EP1399277B1 - Verfahren und vorrichtung zum kühlen und schmieren von walzen eines walzgerüstes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum kühlen und schmieren von walzen eines walzgerüstes Download PDF

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EP1399277B1
EP1399277B1 EP02754755A EP02754755A EP1399277B1 EP 1399277 B1 EP1399277 B1 EP 1399277B1 EP 02754755 A EP02754755 A EP 02754755A EP 02754755 A EP02754755 A EP 02754755A EP 1399277 B1 EP1399277 B1 EP 1399277B1
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EP
European Patent Office
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water
strip
cooling
lubricant
rolling
Prior art date
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EP02754755A
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Jürgen Seidel
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Filing date
Publication date
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    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
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    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0233—Spray nozzles, Nozzle headers; Spray systems
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    • B21B45/0245—Lubricating devices
    • B21B45/0248—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0251—Lubricating devices using liquid lubricants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Definitions

  • the invention relates to a method for cooling and / or lubricating rolls, in particular of work rolls of a rolling stand and an intermediate this rolling conveyed through during rolling.
  • roller peeling and the rolling of scale to avoid or reduce exists according to a document EP 09 08 248 A2 is to lubricate the rolls.
  • rollers in front of the nip with an oil-water mixture to spray It serves a small amount of water as a carrier medium for the oil.
  • the coefficient of friction should be lowered and partly a thin oil release layer can be created which protects the roller from wear protects.
  • the workpieces at least two with each other to supply immiscible fluids, namely a substrate for reducing the Friction between the cutting edge and the workpiece, as well as a substrate for cooling cutting edge and workpiece, both substrates being stored separately from each other, conveyed via separate supply lines to an application organ and be sprayed from these on the workpiece to be machined.
  • a largely similar process for lubricating and cooling cutting or workpieces is still known from DE 43 09134 A1, according to which in a relative movement of the cutting edge and workpiece in the direction of the Cutting area first the lubricant and then the coolant Sprayed in accordance with the required cooling of the workpiece and the tool becomes. For this, the temperature of a cutting edge or a tool or a workpiece and determines the task rate of one of the two Fluids adjusted according to the determined temperature.
  • the document JP-A-07068310 describes a water cooling device for Cooling the surface of a rolled strip and a Device for feeding rolled oil separated by a water scraper. Both Facilities are near the nip between an upper and a lower one Roll arranged, wherein a lubrication of the rollers through the Rolling oil device is used to reduce the thermal load, thereby Heat development and rolling load by reducing the friction coefficient be reduced. As a result, the roller is freed from the rough surface, and, because the temperature of the rolled strip surface is lowered, the Emergence of a secondary scale formation canceled and scale scrapers are avoided.
  • the document JP-A-11-290932 shows immediately adjacent to the nip between upper and lower work roll with upper and lower support roller cooling equipment for the cooling of the rolled strip and Walzöl noticeden and Cooling devices that are separated by scrapers for water.
  • Lubricants are used to mix lubricating oil with cooling water intended.
  • the flow rate of the cooling water for cooling the upper and lower surfaces of the rolled strip by means of the nozzles on the inlet side of the framework is at 75 m / sec. set.
  • the document JP-A-07-075809 describes when rolling steel with high Carbonantell at high speed the use of highly basic Metal salt sulfonate for application to the surface of at least one Stripper.
  • a sulphonate applicator and shielding device is provided between a water scraper and a lubricant application device below the cooling water Sprühhein direction arranged on the inlet side of the rollers is. This means that the order of sulfonate is separate from the commonly used Lubricant takes place.
  • the document SU-A-1 761 322 describes the application of lubricating and Coolant on roll surfaces.
  • the lubricant consists of saponified Fatty acids. The advantage is that the process the abrasion resistance and the quality of the rolled strip by a factor of 2.5, to 3.4 elevated.
  • the invention provides a method of the The preamble of claim 1 mentioned type for cooling and lubricating Rolls, in particular the work rolls of a rolling stand and an intermediate this rolling conveyed through during rolling ago that depending on Marginal conditions and requirement either applied only lubricant or only the rolling belt cooling is activated.
  • the inlet side roller cooling in the case of active Lubrication deactivated, taking the excess water from the inlet side is used to intensify the outlet side roll cooling.
  • the others intensive cooling of the rollers on the outlet side takes place exclusively with water spray.
  • the roller cooling activated on the inlet side.
  • An apparatus for cooling and / or lubricating rollers according to the invention in particular the work rolls of a rolling stand and one between them rolled and conveyed rolled strip using See water in the form of spray as a cooling medium and a lubricant prior to that, an arrangement of a lubricant spray on the top roller above a scraper and on the lower roller below a scraper seen, which advantageously on the already existing in rolling stands Scraper can be used.
  • Femer is below the upper inlet side scraper and above the lower inlet side scraper one directed against the rolled strip baffle or water spreading plate used for the spraying to raise the spray water to distribute the rolled strip as evenly as possible and without banding.
  • This may be a sheet each side, but also two baffles, which focus the water jet in a funnel shape to the best possible Uniformity ofdemitteistrahls across the width of the rolling surface to achieve.
  • a so-called water curtain used, for example, according to DE Patent 28 04 982, wherein From a rectangular slit, the water escapes and sprayed against the tape becomes.
  • An optimization of the water curtain provides that the Opening width of the exit slot is adjustable to z.
  • a rolled strip 1 between the work rolls 2, 3 of a not shown roll stand in thickness by about 50% in one single roll pass reduced.
  • the following also not shown Scaffolds have roughly the same size of stitches.
  • a combined use of cooling of the belt and lubrication of the roll surface carried out with the following measures.
  • the media - water or Lubricant - each not shown in detail separate storage containers and separate feeds to the loading members 11, 11 '; 11 "for water 4,5 and to the separate admission members 12, 12 'for lubricants 10, 10 'assigned.
  • these admission bodies designed as a lubrication and cooling beam.
  • the arrangement of the lubricant bars 12 on the upper work roll 3 is provided above a scraper 9.
  • the arrangement of the lubricant bar 12 ' is on the lower work roll 2 provided below the scraper 8.
  • the upper water-cooling bar 11 for cooling the top of the belt 1 is below the scraper 9 and the lower water cooling bar 11 for cooling the underside of the rolled strip. 1 is arranged above the scraper 8.
  • water cooling bar 11 With the help of the water cooling bar 11 are water spray 4, 5 on the rolled strip surfaces in front of the nip the work rolls 2, 3 directed.
  • the water spray 4, 5 With the help of the baffle 14 above of the rolled strip 1 and with the aid of the deflecting plates 13 below the rolled strip 1, the water spray 4, 5 are deflected so that they possible impinge directly in the inlet side region of the roll gap and there in the loading areas 7, 7 'for direct cooling of the rolled strip 1 and for indirect cooling of the work rolls 2, 3 for optimum effect reach.
  • baffles An alternative arrangement of the baffles can also be seen from FIG.
  • a water jet is funnel-shaped by means of two baffles focused to ensure the best possible uniformity of the beam across the roll width to achieve.
  • lubrication bar 12, 12 ' For generating lubricant spray jets 10, 10 'are the lubrication bar 12, 12 'provided.
  • the lubricant is used to achieve the most adhesive possible Films on the largely water-free area of the roll surface the work rolls applied.
  • the lubrication and cooling bars 11, 12 can be controlled so that the inlet side water cooling 11 "deactivated in case of active lubrication and with non-active lubrication the roller cooling 11 "is activated. If the roller cooling 11 "on the inlet side is deactivated, excess Water from there to intensify the outlet side roll cooling, i.e. the arranged there cooling bar 11 'fed. Also it is possible from Combined roll cooling and roll lubrication with separate application locations umzusteuem on an exclusive water cooling, wherein all watercooling bars 11, 11 'shown; 11 "are activated and the lubrication bars 12 are disabled altogether.
  • FIG 2 A further embodiment of the arrangement is shown in FIG 2 for the strip cooling immediately before the nip.
  • water 4, 5 from a rectangular Slot and is injected against the belt 1.
  • eccentric adjustment 19 which may be manual or motorized, is the slot or Opening width continuously adjustable by turning the shaft.
  • An embodiment of the lubricant supply according to Figure 3 looks further in that on the work roll sprayed lubricant 10, 10 'within a shielding shell 16, 16 'past the roller and back again becomes.
  • the pivotable shielding shell shows a supply line 17, 17 'for the Lubricant 10, 10 'and a discharge line 18, 18'.
  • the lubricant can also be discharged laterally and then be caught. As a result, if necessary, a treatment or disposal of the lubricant possible. It prevents this from happening in the cooling circuit accumulates.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kühlen und/oder Schmieren von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen eines Walzgerüstes und eines zwischen diesen beim Walzen hindurchgeförderten Walzbandes.
Insbesondere bei der Dünnbrammenwalzung auf kleine Enddicken ist eine hohe Stichabnahme in den einzelnen Walzgerüsten erforderlich. Dabei ergibt sich eine außerordentlich hohe mechanische, aber auch thermische Belastung der Walzen, speziell der Arbeitswalzen. Das hat zur Folge, dass vornehmlich in den vorderen Gerüsten die Oberfläche der Walzen mit zunehmend gewalzter Anzahl von Bändern schlechter wird. Dies äußert sich in Form von rauher werdenden Walzen und sogar im "Schälen" der Walzen, wobei sich stellenweise die Oxidschicht von der Walze ablöst. Eine sich dabei ergebende unregelmäßige Walzenrauhigkeit führt schließlich zum Einwalzen von Zunder in die Bandoberfläche, wodurch die Qualität der Bandoberfläche ebenfalls nachteilig verändert wird.
Bei extrem hohen Stichabnahmen kann auch ein Vibrieren der Arbeitswalzen, d.h. ein torsionsmäßiges Schwingen der beiden Arbeitswalzen gegeneinander auftreten.
Mit Hilfe einer guten Walzenkühlung an der Bandein- und Auslaufseite des Gerüstes kann die Walzentemperatur und damit die geometrische Ausdehnung der Walzen begrenzt werden, sie kann jedoch nicht die hohen thermischen Belastungen im Walzspalt und damit die vorgenannten Schwierigkeiten verhindern.
Im Stand der Technik wird mit dem Dokument DE 41 34 599 C1 eine Maßnahme gegen die hohe thermische Belastung im Walzspalt mittels Unterkühlung der Bandoberfläche und Walzenoberfläche kurz vor dem Walzspalt aufgezeigt.
Damit wird bei Unterkühlung der Oberflächenschichten von Walzen und Walzband ein geringerer Wärmefluß in die Walze bewirkt. Um jedoch mit diesem Verfahren eine ausreichende Kühlwirkung zu erreichen, wird eine relativ hohe Wassermenge benötigt, wobei dennoch die Wirkung bei hohen Dickenabnahmen nicht ausreichend ist.
Ein weiteres Verfahren, das Walzenschälen und das Einwalzen von Zunder zu vermeiden bzw. zu vermindern, besteht nach einer in dem Dokument EP 09 08 248 A2 beschriebenen Verfahrensweise darin, die Walzen zu schmieren.
Eine Beaufschlagungsmethode, die sich ebenfalls durchgesetzt hat, besteht weiterhin darin, die Walzen vor dem Walzspalt mit einem Öl-Wasser-Gemisch zu besprühen. Dabei dient eine geringe Wassermenge als Trägermedium für das Öl. Durch die Schmiermittelzugabe soll der Reibwert gesenkt und zum Teil eine dünne Öl-Trennschicht erzeugt werden, welche die Walze vor Verschleiß schützt.
Aus wirtschaftlichen Gründen sowie aus Gründen des Umweltschutzes ist eine Beimengung von Öl zur Erzeugung eines Öl-Wasser-Gemisches bspw. in dem Kühlbalken nach Dokument DE 41 34 599 bei Verwendung hoher Wassermenge unerwünscht. Dies hat auch den weiteren Grund, dass bei hoher Wassermenge auch eine entsprechend hohe Ölmenge erforderlich wäre, damit das Mischungsverhältnis optimal bleibt und eine Schmierwirkung erzielt wird. Aus diesem Grunde wird vielfach ein separater kleiner Schmierbalken mit geringer Wassermenge als Trägermedium zum Auftrag des Öles verwendet.
Aber auch bei diesem Verfahren ist das Ergebnis bei hohen Stichabnahmen bezüglich Walzenschälen und Walzenrauhigkeit keineswegs zufriedenstellend. Es wird lediglich eine signifikante Dämpfung der Vibration festgestellt.
Aus einem anderen Gebiet der Technik ist zur Schmierung und Kühlung von Werkstücken bei spanabhebenden Bearbeitungsprozessen gemäß dem Dokument EP 0 69 07 66 bekannt, den Werkstücken wenigstens zwei untereinander nicht mischbare Fluide zuzuleiten, nämlich ein Substrat zur Herabsetzung der Reibung zwischen Schneide und Werkstück, sowie ein Substrat zur Kühlung von Schneide und Werkstück, wobei beide Substrate getrennt voneinander bevorratet, über separate Zuführungsleitungen zu einem Applikationsorgan gefördert und aus diesen auf das zu bearbeitende Werkstück aufgesprüht werden.
Dazu heißt es in der Beschreibung, dass mit dem Verfahren und der Vorrichtung eine wesentliche Steigerung der Schmier- und Kühlwirkung erzielt und die hierfür erforderlichen Mittel und Aufwendungen an Material, Energie und Einrichtungen in möglichst engen, ökonomischen Grenzen gehalten werden.
Weiter heißt es, dass durch den Auftrag von Schmiermittel und Kühlmittel an getrennten Stellen des Werkzeugs und durch einen sich hierdurch ausbildenden Schmiermittelfilm von extrem hoher Haftfähigkeit und Scherfestigkeit eine wesentlich verbesserte Schmierwirkung und infolgedessen reduzierte Reibung am Werkstück, Werkzeug und Spänen mit weniger Reibungswärme entsteht, wodurch infolge der hierdurch günstigeren Kühlungsbedingungen zugleich die Qualität der bearbeiteten Oberfiächen verbessert, der Energiebedarf der Maschine gesenkt und die Standzeiten der Werkzeuge erhöht werden.
Ein weitgehend ähnliches Verfahren zur Schmierung und Kühlung von Schneiden oder Werkstücken ist weiterhin aus der DE 43 09134 A1 bekannt, wonach bei einer Relativbewegung von Schneide und Werkstück in Richtung auf den Zerspanungsbereich zuerst das Schmiermittel und erst danach das Kühlmittel nach Maßgabe der erforderlichen Kühlung von Werkstück und Werkzeug aufgesprüht wird. Hierzu wird die Temperatur einer Schneide oder eines Werkzeugs oder eines Werkstücks ermittelt und die Aufgaberate eines der beiden Fluide nach Maßgabe der ermittelten Temperatur eingestellt.
Das Dokument JP-A-07068310 beschreibt eine Wasserkühleinrichtung zum Kühlen der Oberfläche eines Walzbandes sowie eine Einrichtung zur Zuführung Walzöl getrennt, durch einen Wasserabstreifer. Beide Einrichtungen sind nahe dem Walzspalt zwischen einer oberen und einer unteren Walze angeordnet., wobei eine Schmierung der Walzen durch die Walzöleinrichtung erfolgt zur Verringerung der thermischen Belastung, wodurch Wärmeentwicklung und Walzlast durch Reduktion des Reibungskoeffzienten verringert werden. Im Ergebnis wird die Walze befreit von der rauhen Oberfläche, und, weil die Temperatur der Walzbandoberfläche erniedrigt wird, wird die Entstehung von einer sekundären Zunderbildung aufgehoben und Zunderkratzer werden vermieden.
Das Dokument JP-A-11-290932 zeigt unmittelbar neben dem Walzspalt zwischen oberer und unterer Arbeitswalze mit oberer und unterer Stützwalze Kühleinrichtungen für die Kühlung des Walzbandes sowie Walzöleinrichtungen und Kühleinrichtungen, die durch Abstreifer für Wasser getrennt sind. Vorzugsweise werden Schmiermitteleinrichtungen zum Mischen von Schmieröl mit Kühlwasser vorgesehen. Die Fließgeschwindigkeit des Kühlwassers zur Kühlung der oberen und unteren Fläche des Walzbandes mittels der Düsen auf der Einlassseite des Gerüstes wird auf 75 m/sec. eingestellt.
Das Dokument JP-A-07-075809 beschreibt beim Walzen von Stahl mit hohem Kohlenstoffantell mit hoher Geschwindigkeit die Verwendung von hochbasischem Metallsalz-Sulfonat zum Auftrag auf die Oberfläche wenigstens einer Arbeitswalze. Für sichere Applikation und Haftung an der Fläche der Walze ist eine Sulfonat-Auftrags- und Abschirm-Einrichtung vorgesehen, die zwischen einem Wasser-Abstreifer und einer Schmiermittel-Auftrags-Einrichtung unter der Kühlwasser-Sprühein-richtung auf der Einlassseite der Walzen angeordnet ist. Das bedeutet, dass der Auftrag von Sulfonat getrennt vom generell verwendeten Schmiermittel erfolgt.
Das Dokument SU-A-1 761 322 beschreibt das Aufbringen von Schmier- und Kühlmittel auf Walzenoberflächen. Das Schmiermittel besteht aus saponifizierten Fettsäuren. Der Vorteil besteht darin, dass der Prozess den Abrieb-Widerstand und die Qualität des Walzbandes um einen Faktor von 2,5,bis 3,4 erhöht.
Ausgehend vom vorgenannten Stand der Technik besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, die Walzenkühlung und die Walzenschmierung bei einem hoch belasteten Walzgerüst zu verbessern und den Einsatz von Schmiermitteln wirtschaftlicher vorzunehmen.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung bei einem Verfahren der im Oberbegriff von Anspruch 1 genannten Art zum Kühlen und Schmieren von Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes und eines zwischen diesen beim Walzen hindurchgeförderten Walzbandes vor, dass je nach Randbedingungen und Erfordernis entweder nur Schmiermittel aufgetragen oder nur die Walzbandkühlung aktiviert wird.
Mit großem Vorteil ergibt sich hieraus eine optimale Nutzung von jeweils Schmier- oder Kühlwirkung der beiden Medien Wasser und Schmiermittel und damit zugleich eine Senkung des Kraft- und Arbeitsbedarfes, bedingt durch minimierte Reibwerte an den Walzen. Die geschliffene Oberfläche der Walze hält selbst höchsten Beanspruchungen stand. Die bisher beobachteten Materialabschälungen an den Walzen werden unterbunden. Die Oberfläche des gewalzten Bandes bleibt optimal glatt. Zundereinschlüsse und Rattermarken auf der Bandoberfläche sind eleminiert.
In weiterer Fortbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, dass eine Beaufschlagung mit Wasserstrahlen einlaufseitig vor dem Walzspalt an der Bandober-und/oder Bandunterseite erfolgt, wobei die Wasserstrahlen bevorzugt gegen das Band gerichtet werden, und dass die Beaufschlagung mit Schmiermittel oben und unten an je einem Bereich der Walzen - in Rotationsrichtung gesehen - einlaufseitig vor den Bereichen der Wasserbeaufschlagung erfolgt. Es erfolgt also erfindungsgemäß eine direkte Beaufschlagung von Wasser vor dem Walzspalt an der Bandober- und/oder Bandunterseite, wobei die Wasserstrahlen vornehmlich auf das Band ausgerichtet sind, um das zuvor aufgebrachte Schmieröl möglichst nicht abzuwaschen. Dennoch erfolgt durch die erfindungsgemäße Ausrichtung der Wasserstrahlen indirekt eine zusätzliche Kühlung der Walzenoberfläche.
Um den kombinierten Einsatz von Kühlung der Band- und Walzenoberfläche sowie von Walzenschmierung zu optimieren, wird nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung die einlaufseitige Walzenkühlung im Falle von aktiver Schmierung deaktiviert, wobei das überschüssige Wasser von der Einlaufseite zur Intensivierung der auslaufseitigen Walzenkühlung verwendet wird. Die weitere intensive Kühlung der Walzen auf der Auslaufseite erfolgt ausschließlich mit Wassersprühstrahlen. Bei nicht aktiver Schmierung wird die Walzenkühlung einlaufseitig aktiviert.
In einer Variante der Erfindung kann auch von der Maßnahme Gebrauch gemacht sein, dass eine Beaufschlagung des Bandes mit Wasserstrahlen einlaufseitig und möglichst dicht vor dem Walzspalt mit einer Strahlrichtung gegen die Bandlaufrichtung vorgenommen wird, wobei auch in diesem Falle die Trennung der Beaufschlagungsorte für Wasser und Schmiermittel vorgesehen sein muss.
Eine Vorrichtung zum erfindungsgemäßen Kühlen und/oder Schmieren von Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes und eines zwischen diesem gewalzten und hindurch geförderten Walzbandes unter Verwendung von Wasser in Form von Sprühstrahlen als Kühlmedium und einem Schmiermittel sieht vor, dass eine Anordnung eines Schmiermittel-Sprühorgans an der Oberwalze oberhalb eines Abstreifers und an der Unterwalze unterhalb eines Abstreifers vor gesehen ist, wodurch vorteilhafter Weise auf die ohnehin bei Walzgerüsten vorhandenen Abstreifer zurückgegriffen werden kann. Femer ist unterhalb des oberen einlaufseitigen Abstreifers und oberhalb des unteren einlaufseitigen Abstreifers jeweils ein gegen das Walzband gerichtetes Umlenkblech bzw. Wasserausbreitblech für die Sprühstrahlen eingesetzt, um das Sprühwasser auf dem Walzband möglichst gleichmäßig und ohne Streifenbildung zu verteilen.
Es kann sich hierbei je Seite um ein Blech handeln, aber auch um zwei Umlenkbleche, die den Wasserstrahl trichterförmig fokussieren, um eine bestmögliche Gleichmässigkeit des Kühlmitteistrahls über die Breite der Walzfläche zu erzielen.
Alternativ kann für die Kühlung des Bandes auch ein sogenannter Wasservorhang verwendet werden, beispielsweise nach dem DE-Patent 28 04 982, wobei aus einem rechteckigen Schlitz das Wasser austritt und gegen das Band gespritzt wird. Dabei sieht eine Optimierung des Wasservorhangs vor, dass die Öffnungsbreite des Austrittsschlitzes verstellbar ist, um für z. B. Reinigungszwecke bzw. veränderliche Wassermengen möglichst günstige Bedingungen zu realisieren.
Eine Aufbringung des Schmiermittels oberhalb des oberen bzw. unterhalb des unteren Abstreifers ermöglicht es, das Schmiermittel nach dem Aufbringen wieder aufzufangen.
Daraus ergibt sich eine weitere erfinderische Ausgestaltung der Schmiermittel-Beaufschlagung, wobei das auf die Walze aufgespritzte Schmiermittel in eine Abschirmschale eingegrenzt und nach hinten oder zur Seite abgeleitet wird, sodass eine Abführung bzw. Aufbereitung bzw. Entsorgung des Schmiermittels, getrennt von den übrigen Kühlmedien, ermöglicht wird.
Einzelheiten, Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Erläuterung eines in Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispieles:
  • Figur 1 zeigt eine Seitenansicht der Walzenkühl- und Walzenschmier-Vorrichtung mit schematisch angedeuteten Sprühstrahlen von Wasser und Schmiermittel.
  • Figur 2 zeigt eine weitere Anordnung von Düsen für die Bandkühlung unmittelbar vor dem Walzspalt bei Einsatz eines Wasservorhangs.
  • Figur 3 zeigt eine alternative Anordnung von Umlenkblechen sowie Abschirmschalen zur separaten Abführung des Schmiermittels.
    • Gemäß Figur 1 wird ein Walzband 1 zwischen den Arbeitswalzen 2, 3 eines nicht näher dargestellten Walzgerüstes in seiner Dicke um etwa 50 % in einem einzigen Walzstich reduziert. Die ebenfalls nicht näher dargestellten nachfolgenden Gerüste haben in etwa die gleichen großen Stichabnahmen. Um die hohe mechanische aber auch die große thermische Belastung zu begrenzen und die Walzenoberflächen auch bei zunehmend gewalzter Anzahl an Bändern nicht zu verschlechtern, wird ein kombinierter Einsatz von Kühlung der Band- und Schmierung der Walzenoberfläche mit folgenden Maßnahmen durchgeführt.
    Bei der gezeigten Kühl- und Schmiervorrichtung sind die Medien - Wasser bzw. Schmiermittel - jeweils nicht näher gezeigten separaten Vorratsbehältern sowie getrennten Zuführungen zu den Beaufschlagungsorganen 11, 11'; 11" für Wasser 4,5 und zu den getrennten Beaufschlagungsorganen 12, 12' für Schmiermittel 10, 10' zugeordnet. Im allgemeinen werden diese Beaufschlagungsorgane als Schmier- und Kühlbalken ausgebildet. Die Anordnung der Schmiermittelbalken 12 an der oberen Arbeitswalze 3 ist oberhalb eines Abstreifers 9 vorgesehen. Die Anordnung des Schmiermittelbalkens 12' ist an der unteren Arbeitswalze 2 unterhalb des Abstreifers 8 vorgesehen. Der obere Wasserkühlbalken 11 zur Kühlung der Oberseite des Bandes 1 ist unterhalb des Abstreifers 9 und der untere Wasserkühlbalken 11 zur Kühlung der Unterseite des Walzbandes 1 ist oberhalb des Abstreifers 8 angeordnet. Mit Hilfe der Wasserkühlbalken 11 werden Wassersprühstrahlen 4, 5 auf die Walzbandoberflächen vor dem Walzspalt der Arbeitswalzen 2, 3 gerichtet. Mit Hilfe des Umlenkbleches 14 oberhalb des Walzbandes 1 und mit Hilfe der Umlenkbleches 13 unterhalb des Walzbandes 1 werden die Wassersprühstrahlen 4, 5 so abgelenkt, dass sie möglichst unmittelbar in den einlaufseitigen Bereich des Walzspaltes auftreffen und dort in den Beaufschlagungsbereichen 7, 7' zur unmittelbaren Kühlung des Walzbandes 1 und zur indirekten Kühlung der Arbeitswalzen 2, 3 zur optimalen Wirkung gelangen.
    Eine alternative Anordnung der Umlenkbleche ist auch aus der Figur 3 zu ersehen. Hierbei wird mittels zweier Umlenkbleche ein Wasserstrahl trichterförmig fokussiert, um eine bestmögliche Gleichförmigkeit des Strahls über die Walzbreite erzielen zu können.
    Zur Erzeugung von Schmiermittel-Sprühstrahlen 10, 10' sind die Schmierbalken 12, 12' vorgesehen. Das Schmiermittel wird zur Erzielung eines möglichst haftfähigen Films auf den weitgehend wasserfreien Bereich der Walzenoberfläche der Arbeitswalzen aufgetragen. Dabei wird das Sprühöl 10, 10' - in Richtung der Walzenrotation gesehen - an einer Stelle dicht vor den Abstreifern 8, 9 aufgebracht.
    Für eine weitere intensive Kühlung der Arbeitswalzen 2, 3 sind auf der Auslaufseite der Arbeitswalzen weitere Wasserkühlbalken 11' angeordnet, aus denen ausschließlich Wassersprühstrahlen 4, 5 gegen die Walzenoberflächen gerichtet sind. Das Kühlwasser der auslaufseitigen Arbeitswalzenkühlung 11' wird von den Stützwalzen 15, 15' abgeschirmt, so dass die Bereiche 6, 6' trocken bleiben
    Die Schmier- und Kühlbalken 11, 12 können so angesteuert werden, dass die einlaufseitige Wasserkühlung 11" im Falle von aktiver Schmierung deaktiviert wird und bei nicht aktiver Schmierung die Walzenkühlung 11" aktiviert wird. Falls die Walzenkühlung 11" auf der Einlaufseite deaktiviert ist, wird überschüssiges Wasser von dort zur Intensivierung der auslaufseitigen Walzenkühlung, d.h. den dort angeordneten Kühlbalken 11' zugeleitet. Auch ist es möglich, von der kombinierten Walzenkühlung und Walzenschmierung mit getrennten Beaufschlagungsorten umzusteuem auf eine ausschließliche Wasserkühlung, wobei alle gezeigten Wasserkühlbalken 11, 11'; 11" aktiviert sind und die Schmierbalken 12 insgesamt deaktiviert sind.
    Eine weitere Ausgestaltung der Anordnung zeigt die Figur 2 für die Bandkühlung unmittelbar vor dem Walzspalt. Hier tritt Wasser 4, 5 aus einem rechteckigen Schlitz aus und wird gegen das Band 1 gespritzt. Mit einer Exzenterverstellung 19, die manuell oder motorbetreibbar sein kann, ist die Schlitz- oder Öffnungsbreite mittels Drehen der Welle kontinuierlich einstellbar.
    Eine Ausgestaltung der Schmiermittelzufuhr entsprechend Figur 3 sieht weiter vor, dass auf die Arbeitswalze aufgespritztes Schmiermittel 10, 10' innerhalb einer Abschirmschale 16, 16' an der Walze vorbei und wieder zurückgeführt wird. Die schwenkbare Abschirmschale zeigt eine Zuführleitung 17, 17' für das Schmiermittel 10, 10' sowie eine Abführleitung 18, 18'.
    Je nach Ausführung kann das Schmiermittel auch seitlich abgeleitet und dann aufgefangen werden. Dadurch ist bei Bedarf eine Aufbereitung bzw. Entsorgung des Schmiermittels möglich. Es wird dadurch vermieden, dass es sich im Kühlkreislauf anreichert.
    Die in den Figuren 1 bis 3 gezeigte Anordnung von Schmier- und Kühlbalken für Schmiermittel und Wasser-Sprühstrahlen und das mit der neuen Anordnung verwirklichte Verfahren zur Kühlung und Schmierung der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes ist nicht allein auf das gezeigte Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern umfasst auch andere Varianten, sofern sie der Erfindung genügen.
    Liste der Bezugszeichen
    1
    Walzband
    2
    Arbeitswalze unten
    3
    Arbeitswalze oben
    4
    Wasser-Sprühstrahl oben
    5
    Wasser-Sprühstrahl unten
    6
    Beaufschlagungsbereich Schmiermittel
    7
    Beaufschlagungsbereich Wasser
    8
    Abstreifer unten
    9
    Abstreifer oben
    10
    Schmiermittel
    11
    Beaufschlagungsorgan Wasser
    12
    Beaufschlagungsorgan Schmiermittel
    13
    Umlenkblech unten
    14
    Umlenkblech oben
    15
    Stützwalze
    16
    Abschirmschale
    17
    Zuführleitung
    18
    Abführleitung
    19
    Exzenterverstellung

    Claims (12)

    1. Verfahren zum Kühlen und/oder Schmieren von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen (2, 3) eines Walzgerüstes und eines zwischen diesen gewalzten und hindurch geförderten Walzbandes (1), unter Verwendung von Wasser in Form von Sprühstrahlen (4, 5) als Kühlmedium und Öl. Öl-Luft-Gemisch, Öl-Wasser-Gemisch, oder Öl-Wasser-Luft-Gemisch oder auch Fett bzw. Fett-Medien-Gemisch als Schmiermittel, wobei die beiden Medien - Wasser bzw. Schmiermittel - den Walzen bzw. dem Walzband (1) getrennt zugeführt und an unterschiedliche Auftragsstellen gerüsteinlaufseitig der Walzenoberfläche bzw. der Walzbandoberfläche aufgetragen werden, und das Schmiermittel zur Erzielung eines möglichst haftfähigen Films auf weitgehend wasserfreie Bereiche der Walzenoberfläche aufgetragen wird, wobei Beaufschlagungsbereiche (6, 7; 6', 7') zum Auftrag der beiden Medien Wasser bzw. Schmiermittel mittels Abstreifern (8, 9) voneinander getrennt werden,
      dadurch gekennzeichnet, dass je nach Randbedingungen und Erfordernis entweder nur Schmiermittel aufgetragen oder nur die Walzbandkühlung aktiviert wird.
    2. Verfahren nach Anspruch 1,
      dadurch gekennzeichnet, dass eine Beaufschlagung (7, 7') mit Wasserstrahlen (4, 5) einlaufseitig vor dem Walzspalt an der Bandober- und/oder der Bandunterseite erfolgt, wobei die Wasserstrahlen (4, 5) bevorzugt gegen das Band (1) gerichtet werden, und dass die Beaufschlagung mit Schmiermittel (10, 10') oben und unten an je einem Bereich (6, 6') der Walzen (2, 3) - in Rotationsrichtung gesehen - einlaufseitig vor den Bereichen der Wasserbeaufschlagung (7, 7') erfolgt.
    3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
      dadurch gekennzeichnet, dass eine weitere intensive Kühlung der Walzen (2, 3) gerüstauslaufseitig ausschließlich mit Wassersprühstrahlen (4, 5) durchgeführt wird.
    4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
      dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel (10) - in Richtung der Walzenrotation gesehen - an einer Stelle dicht vor den Abstreifern (8, 9) auf die Walzen (2, 3) und das Kühlmedium (4, 5) möglichst unmittelbar vor dem Walzspalt auf das Walzband (1) aufgetragen wird.
    5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
      dadurch gekennzeichnet, dass für eine möglichst gleichmäßige Beaufschlagung des Walzbandes (1) mit Wasser die Wassersprühstrahlen (4, 5) mit einem Umlenkblech bzw. Wasserausbreitblech (13, 14) jeweils oben und unten gegen das Band (1) abgelenkt werden.
    6. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
      dadurch gekennzeichnet, dass zur Kühlung des Walzbandes (1) ein Wasservorhang verwendet wird, der aus einer rechteckigen Sprühdüsenmündung austritt und gegen das Band (1) gerichtet wird.
    7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
      dadurch gekennzeichnet, dass zu einer weiteren Ausgestaltung des Wasservorhangs die Öffnungsbreite der Sprühdüsenmündung verstellt wird.
    8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
      dadurch gekennzeichnet, dass eine Beaufschlagung des Bandes (1) mit Wasserstrahlen (4, 5) einlaufseitig und möglichst dicht vor dem Walzspalt mit einer Strahlrichtung gegen die Bandlaufrichtung vorgenommen wird.
    9. Verfahren zur Steuerung der Kühlung und/oder Schmierung von Walzen (2, 3) eines Walzgerüstes und eines zwischen diesen gewalzten und hindurch geförderten Walzbandes (1), unter Verwendung von Wassersprühstrahlen (4, 5) als Kühlmedium und einem Schmiermittel (10, 10'),
      dadurch gekennzeichnet, dass die einlaufseitige Walzenkühlung (11") im Falle von aktiver Schmierung deaktiviert, und bei nicht aktiver Schmierung die Walzenkühlung (11") aktiviert wird, und dass bei deaktivierter Walzenkühlung der Einlaufseite überschüssiges Wasser von dort zur Intensivierung der auslaufseitigen Walzenkühlung verwendet wird.
    10. Vorrichtung zum Kühlen und/oder Schmieren von Walzen, insbesondere von Arbeitswalzen (2, 3) eines Walzgerüstes und eines zwischen diesen gewalzten und hindurch geförderten Walzbandes (1), unter Verwendung von Wasser in Form von Sprühstrahlen (4, 5) als Kühlmedium, und Schmiermittel (10, 10'),
      dadurch gekennzeichnet, dass eine Anordnung eines Schmiermittel-Sprühorgans (12) an der Oberwalze (3) oberhalb eines Abstreifers (9), und (12') an der Unterwalze (2) unterhalb eines Abstreifers (8) vorgesehen ist, wobei unterhalb des oberen, einlaufseitigen Abstreifers (9), und oberhalb des unteren einlaufseitigen Abstreifers (8) jeweils ein gegen das Walzband (1) gerichtetes Umlenkblech (13, 14) bzw. Wasserausbreitblech für die Wasser- Sprühstrahlen (4, 5) angeordnet ist.
    11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
      dadurch gekennzeichnet, dass zwei Umlenkbleche (13, 14) vorgesehen sind, die den Kühlmittelstrahl (4, 5) trichterförmig fokussieren, derart, dass damit die Gleichmäßigkeit des Kühlmittelstrahls über die Breite des Walzbandes (1) weiter verbessert wird.
    12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11,
      dadurch gekennzeichnet, dass auf die Walze aufgespritztes Schmiermittel (10,10') in einer Abschirmschale (16, 16') eingegrenzt und nach hinten oder zur Seite abgeleitet wird, und dass eine Abführleitung (18, 18') zur Aufbereitung bzw. Entsorgung von Schmiermittel getrennt von anderen Kühlmedien vorgesehen ist.
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