwickelhapsel 6 und ein in einer unteren Ebene 7-7 unter der Ebene 2-2 stehender Aufwickelhapsel 8 für das Walzband 9.
Die beiden in den Arbeitswalzeneinbaustücken 10, 11 drehbar gelagerten Arbeitswalzen 12, 13 und die in den Stützenwalzeneinbaustücken 14, 15 drehbar gelagerten Stützwalzen 16, 17 sind horizontal in dem Walzgerüst 1 angeordnet, und die Stützwalzeneinbaustücke sind in den Walzenständern oder an den Stützböcken 3, 4 abgestützt.
Die Anstellkräfte F werden horizontal in die Walzenenden der Stützwalzen 16, 17 und die Biegekräfte FB horizontal in die Walzenenden der Arbeitswalzen 12, 13 eingeleitet, und das Walzband 9 läuft in vertikaler Richtung a durch den Walzspalt 18 zwischen den Arbeitswalzen 12, 13.
Zur Verminderung der Reibungskräfte beim Anstellen der Walzen sind die Arbeitswalzeneinbaustücke 10, 11 und die Stützwalzeneinbaustücke 14, 15 auf einer horizontalen Führung 38 hydrostatisch abgestützt.
Das Quartowalzgerüst 1 ist mit nicht dargestellten Druckzylindern zum Biegen der Arbeitswalzen 12, 13 einerseits in Bandlaufrichtung a ausgerüstet, um ein Strecken des Walzbandes 9 in der Breite zu erreichen, um dadurch eine Faltenbildung zu vermeiden und andererseits in horizontaler Richtung Unplanheiten des Walzbandes 9 entgegenzuwirken.
Arbeitswalzen 12, 13 und Stützwalzen 16, 17 sind zur Anpassung an die Bandbreite axial verschiebbar. Dies wird durch die variable Gestaltung der horizontalen Führung 38 ermöglicht.
Abwickelhaspel 6 und Aufwickelhaspel 8 sind quer zur Bandlaufebene 19-19 verschiebbar. Durch eine Positionsregelung des Abwickelhaspels 6 und des Aufwickelhaspels 8 werden der Ablaufpunkt 20 des von der Spule 21 des Abwickelhaspels 6 ablaufenden Walzbandes 9 und der Auflaufpunkt 22 des auf die Spule 21 des Aufwickelhaspels 8 auflaufenden Walzbandes 9 laufend auf Höhe der Bandlaufebene 19-19 eingestellt.
Aus dem vertikalen Ablauf des Walzbandes 9 vom Abwickelhaspel 6 kann der Durchmesser des Coils 30 auf dem Abwickelhaspel laufend abgeleitet und in Abhängigkeit von der Durchmesseränderung des Coils die Drehzahl des Abwickelhaspels geregelt werden.
Die Vorrichtung zum Kühlen, Schmieren und Heizen der Arbeitswalzen 12, 13 und der Stützwalzen 16, 17 besteht aus unmittelbar über denselben angeordneten, zur Walzenoberfläche offenen Zulaufkästen 23 gemäß Fig. 2 zum zonenweisen oder vollständigen Fluten der Arbeitswalzen 12, 13 und der Stützwalzen 16, 17 mit einem Walzöl oder einer Walzölemulsion über die Walzenbreite. Die Zulaufkästen 23 sind durch Zwischenwände 39 in Kammern 40 mit nicht dargestellten Ventilklappen zum Fluten und Schließen der Kammern aufgeteilt. Die verstellbaren Zwischenwände 39 der Zulaufkästen 23 ermöglichen eine Einstellung der Breite 41 der Kammern 40 der Zulaufkästen 23 entsprechend der Bandbreite und der Kühlzonenbreite im Rahmen einer Bandplanheitsregelung.
Die Zulaufkästen 23 gewährleisten eine optimale Schmierung und Kühlung der Arbeitswalzen 12, 13 und der Stützwalzen 16, 17 durch laminares Aufbringen eines Ölfilms auf die Walzen. Hierdurch ergibt sich eine maximale Verweilzeit des Kühlölfilms auf der Walze und somit erfolgt ein gutes Abschälen des thermischen Ballens der Walze. Die fächerförmige Kammereinteilung der Zulaufkästen ermöglicht eine zonenweise Kühlung und Schmierung der Walzen. Eine derartige Kühlung der Walzen ergibt eine optimale Stellgröße für die Bandplanheitsregelung.
Unter den Arbeitswalzen 12, 13 und den Stützwalzen 16, 17 befindet sich eine Auffangwanne 24 für das Walzöl, die in das auf der Ebene 2-2 stehende Quartowalzgerüst 1 integriert ist. Auf der Ebene 2-2 stehen ferner ein Vorratsbehälter 25 für frisches Walzöl und/oder ein Zulaufbehälter 26 zur Aufnahme des Walzöls aus der Auffangwanne 24.
Das Fein- und Folienbandwalzwerk ist mit einem in der Ebene 5-5 des Abwickelhaspels 6 verfahrbaren Transportwagen 27 mit zwei Sattelpaaren 28, 29 zum Transport eines Coils 30 von einem Lager 31 zum Abwickelhaspel 6 und zum Abtransport einer dem Abwickelhaspel 6 entnommenen leeren Spule 21 zu Laufschienen 32 ausgerüstet, über die die Spule 21 von einem Senkrechtaufzug 33 übernommen wird, der die Spule 21 auf die Ebene 7-7 unter der Gebäudeebene transportiert, in der (7-7) ein weiterer Transportwagen 27 mit zwei Sattelpaaren 28, 29 verfahrbar ist. Die mit dem Senkrechtaufzug 33 beförderten leeren Spulen 21 werden über Laufschienen 34 auf den Transportwagen 27 übergeben, der jeweils eine Spule 21 zum Aufwickelhaspel 8 fährt und ein dem Aufwickelhaspel 8 entnommenes Coil 30 abtransportiert.
Unter der Auffangwanne 24 für das Walzöl sind ein Banddickenmeßgerät 35 und eine Planheitsmeßrolle 36 mit kurzem Abstand hinter dem Walzspalt 18 angeordnet.
Das in Fig. 3 dargestellte Fein- und Folienbandwalzwerk zum Doppeltwalzen von Fein- und Folienband unterscheidet sich von dem Walzwerk nach Fig. 1 zum Walzen von einfachem Fein- und Folienband durch eine Ausrüstung mit zwei Abwickelhaspeln 6 und zwei Aufwickelhaspeln 8 für zwei Walzbänder 9.

Claims (14)

1. Kaltwalzwerk für Fein- und Folienband, das mindestens ein Mehrwalzengerüst sowie mindestens einen Abwickel- (6) und mindestens einen Aufwickelhaspel (8) für das Walzband (9) aufweist, sich durch eine horizontale Anordnung der Arbeitswalzen (12, 13) und der Stützwalzen (16, 17), eine horizontale Einleitung der Anstellkräfte (F) und der Biegekräfte (FB) in die Walzenenden, einen vertikalen Durchlauf (a) des Walzbandes (9) durch den Walzspalt (18) zwischen den Arbeitswalzen (12, 13) sowie eine Anordnung des Quartowalzgerüstes (1) oder der Quartowalzgerüste, des Abwickelhaspels (6) und des Aufwickelhaspels (8) in übereinanderliegenden Ebenen (2-2, 5-5, 7-7) eines Gebäudes (37) oder eines Gerüstes auszeichnet und mit Kühl-, Schmier- und Heizvorrichtungen zum zonenweisen oder ganzflächigen Aufbringen eines Walzöls oder einer Walzölemulsion auf die Walzenoberflächen ausgerüstet ist.
2. Walzwerk nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Lagerung der Arbeitswalzen (12, 13) und der Stützwalzen (16, 17) in Walzenständern oder Stützböcken (3, 4), die in eine Hilfs- oder Gebäudekonstruktion integriert sind.
3. Walzwerk nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine hydrostatische Abstützung der Arbeitswalzeneinbaustücke (10, 11) und der Stützwalzeneinbaustücke (14, 15) auf einer horizontalen Führung (38).
4. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch mindestens ein Quartowalzgerüst (1) mit zwei Arbeitswalzen (12, 13) und zwei Stützwalzen (16, 17) sowie einer Einrichtung zum Biegen der Arbeitswalzen (12, 13) in horizontaler Richtung und in der vertikalen Laufrichtung (a) des Walzbandes (9).
5. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch eine axiale Verschiebbarkeit der Arbeits- (12, 13) und/oder Stützwalzen (16, 17) zur Anpassung an die Bandbreite.
6. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch ein Quartowalzgerüst (1), das in der mittleren Ebene (2-2) eines Gebäudes (37) aufgestellt ist, einen in einer oberen Ebene (5-5) über der mittleren Ebene (2-2) des Gebäudes (37) untergebrachten Abwickelhaspel (6) und einen auf einer unteren Ebene (7-7) unter der mittleren Ebene (2-2) stehenden Aufwickelhaspel (8) für das Walzband (9).
7. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine Verschiebbarkeit von Abwickel- (6) und Aufwickelhaspel (8) quer zur Bandlaufebene (19-19).
8. Walzwerk nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch eine Positionsregelung von Abwickel- (6) und Aufwickelhaspel (8) zur laufenden Einstellung des Ablaufpunktes (20) des von der Spule (21) des Abwickelhaspels (6) ablaufenden Walzbandes (9) und des Auflaufpunktes (22) des auf die Spule (21) des Aufwickelhaspels (8) auflaufenden Walzbandes (9) auf Höhe der Bandlaufebene (19-19).
9. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet durch mindestens zwei Abwickel- (6) und zwei Aufwickelhaspeln (8) zum Mehrfachwalzen, insbesondere Doppeltwalzen von Fein- und Folienband.
10. Walzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 9, gekennzeichnet durch unmittelbar über den Arbeitswalzen (12, 13) und/oder den Stützwalzen (16, 17) angeordnete, zur Walzenoberfläche offene Zulaufkästen (23) zum zonenweisen oder vollständigen Fluten der Walzen mit einem Walzöl oder einer Walzölemulsion über die Walzenbreite.
11. Walzwerk nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Aufteilung der Zulaufkästen (23) durch Zwischenwände (39) in Kammern (40) mit Ventilklappen zum Fluten und Schließen der Kammern (40).
12. Walzwerk nach Anspruch 10 und 11, gekennzeichnet durch verstellbare Zwischenwände (39) zur Einstellung der Breite (41) der Kammern (40) der Zulaufkästen (23) entsprechend der Bandbreite und der Kühlzonenbreite im Rahmen einer Bandplanheitsregelung.
13. Walzwerk nach einem der Ansprüche 10 bis 12, gekennzeichnet durch eine unter den Arbeitswalzen (12, 13) und den Stützwalzen (16, 17) angeordnete Auffangwanne (24) für das Walzöl.
14. Walzwerk nach einen der Ansprüche 10 bis 13, gekennzeichnet durch die Aufstellung eines Vorratsbehälters (25) für frisches Walzöl und/oder eines Zulaufbehälters (26) zur Aufnahme des Walzöls aus der Auffangwanne (24) in der Aufstellebene (2-2) des Walzgerüstes (1).
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