EP0672471A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Walzen von Bändern - Google Patents

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EP0672471A1 EP95103289A EP95103289A EP0672471A1 EP 0672471 A1 EP0672471 A1 EP 0672471A1 EP 95103289 A EP95103289 A EP 95103289A EP 95103289 A EP95103289 A EP 95103289A EP 0672471 A1 EP0672471 A1 EP 0672471A1
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    • B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B21B13/142—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls by axially shifting the rolls, e.g. rolls with tapered ends or with a curved contour for continuously-variable crown CVC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
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    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/40—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using axial shifting of the rolls

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for rolling strips with axially displaceable, in particular low-wear rollers.
  • thermal crowning of the rolls which increases with the throughput of the rolling stock through a stand.
  • the thermal crowning decreases from the areas of the rolls that lie in the middle of the rolling stock to the edges of the rolling stock. As a result, rolling stock with edge elevation is rolled as the rolling stock throughput increases.
  • thermal crowning It is e.g. known to achieve an equalization of both the thermal crowning and especially the wear by cyclical, axial displacement of the rollers.
  • the thermal crowning can be counteracted by cooling or heating the rollers, however, these measures cannot prevent thermal crowning.
  • the rolling program structure (width, material thickness) is subject to strict rules. However, it is desirable to be able to compile the rolling programs more freely.
  • roller materials are used whose wear is negligibly small, then at least one influencing variable which interferes with the rolling programs has been minimized. Since roller wear basically counteracts increasing thermal crowning, this becomes even more noticeable when rolling with low-wear rollers.
  • the invention is therefore based on the object of demonstrating an actuator in order to counteract the annoying thermal crowning effect simply and inexpensively in order to be able to design rolling plans more freely.
  • rollers in their end regions with enlarged radii are displaced relative to one another in such a way that the width of the rolled strip is in contact with regions of the smaller radius and that with increasing heating and thus thermal crowning by displacing the rollers in opposite directions Areas of their larger radius' are pushed over edge areas of the rolled strip. It is thereby achieved that the edge region elevations of the band, which would occur due to the increasing thermal crowning, are eliminated.
  • the amount of displacement can e.g. be determined in a computer which determines the thermal crowning online using a calculation model, values about the contour of the roller, its elastic deformation, etc. being used in order to set an optimal displacement position and thus a desired strip contour.
  • the object is achieved in that the rollers of a pair of rollers are each designed in the end regions of their bales with a diameter which is increased compared to their central region.
  • the strip 3 to be rolled is arranged between the work rolls 1, 2.
  • the upper work roll 1 has on its right side a diameter which corresponds to the diameter of the left side of the lower work roll 2. Shown greatly exaggerated, the two work rolls 1, 2 have slightly larger diameters at their other two ends 4, 5. In the contact area of the belt 3 with the work rolls 1, 2, the thermal crowning 6, 7 of the rolls 1, 2 is also shown greatly exaggerated. The work rolls 1, 2 are so opposite in the direction of the arrows 8, 9 shifted against each other that their edge regions 4, 5 of larger diameter are displaced over the edge regions of the rolled strip.
  • the band 3 has less strong beads in its edge areas than the beads to be expected would be noticed without the reinforcement of the roller end area.
  • FIG. 2 shows an upper work roll 1 'and a lower work roll 2', the bale ends 4, 4 'and 5, 5' have different diameters.
  • the slopes 10, 10 ', 11, 11' are also different, so that different thermal crowning can be compensated.

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Abstract

Um beim Walzen mit verschleißarmen Arbeitswalzen den durch die steigende thermische Bombierung zunehmenden Bandkantenwulsten entgegenzuwirken wird vorgeschlagen, daß die Arbeitswalzen neben Bereichen mit kleinem Durchmesser Endbereiche mit größerem Durchmesser aufweisen und daß die Endbereiche mit größerem Durchmesser bei zunehmender Walzenbombierung über die Randbereiche des Walzbandes geschoben werden. <IMAGE>

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Walzen von Bändern mit axial verschiebbaren, insbesondere verschleißarmen Walzen.
  • Beim Walzen von Band sind mehrere gravierende Einflußgrößen bekannt, die das Bandprofil und die Bandplanheit beeinflussen. Eine dieser Einflußgrößen ist die thermische Bombierung der Walzen, die mit steigendem Walzgutdurchsatz durch ein Gerüst zunimmt. Die thermisch Bombierung nimmt von den Bereichen der Walzen, die in der Walzgutmitte liegen zu den Walzgutkanten hin ab. Damit wird mit zunehmendem Walzgutdurchsatz Walzgut mit Kantenüberhöhung gewalzt.
  • Eine weitere Einflußgröße ist der Walzenverschleiß, der vornehmlich dort auftritt, wo das Walzband mit den Walzen in Kontakt kommt, und der den Durchmesser der Walzen abnehmen läßt.
  • Es ist z.B. bekannt, durch zyklisches, axiales Verschieben der Walzen eine Vergleichmäßigung sowohl der thermischen Bombierung als vor allem auch des Verschleißes zu erreichen. Durch Kühlung bzw. Heizung der Walzen kann der thermischen Bombierung entgegengewirkt werden, eine Verhinderung der thermischen Bombierung ist mit diesen Maßnahmen jedoch nicht möglich.
  • Bedingt durch das Auftreten der thermischen Bombierung und des Arbeitswalzenverschleißes unterliegt der Walzprogrammaufbau (Breite, Materialdicke) strengen Regeln. Wunsch ist es jedoch, die Walzprogramme freier zusammenstellen zu können.
  • Werden Walzenwerkstoffe eingesetzt, deren Verschleiß vernachlässigbar klein ist, so ist zumindest eine die Walzprogramme störende Einflußgröße minimiert worden. Da der Walzenverschleiß im Grunde entgegen der zunehmenden thermischen Bombierung wirkt, macht sich diese beim Walzen mit verschleißarmen Walzen noch stärker bemerkbar.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Stellglied aufzuzeigen, um den störenden, thermischen Bombierungs-Effekt einfach und kostengünstig entgegenzuwirken, um Walzpläne freier gestalten zu können.
  • Dazu wird verfahrensmäßig vorgeschlagen, daß jeweils in ihren Endbereichen mit vergrößerten Radien ausgeführte Walzen derart gegeneinander verschoben werden, daß das Walzband in seiner Breite jeweils mit Bereichen des geringeren Radius' in Kontakt stehen und daß mit zunehmender Erwärmung und damit thermischer Bombierung durch gegensinniges Verschieben der Walzen Bereiche ihres größeren Radius' über Randbereiche des Walzbandes geschoben werden. Dadurch wird erreicht, daß die Randbereichüberhöhungen des Bandes, die durch die steigende thermische Bombierung eintreten würden, beseitigt werden.
  • Das Maß der Verschiebung kann z.B. in einem Rechner ermittelt werden, der die thermische Bombierung anhand eines Rechenmodells online bestimmt, wobei Werte über die Kontur der Walze, deren elastische Deformation usw. herangezogen werden, um eine optimale Verschiebeposition und damit eine gewünschte Bandkontur einzustellen.
  • Vorrichtungsmäßig wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Walzen eines Walzenpaares jeweils in den Endbereichen ihrer Ballen mit gegenüber deren Mittelbereich erhöhtem Durchmesser ausgeführt sind.
  • Von Vorteil ist, wenn der Durchmesserzuwachs nach Anspruch 3 im Bandkantenbereich stetig ist.
  • Werden die Merkmale des Anspruchs 4 verwirklicht, so lassen sich unterschiedliche maximale Randbereichüberhöhungen kompensieren.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich nach den Ansprüchen 5 bis 7.
  • Die beste Kompensation der Randbereichüberhöhungen des Walzbandes ergeben sich, wenn die Arbeitswalzen eines Gerüsts nach den Merkmalen eines der Ansprüche 2 bis 7 ausgebildet sind. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen
    • Figur 1
    die Prinzipdarstellung eines Arbeitswalzenpaares während des Walzvorgangs, wobei die thermische Bombierung und der erfindungsgemäße Walzenschliff zu erkennen ist, die beim Walzvorgang übliche Walzenabplattung und Walzendurchbiegung jedoch nicht berücksichtigt ist, und
    Figur 2
    ein Arbeitswalzenpaar mit beidseitig verstärkten Walzen.
  • Der Figur 1 ist eine obere Arbeitswalze 1 und eine untere Arbeitswalze 2 zu entnehmen. Zwischen den Arbeitswalzen 1, 2 ist das zu walzende Band 3 angeordnet.
  • Die obere Arbeitswalze 1 weist an ihrer rechten Seite einen Durchmesser auf, der mit dem Durchmesser der linken Seite der unteren Arbeitswalze 2 übereinstimmt. Stark überhöht dargestellt weisen die beiden Arbeitswalzen 1, 2 an ihren beiden anderen Enden 4, 5 geringfügig größere Durchmesser auf. Im Kontaktbereich des Bandes 3 mit den Arbeitswalzen 1, 2 ist ebenfalls stark überhöht dargestellt die thermisch Bombierung 6, 7 der Walzen 1, 2 zu erkennen. Die Arbeitswalzen 1, 2 sind in Richtung der Pfeile 8, 9 so entgegengesetzt gegeneinander verschoben, daß deren Randbereiche 4, 5 größeren Durchmessers über die Randbereiche des Walzbandes verschoben sind.
  • Es ist zu erkennen, daß das Band 3 in seinen Kantenbereichen weniger starke Wulste aufweist, als die zu erwartenden Wulste ohne die Verstärkung der Walzenendbereich auffallen würde.
  • Die Steilheit des Übergangs vom kleinen zum größeren Durchmesser der Walzen sowie die Differenz zwischen dem kleinen und dem großen Durchmesser ist abhängig von der zu erwartenden thermischen Bombierung 6, 7.
  • Figur 2 zeigt eine obere Arbeitswalze 1' sowie eine untere Arbeitswalze 2', deren Ballenenden 4, 4' bzw. 5, 5' unterschiedliche Durchmesser aufweisen. Auch die Steigungen 10, 10', 11, 11' sind unterschiedlich, so daß unterschiedliche thermische Bombierungen kompensierbar sind.
    • Bezugszeichenübersicht
    • 1
    Obere Arbeitswalze
    2
    untere Arbeitswalze
    3
    Walzband
    4
    verstärktes Walzenende
    5
    verstärktes Walzenende
    6
    thermische Bombierung
    7
    thermische Bombierung
    8
    Verschiebepfeil
    9
    Verschiebepfeil
    10
    Steigung
    11
    Steigung

Claims (8)

  1. Verfahren zum Walzen von Bändern (3) mit axial verschiebbaren, insbesondere verschleißarmen Walzen (1, 2),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß jeweils in ihren Endbereichen (4, 5 bzw. 4', 5') mit vergrößerten Radien ausgeführte Walzen (1, 2; 1', 2') derart gegeneinander verschoben werden, daß das Walzband (3) in seiner Breite jeweils mit Bereichen des geringeren Radius' in Kontakt stehen und daß mit zunehmender Erwärmung und mit thermischer Bombierung (6, 7) durch gegensinniges Verschieben (8, 9) der Walzen (1, 2; 1', 2') Bereiche (4, 5 bzw. 4', 5') ihres größeren Radius' über Randbereiche des Walzbandes (3) geschoben werden.
  2. Vorrichtung zum Walzen von Bändern (3) mit axial verschiebbaren, insbesondere verschleißarmen Walzen (1, 2; 1', 2'),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Walzen (1, 2; 1', 2') eines Walzpaares jeweils in den Endbereichen (4, 5 bzw. 4', 5') ihrer Ballen mit gegenüber deren Mittelbereich erhöhten Durchmessern ausgeführt sind.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Durchmesser der Walzen (1, 2; 1', 2') von deren Mittelbereich mit dem geringsten Durchmesser zum Endbereich (4, 5; 4', 5') der Walzen (1, 2; 1', 2') hin ansteigt.
  4. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Durchmesser der Endbereiche (4, 4'; 5, 5') einer Walze unterschiedlich sind und daß die Durchmesser der Endbereiche der zweiten Walze des Walzenpaares entsprechend umgekehrte Durchmesserverhältnisse aufweisen.
  5. Vorrichtung nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß nur jeweils eines der Ballenenden (4, 5) mit erhöhtem Durchmesser ausgeführt ist, und daß sie spiegelbildlich so angeordnet sind, daß eines der verstärkten Ballenenden (4, 5) zur Bedienungsseite und das andere zur Antriebsseite des die Walzen aufnehmenden Gerüstes weisen.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die maximale Differenz der Radien der Durchmesserbereiche in der Größenordnung des im Betrieb als thermische Bombierung (6, 7) zu erwartenden Radius-Anstieges liegt.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Radiusdifferenz den maximalen Radiusanstieg der thermischen Bombierung (6, 7) übersteigt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Arbeitswalzen (1, 2; 1', 2') des die Walzen aufnehmenden Gerüsts mit verstärkten Ballenenden (4, 5; 4', 5') ausgeführt sind.
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