DE1078072B

DE1078072B - Four-roll mill

Info

Publication number: DE1078072B
Application number: DEN10053A
Authority: DE
Inventors: George William Lord
Original assignee: NAT RES DEV; National Research Development Corp UK
Current assignee: NAT RES DEV; National Research Development Corp UK
Priority date: 1954-01-14
Filing date: 1955-01-13
Publication date: 1960-03-24
Also published as: US2872833A; GB775096A; CH326238A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Vierwalzenwalzwerk mit zwei Stützwalzen, deren Achsen im Abstand voneinander in derselben Ebene liegen, und zwei Arbeitswalzen, die einen wesentlich kleineren Durchmesser aufweisen als die Stützwalzen, wobei die Arbeitswalzen zwischen den Stützwalzen auf jeder Seite der durch die Achsen der Stützwalzen gehenden Ebene und in gleichem Abstand von dieser angeordnet sind und die Achsen der Arbeitswalzen in einer Ebene liegen, die zu jener der Achsen der Stützwalzen geneigt verläuft.The invention relates to a four-roll mill with two backup rolls, the axes of which are spaced apart are in the same plane from each other, and two work rolls that have a much smaller diameter than the backup rolls, with the work rolls between the backup rolls on each side of the plane passing through the axes of the back-up rolls and are arranged at the same distance therefrom and the axes of the work rolls lie in a plane inclined to that of the axes of the backup rolls runs.

Bekanntlich ist die Stärke, auf die Metallbleche oder Blechstreifen ausgewalzt werden können, in · großem Maße von dem Durchmesser der benutzten Arbeitswalzen abhängig. Allgemein gesprochen kann eine um so größere Feinheit des Blechstreifens, d. h. auch eine um so größere Reduzierung je Durchgang, erzielt werden, je kleiner der Durchmesser der Arbeitswalzen ist. Bei Walzen mit kleinem Durchmesser muß jedoch dafür Sorge getragen werden, daß ein Verziehen der Walzen während des Walzvorgangs auf Grund der sehr hohen, auf sie einwirkenden Drücke sowie anderer Kräfte, die beim Durchgang des Walzenstreifens auftreten, verhindert wird. Ein solches Ver- ■ ziehen würde sich in einem ungleichmäßigen Auswalzen auswirken und kann in gewissen Fällen auch zu einer Art Aufbäumen der Arbeitswalzen führen.It is well known that the thickness to which sheet metal or sheet metal strips can be rolled out is in largely dependent on the diameter of the work rolls used. Generally speaking, can the greater the fineness of the sheet metal strip, d. H. also a greater reduction per passage, can be achieved, the smaller the diameter of the work rolls. For rollers with a small diameter However, care must be taken to prevent warping of the rolls during the rolling process due to the very high pressures acting on them and other forces that occur when the roller strip passes through occur is prevented. Such a warping would result in uneven rolling and in certain cases can also lead to a kind of boom of the work rolls.

Bisher versuchte man, dieses Problem entweder mit den sogenannten Vielwalzenwalzwerken oder durch Vorsehen einer Vielzahl von Stützflächen zu lösen. Die Viel walzenwalz werke haben jedoch den Nachteil, daß sie die Verwendung von Walzen kleinen Durchmessers ausschlossen, da jede Walze durch eine Mehrzahl von Stützwalzen größeren Durchmessers abgestützt sein sollte. Des weiteren ist die genaue Einstellung des Walzwerks infolge der Vielzahl benutzter Walzen langwierig und schwierig. Die Abnutzung einer dieser Walzen macht eine Nachstellung sämtlicher erforderlich, so daß ein häufiges Anhalten des Walzwerks unvermeidlich ist. Außerdem sind die Gestehungskosten von Vielwalzenwalzwerken sehr hoch, da sämtliche Walzen sorgfältig bearbeitet werden müssen, um die Genauigkeit zu gewährleisten. Entsprechend sind auch die Kosten beim Auswechseln von Walzen ungewöhnlich hoch.So far one tried to solve this problem either with the so-called multi-roll mills or by Providing a plurality of support surfaces to be solved. However, the many rolling mills have the disadvantage that they excluded the use of small-diameter rollers, since each roller was replaced by a plurality of Back-up rolls of larger diameter should be supported. Furthermore, the exact setting of the Rolling mill lengthy and difficult due to the large number of rolls used. The wear and tear of one of these Rolling makes all adjustments necessary, so that frequent stops of the rolling mill is inevitable. In addition, the production costs of multi-roll mills are very high, since all Rollers must be machined carefully to ensure accuracy. Are accordingly the cost of replacing rollers is also unusually high.

Das gleiche gilt für Kaltwalzwerke, bei denen für jede Arbeitswalze eine Mehrzahl von Stützflächen vorgesehen ist. Auch hier ist die Konstruktion sehr kompliziert und die genaue Einstellung des Walzwerks mit erheblichen Schwierigkeiten verbunden.The same applies to cold rolling mills in which a plurality of support surfaces is provided for each work roll is. Here, too, the construction is very complicated and the precise setting of the rolling mill is very complex associated with considerable difficulties.

Bei einem bekannten Vierwalzenwalzwerk werden die Arbeitswalzen von von der gleichen Seite her angreifenden Lagerkörpern abgestützt. Dieses wirkt sich in sehr hohen einseitigenLagerdrücken aus und ergibtIn a known four-roll mill, the work rolls are attacking from the same side Supported bearing bodies. This results in very high one-sided bearing pressures

Anmelder:Applicant:

National Research DevelopmentNational Research Development

Corporation,Corporation,

LondonLondon

Vertreter: Dipl.-Ing. H. Marsch, Patentanwalt,
Schwelm, Drosselstr. 31Representative: Dipl.-Ing. H. Marsch, patent attorney,
Schwelm, Drosselstr. 31

Beanspruchte Priorität:
Großbritannien vom 14. Januar und 12. Mai 1954Claimed priority:
Great Britain January 14th and May 12th 1954

George William Lord, Wembley, MiddlesexGeorge William Lord, Wembley, Middlesex

(Großbritannien),
ist als Erfinder genannt worden(Great Britain),
has been named as the inventor

eine Anordnung, die ein Auswechseln von Walzen für den Fall, daß mehrere Durchgänge mit Arbeitswalzen allmählich abnehmenden Durchmessers gefahren werden müssen, nur sehr schwierig durchführbar macht. Bei dem Walzwerk gemäß der Erfindung treten keine der vorerwähnten Nachteile der bekannten Walzwerke in Erscheinung. Erfindungsgemäß werden die Arbeitswalzen auf ihrer der durch die Achsen der Stützwalzen gehenden Ebene abgekehrt liegenden Seite von an sich bekannten Lagerkörpern abgestützt, die sich ihrerseits gegen Traversen eines gemeinsamen Rahmengestells abstützen. Auf diese Weise wird der Druck auf die beiden Enden des Rahmenwerks ausgeübt, jedoch gleicht der Druck gegen das eine Ende jenen gegen das andere Ende aus, so daß das Rahmenwerk mit einfachen Mitteln an dem Walzwerk befestigt werden kann, die sonst nicht den von den Walzen auf das Walzgut ausgeübten vollen Druck aushalten könnten. Das Ergebnis ist ein Kaltwalzwerk, mit dem die Stärke von Hartmetallblechen je Durchgang um 50% reduziert werden kann, wenn, wie gesagt, gut abgestützte Arbeitswalzen kleinen Durchmessers benutzt werden. Das Walzwerk kann einen Blechstreifen von 0,127 mm Stärke auf 0,0127 mm in drei Durchgängen reduzieren, wenn nacheinander Sätze von kleineren Arbeitswalzen, eingesetzt werden. Eine derartige Reduzierung würde bei den üblichen Walzwerken mindestens ein Dutzend Durchgänge erfordern. an arrangement that allows changing of rolls in the event that multiple passes with work rolls gradually decreasing diameter must be driven, only makes it very difficult to carry out. In the rolling mill according to the invention none of the aforementioned disadvantages of the known rolling mills occur in appearance. According to the invention, the work rolls are on their by the axes of the Support rollers going level facing away from the side supported by known bearing bodies, which in turn are supported against cross members of a common frame. In this way, the Pressure is exerted on both ends of the framework, but the pressure against one end is the same those against the other end, so that the framework is attached to the rolling mill by simple means which otherwise cannot withstand the full pressure exerted by the rollers on the rolling stock could. The result is a cold rolling mill with which the thickness of hard metal sheets per pass can be reduced by 50% if, as I said, well-supported small-diameter work rolls to be used. The rolling mill can cut a sheet metal strip 0.127 mm thick by 0.0127 mm in reduce three passes when successive sets of smaller work rolls are used. Such a reduction would require at least a dozen passes in conventional rolling mills.

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Darüber hinaus bietet die symmetrische Anordnung der Walzen gemäß der Erfindung den Vorzug, daß der Walzvorgang in beiden Richtungen durchgeführt werden kann, wozu bei den bekannten Walzwerken größere Umbauten erforderlich gewesen sind.In addition, the symmetrical arrangement of the rollers according to the invention has the advantage that the Rolling process can be carried out in both directions, including in the known rolling mills major modifications have been required.

Ein Ausführungsbeispiel'-der Erfindung zum Kaltwalzen von Metallstreifen soll an Hand der Zeichnung näher erläutert werden. Es zeigtAn embodiment of the invention for cold rolling of metal strips will be explained in more detail with reference to the drawing. It shows

Fig. 1 einen senkrechten Schnitt durch einen Teil des Walzwerks, . ,Fig. 1 is a vertical section through a part of the rolling mill,. ,

Fig. 2 eine schaubildlidfeDarstellung eines Rahmenwerks für die Abstützung der Arbeitswalzen.Figure 2 is a diagrammatic representation of a framework for supporting the work rolls.

Der allgemeine Aufbau: des Walzwerks gleicht jenem bekannter Walzwerke. Es weist zwei Stützwalzen 1,2 von großem Durchmesser auf, die in einem starren Rahmengestell drehbar gelagert sind und von einem Elektromotor über das übliche Reduziergetriebe und eine Kupplung angetrieben werden, die hier nicht dargestellt sind. Nicht gezeigte, durch Schrauben betätigte Druckmittel sind oben an dem Walzengestell angebracht, um auf die Stützwalzen für den Walz vor gang die erforderliche Belastung auszuüben. Die Stützwalzen 1, 2 stützen sich auf Arbeitswalzen 3,4 geringen Durchmessers ab.The general structure: the rolling mill is similar to that of known rolling mills. It has two support rollers 1, 2 of large diameter, which are rotatably mounted in a rigid frame and are driven by an electric motor via the usual reduction gear and a clutch, which are not shown here. Not shown, actuated by screws pressure means are attached to the top of the roller frame in order to exert the required load on the support rollers for the roller in front of the gear. The backup rolls 1, 2 are supported on work rolls 3, 4 of small diameter.

Zwischen den Stützwalzen ist ein Rahmenwerk angeordnet, das zwei im Abstand voneinander angeordnete Träger 5, 6 besitzt, die an ihrem einen Ende mit einer Konsole 7 ausgerüstet sind, die zur Befestigung am Walzentisch dient. Die beiden Träger sind so ausgebildet, daß sie zwischen je zwei Ausnehmungen zwei Druckplatten 8, 9 aufnehmen. Die gegenüberliegenden Stirnflächen 10, 11 der Druckplatten sind konkav und nehmen in ihre Höhlung die konvexen Außenflächen 12,13 der Abstützblöcke 14,15 auf. Die Abstützblöcke verjüngen sich von den konvexen Stirnflächen zu den Flächen hin, die die Lager 16., 17 aus Phosphorbronze oder einem anderen Material tragen. Die Arbeitswalzen stehen mit den Lagern in Berührung. Daß sich die Enden der Arbeitswalzen in die Seitenflächen der Träger einarbeiten, wird durch !Einsatzblöcke 21 aus gehärtetem Werkzeugstahl oder Phosphorbronze beispielsweise verhindert, die in entsprechende Ausnehmungen in den Trägern eingeführt sind. Die Einsatzblöcke 21 dienen auch zur Bewegungsbegrenzung der Arbeitswalzen 3, 4.A framework is arranged between the back-up rollers, the two spaced apart Has support 5, 6, which are equipped at one end with a bracket 7 for attachment serves on the roller table. The two supports are designed so that they are between two recesses take up two pressure plates 8, 9. The opposite end faces 10, 11 of the pressure plates are concave and take on the convex outer surfaces 12,13 of the support blocks 14,15 in their cavity. the Support blocks taper from the convex end faces to the surfaces that the bearings 16, 17 from Wear phosphor bronze or other material. The work rolls are in contact with the bearings. The fact that the ends of the work rolls work into the side surfaces of the carrier is illustrated by ! Insert blocks 21 made of hardened tool steel or phosphor bronze, for example, prevents the corresponding Recesses are introduced in the carriers. The insert blocks 21 also serve to limit movement the work rolls 3, 4.

Jede Druckplatte ist bei 18 durchbohrt, um eine Schmiermittelspeiseleitung 19 einführen zu können, die in einen Kanal 20 in dem angrenzenden Abstützblock und dessen Lager ausmündet.Each pressure plate is pierced at 18 in order to be able to introduce a lubricant feed line 19, which opens into a channel 20 in the adjacent support block and its bearing.

Die Länge der Arbeitswalzen wird im allgemeinen durch die Breite des auszuwalzenden Streifens bestimmt und der Durchmesser der Walzen durch die Endstärke des Erzeugnisses. Mit Arbeitswalzen von 25,4 mm Durchmesser kann beispielsweise eine Stärkenverringerung von 0,4064 mm auf etwa 0,0406 mm erzielt werden. Arbeitswalzen von 12,7 mm Durchmesser sind dafür geeignet, um Streifen von 0,1016mm auf 0,02032 mm herabzumindern. Walzen von 6,35 mm Durchmesser führen eine Stärkenreduzierung von 0,0508 mm auf 0,01016 mm herbei, während sich mit Arbeitswalzen von 3,17mmDurchmesser eine Stärkenreduzierung von 0,0254 mm auf 0,0381 mm erzielen läßt. Die angegebenen Walzenabmessungen lassen Reduzierungen von 50% je Durchgang für vergütete Bleche aus Eisen-Nickel-Legierungen zu.The length of the work rolls is generally determined by the width of the strip to be rolled and the diameter of the rollers through the final thickness of the product. With work rolls from For example, a 25.4 mm diameter can reduce the thickness from 0.4064 mm to about 0.0406 mm be achieved. Work rolls with a diameter of 12.7 mm are suitable for cutting strips of 0.1016 mm to be reduced to 0.02032 mm. Rollers with a diameter of 6.35 mm reduce the thickness of 0.0508 mm to 0.01016 mm, while work rolls with a diameter of 3.17 mm result in a reduction in thickness can be achieved from 0.0254 mm to 0.0381 mm. The specified roller dimensions allow reductions of 50% per pass for tempered sheets made of iron-nickel alloys.

Der Raum zwischen den Abstützblöcken ist ausreichend, daß die Arbeitswalzen versetzt zu liegen kommen, so daß eine durch die Achsen dieser Walzen gelegte Ebene zu einer senkrechten Ebene durch die Achsen der Stützwalzen geneigt verläuft. Der Winkel zwischen den beiden Ebenen kann üblicherweise in dem Bereich von 20 bis 30° liegen, jedoch können auch andere Werte zufriedenstellende Ergebnisse zeitigen, vorausgesetzt, daß der Winkel nicht so klein ist, daß die untere Arbeitswalze beim Walzvorgang an der oberen Arbeitswalze vorbeigezogen wird. Der Winkel darf aber auch nicht aus Gründen der Reibung zwischen den Lagern und den Arbeitswalzen zu groß sein, daß diese die Reibung zwischen den letzteren und den Stützwalzen übersteigt. Die Berührungslinie zwischen den Arbeitswalzen liegt vorzugsweise in der senkrechten Ebene, die die Achsen der Stütz walzen enthält.The space between the support blocks is sufficient for the work rolls to be offset come so that a plane laid through the axes of these rollers becomes a perpendicular plane through the Axes of the back-up rolls runs inclined. The angle between the two planes can usually be in lie in the range of 20 to 30 °, but other values can also produce satisfactory results, provided that the angle is not so small that the lower work roll in the rolling process on the is pulled past the upper work roll. However, the angle must not be used for reasons of friction between the bearings and the work rolls to be too large that these the friction between the latter and the Exceeds backup rolls. The line of contact between the work rolls is preferably vertical Level containing the axes of the support rollers.

Das Ende des zu walzenden Blechstreifens wird zunächst zwischen die Arbeitswalzen eingeführt, und die obere Stützwalze wird durch von Schrauben betätigte Druckmittel auf die gewünschte Einstellung herabgesenkt. Darauf kann, mit dem Walzvorgang unter Benutzung der üblichen Spann- und Aufwickelvorrichtungen begonnen werden. Während des Walzens werden vor- und rückwärts gleiche Spannungen zwischen 50 und 80% der Bruchlast des gewalzten Streifens an diesen angelegt.The end of the sheet metal strip to be rolled is first inserted between the work rolls, and the upper back-up roll is lowered to the desired setting by means of pressure means actuated by screws. Then, with the rolling process using the usual tensioning and winding devices to be started. During the rolling, there are equal tensions between the forwards and backwards 50 and 80% of the breaking load of the rolled strip is applied to it.

Es müssen auch Vorkehrungen getroffen werden, daß die Flächen der Arbeitswalzen und der Streifen sauber bleiben. In besonderen Fällen ist eine Art Staubüberwachung wünschenswert, da das Vorhandensein von Staub auf den Walzen oder dem Streifen sich in Durchlöcherungen von Feinblechstreifen auswirken kann. Das Walzwerk kann in einem luftkonditionierten Raum untergebracht sein, und Schirme können angeordnet sein, um das Absetzen von Staub auf dem Streifen oder den Walzen zu verhindern.Precautions must also be taken that the surfaces of the work rolls and the strips stay clean. In special cases, some kind of dust monitoring is desirable because of the presence of dust on the rollers or the strip affect holes in thin sheet metal strips can. The rolling mill can be housed in an air-conditioned room and umbrellas can be arranged to prevent dust from settling on the strip or rollers.

Anfänglich ist die Abnutzung an den Phosphorbronzelagern beträchtlich, jedoch bildet sich bald eine tragfähige Lagerschicht, wonach sich die Lager nur noch gering abnutzen. Die Abnutzung an den Lagern, vorausgesetzt, daß sie gleichmäßig erfolgt, hat auch keine erwähnenswerte Bedeutung und wirkt sich lediglich in einer Vergrößerung des Winkels zwischen den beiden vorerwähnten Ebenen und' einer geringfügig geänderten Einstellung der oberen Stützwalze aus.Initially, the wear on the phosphor bronze bearings is considerable, but one soon forms stable bearing layer, after which the bearings only wear out slightly. The wear and tear on the bearings provided that it occurs evenly, it has no meaning worth mentioning and only has an effect in an increase in the angle between the two aforementioned planes and 'one slightly changed setting of the upper backup roller.

Die Berührungslinie der Arbeitswalzen hat das Bestreben, in der Ebene, die die Achsen der Stützwalzen enthält, zu verbleiben, selbst wenn sich die Lager abnutzen. Ein Kaltwalzwerk gemäß der Erfindung erlaubt die Verwendung von Arbeitswalzen kleineren Durchmessers als bisher, so daß jetzt ganz dünne Streifen gewalzt werden können.The line of contact of the work rolls tends to be in the plane containing the axes of the back-up rolls contains to remain even if the bearings wear out. A cold rolling mill according to the invention allows the use of work rolls of smaller diameter than before, so that now very thin Strips can be rolled.

Die Arbeitswalzen sind nicht in den üblichen Lagern gelagert, sondern sind frei und schwimmend zwischen den Stützwalzen angeordnet, wobei ihre Seitenbewegung durch die Einsatzblöcke 21 begrenzt wird.The work rolls are not stored in the usual bearings, but are free and floating between the backup rolls, their lateral movement being limited by the insert blocks 21.

Es sei noch erwähnt, daß jede Arbeitswalze von ihrer Stützwalze, der anderen Arbeitswalze und dem Abstützblock längs Berührungslinien abgestützt wird, die im Abstand um den Umfang der Arbeitswalze verteilt liegen. Diese Abstützung an den verschiedenen Umfangsstellen verhindert eine Deformierung der Arbeitswalze während des Walzvorganges, wodurch sich eine größere Reduzierung als bisher erzielen läßt. Unterschiede in der Stärke des gewalzten Streifens sind somit wesentlich geringfügiger als bei den bekannten Walzwerken.It should also be mentioned that each work roll of its back-up roll, the other work roll and the support block is supported along lines of contact, which are distributed at a distance around the circumference of the work roll. This support on the various Circumferential points prevent deformation of the work roll during the rolling process, which causes can achieve a greater reduction than before. Differences in the thickness of the rolled strip are thus significantly less than in the known rolling mills.

Claims

PATENT CLAIMS:

1. Four-roll mill with two back-up rolls, the axes of which are spaced from each other in the same Lying flat, and two work rolls, one

Have much smaller diameter than the backup rolls, with the work rolls between the back-up rolls on each side of the planes passing through the axes of the back-up rolls and in are arranged equidistant from this and the axes of the work rolls in one plane lie inclined to that of the axes of the backup rolls, characterized in that the Work rolls on their lying away from the plane passing through the axes of the backup rolls Side are supported by known bearing bodies, which in turn are supported against cross members a common frame.

2. Four-roll rolling mill according to claim 1, characterized in that the frame is removable as a unit from the rolling mill.

3. Four-roll rolling mill according to claims 1 and 2, characterized in that the bearing body have in a known manner blocks, each having a concave outer surface for receiving each one work roll is dimensioned.

Documents considered: German Patent Specifications Nos. 505 550, 521 610; British Patent Nos. 355 487, 713 348; U.S. Patent No. 2,685,807.

1 sheet of drawings

90S 767/142 3.60