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DE10046426A1 - Kombinierter Antrieb für ein Vierwalzen- bzw. Sechswalzengerüst sowie Betriebsverfahren hierfür - Google Patents

Kombinierter Antrieb für ein Vierwalzen- bzw. Sechswalzengerüst sowie Betriebsverfahren hierfür

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Publication number
DE10046426A1
DE10046426A1 DE10046426A DE10046426A DE10046426A1 DE 10046426 A1 DE10046426 A1 DE 10046426A1 DE 10046426 A DE10046426 A DE 10046426A DE 10046426 A DE10046426 A DE 10046426A DE 10046426 A1 DE10046426 A1 DE 10046426A1
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DE
Germany
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rolls
work
roll
motor
work rolls
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE10046426A
Other languages
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Inventor
Juergen Seidel
Guenter Kneppe
Waldemar Wolpert
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ThyssenKrupp Steel Europe AG
SMS Siemag AG
Original Assignee
ThyssenKrupp Stahl AG
SMS Demag AG
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Publication date
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Vierwalzengerüst oder ein Sechswalzengerüst für eine Walzstraße sowie ein Verfahren zum Betrieb des Vier- bzw. Sechswalzengerüstes. DOLLAR A Um eine rasche Anpassung an Walzgüter unterschiedlicher Stärke und/oder Härte zu ermöglichen, werden Walzgerüste vorgeschlagen, die mit geringem Aufwand wahlweise sowohl mit dünnen als auch dicken Arbeitswalzen betrieben werden können. DOLLAR A Der hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagene, kombinierte Antrieb in dem Vierwalzen- bzw. Sechswalzengerüst ermöglicht es, dicke Arbeitswalzen direkt mit einem Motor zu verbinden, während dünne Arbeitswalzen lediglich durch Friktion von benachbarten Stütz- oder Zwischenwalzen mitgenommen werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Vierwalzengerüst nach dem Oberbe­ griff des Anspruchs 1 und ein Sechswalzengerüst nach dem Oberbegriff des Anspruchs 2 sowie ein Verfahren zum wahlwei­ sen Betrieb des Vier- bzw. Sechswalzengerüstes mit im Durch­ messer dünnen und dickeren Arbeitswalzen.
Eines oder mehrere Walzgerüste finden sich in einer Walz­ straße. Im Walzgerüst wird das Walzgut von den Arbeitswalzen erfaßt, die sich in Walzrichtung gegeneinander drehen. Es wird durch die Walzendrehung der Arbeitswalzen vorwärts be­ wegt. Im Walzenspalt wird die Dicke des Walzgutes durch den hohen Druck, den die Arbeitswalzen ausüben, reduziert. Ein Vierwalzengerüst (Quarto) hat zwei Arbeits- und zwei Stütz­ walzen. Eine Sechswalzengerüst (Sexto) hat zwei Arbeitswal­ zen, zwei Stützwalzen sowie zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen angeordnete Zwischenwalzen.
Für das Walzen von sehr dünnen Bändern in einer Walzstraße (Warmband- oder Kaltbandstraße) sind im Durchmesser dünnere Arbeitswalzen in den in Walzrichtung hinteren Walzgerüsten vorteilhaft. Sie reduzieren die Walzkräfte, den Kantenabfall, den Temperaturverlust des Walzgutes und ermöglichen unter Umständen sogar die Einsparung von Walzgerüsten in der Walz­ straße, weil höhere Abnahmen durchgeführt werden können.
Regelmäßig besteht jedoch die Forderung, daß eine Warmwalz­ straße nicht nur dünne Bänder, sondern einen Dickenbereich von beispielsweise 0,8 mm bis 12,7 mm Stärke in unterschied­ licher Härte und unterschiedlichen Breiten abdecken muß. Auf­ grund dieser Forderung an das Produktionsspektrum ist eine Optimierung der Walzstraße auf dünne Bänder aus folgenden Gründen nicht möglich:
Die Optimierung setzt voraus, daß beispielsweise die in Pro­ duktionsrichtung letzten beiden Walzengerüste mit im Durch­ messer dünneren Arbeitswalzen betrieben werden. Die Antriebs­ zapfen und Antriebsspindeln dieser dünnen Arbeitswalzen wären allerdings beim Walzen stärkerer und/oder härterer Bänder überlastet. Ein Austausch der im Durchmesser dünneren Ar­ beitswalzen gegen dickere Arbeitswalzen erfordert einen Wech­ sel der Antriebsspindeln. Der hieraus resultierende Still­ stand der Walzstraße ist jedoch nicht akzeptabel.
Aus der DE 34 11 853 A1 ist bereits ein Vier- oder Sechswalzen­ gerüst mit angetriebenen Stützwalzen bekannt geworden, bei dem die Arbeitswalzen von den Stütz- bzw. Zwischenwalzen durch Friktion mitgenommen werden. Um bei Betriebszuständen des Walzgerüstes, bei denen der Antrieb nur zu einem geringen Bruchteil ausgelastet wird, dennoch eine gute Regelbarkeit des Antriebs zu gewährleisten und eine günstige Auslastung der Antriebsmotoren zu erreichen, wird vorgeschlagen, daß ei­ ner der Antriebsmotore mit seiner Stützwalze über ein Schalt­ getriebe verbunden ist und von dieser Stützwalze abgekoppelt und stillgesetzt wird, so daß sich die Auslastung des ver­ bleibenden Antriebsmotors verdoppelt und seine Regelcharak­ teristik durch den Betrieb im üblichen Lastbereich verbessert ist.
Die Arbeitswalzen selbst weisen keinen Antrieb auf, sondern sind allenfalls mittels eines Synchrongetriebes miteinander verbunden, um einen möglichen Schlupf der Arbeitswalzen zu vermeiden. Ein rascher Umbau dieser Walzgerüste auf dickere Arbeitswalzen ist jedoch weder vorgesehen noch möglich, da der ausschließliche Antrieb der Stützwalzen und die Mitnahme der Arbeitswalzen durch Friktion bei dickeren Arbeitswalzen nicht möglich ist.
Ausgehend von diesem Stand der Technik liegt der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst vorzuschlagen, das eine rasche Anpassung an Walzgüter unterschiedlicher Stärke und/oder Härte erlaubt.
Um wahlweise mit geringem Aufwand sowohl dünne als auch dicke Arbeitswalzen in einem Gerüst betreiben zu können, wird er­ findungsgemäß für ein Vierwalzengerüst vorgeschlagen, daß nicht nur eine der Stützwalzen über eine lösbare Einrichtung mit einem Motor verbunden ist, sondern daß auch die weitere, gegenüberliegende Stützwalze über eine lösbare Einrichtung mit einem Motor verbunden ist und den beiden Arbeitswalzen jeweils eine lösbare Einrichtung zugeordnet ist, die mit ei­ nem Motor verbunden ist.
Für ein Sechswalzengerüst wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß den über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen und Arbeitswalzen oder Zwischenwalzen und Arbeitswalzen oder Stützwalzen und Zwischenwalzen jeweils eine lösbare Einrich­ tung zugeordnet ist, die mit einem Motor verbunden ist.
Dieser erfindungsgemäße, kombinierte Antrieb in dem Vierwal­ zen- bzw. Sechswalzengerüst ermöglicht es, dicke Arbeitswal­ zen über die ihnen zugeordnete lösbare Einrichtung direkt mit einem Motor zu verbinden, während beim Einsatz dünnerer Ar­ beitswalzen in einem Vierwalzengerüst der Antrieb über die beiden Stützwalzen erfolgt, die in diesem Fall über lösbare Einrichtungen mit dem Motor verbunden sind. Die dünnen Ar­ beitswalzen werden dann lediglich durch Friktion von den Stützwalzen mitgenommen. Übereinstimmend werden bei einem Sechswalzengerüst zum Betrieb der dünnen Arbeitswalzen ledig­ lich die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalzen über die ihnen zugeordneten lösbaren Einrichtungen mit dem Motor ver­ bunden, während zum Betrieb der dickeren Arbeitswalzen ledig­ lich die Arbeitswalzen über die ihnen zugeordneten lösbaren Einrichtungen mit einem Motor verbunden sind.
Im Sinne der Erfindung besteht eine Verbindung zwischen Walze und Motor nur dann, wenn ein direkter Kraftfluß von der Walze über die Spindel, die lösbare Einrichtung und gegebenenfalls ein zwischengeschaltetes Getriebe zum Motor besteht. Keine Verbindung zum Motor im Sinne dieser Definition hat eine Walze, die lediglich über Friktion von einer anderen, ange­ triebenen Walze mitgenommen wird.
Als lösbare Einrichtung, die die Verbindung der Arbeitswalzen mit dem Motor ermöglichen, kommen insbesondere Kupplungen in Betracht, die insbesondere mechanisch, elektrisch, hydrau­ lisch oder pneumatisch ausgeführt sein können.
Die Walzgerüste können jedoch auch so ausgestaltet sein, daß als lösbare Einrichtung die Treffer der Antriebsspindeln der Arbeitswalzen selbst wirken, wenn diese von den Antriebs­ zapfen der Arbeitswalzen abgezogen werden. Hierfür können die Antriebsspindeln teleskopartig diese Abzugsbewegungen ermög­ lichend ausgeführt sein. Schließlich ist es in einer vorteil­ haften und konstruktiv besonders einfachen Ausführung der Er­ findung möglich, daß die dünnen Arbeitswalzen keine Antriebs­ zapfen aufweisen und infolgedessen die Treffer der Antriebs­ spindeln außer Wirkung gelangen. Auch damit ist der der dünnen Arbeitswalze zugeordnete Treffer der Antriebsspindel von der Arbeitswalze gelöst. Die Antriebsspindeln für die Ar­ beitswalzen laufen dann lose mit.
Ein gleichmäßiger und kostengünstiger Antrieb sämtlicher Wal­ zen läßt sich erzielen, wenn die Stütz- und Arbeits- und ge­ gebenenfalls Zwischenwalzen von einem gemeinsamen Motor über ein Getriebe, insbesondere über ein Kammwalzgetriebe ange­ trieben werden. Alternativ ist es jedoch auch möglich, daß lediglich die beiden Arbeitswalzen mit einem gemeinsamen Ar­ beitswalzenmotor über ein Getriebe, insbesondere ein Kamm­ walzgetriebe verbunden sind, während den Stützwalzen jeweils ein separater oberer und unterer Motor zugeordnet ist.
Der Abstand zwischen den Stütz- und gegebenenfalls Zwischen­ walzen wird abhängig von dem Durchmesser der jeweiligen Ar­ beitswalze durch an sich bekannte Verstelleinrichtungen, wie beispielsweise Stufenkeile an der Gerüstoberseite und der Ge­ rüstunterseite, angepaßt.
Vorteilhafte Betriebsweisen des erfindungsgemäßen Walzge­ rüstes für dünne und dicke Arbeitswalzen sowie Arbeitswalzen­ kombinationen mit unterschiedlichen Durchmessern ergeben sich aus den Merkmalen der Ansprüche 8 bis 11.
Vorzugsweise kommen in den erfindungsgemäßen Walzgerüsten dünne Arbeitswalzen mit einem verschleißarmen Werkstoff, ins­ besondere pulvermetallurgische Arbeitswalzen (hochfeste HSS- Walzen) zum Einsatz. Diese Arbeitswalzen können beispiels­ weise nach dem HIP(Hot-Isostatic-Pressing)-Verfahren hergestellt werden.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Vierwalzenge­ rüstes näher erläutert:
Es zeigen
Fig. 1 ein Vierwalzengerüst beim Betrieb von dünnen Ar­ beitswalzen sowie
Fig. 2 ein Vierwalzengerüst beim Betrieb von dickeren Arbeitswalzen.
In Fig. 1 sind schematisch die Stützwalzen 1 und 2 eines Vierwalzengerüstes dargestellt, zwischen denen dünne Arbeits­ walzen 4 und 5 für ein Walzgut 3 geringer Stärke vorgesehen sind.
Zum Antrieb der Walzen 1, 2, 4, 5 dient ein mit einem Kammwalz­ getriebe 6 ausgestatteter Antriebsmotor 7. Das Kammwalzge­ triebe 6 besteht aus den beiden mittleren Arbeitswalzenge­ trieberädern 8, 9 sowie einem oberen und einem unteren Stütz­ walzengetrieberad 11, 12.
Sowohl den Stützwalzen 1, 2 als auch den Arbeitswalzen 4, 5 sind jeweils Antriebsspindeln 13, 14, 15, 16 zugeordnet, die an über das Kammwalzgetriebe 6 mit dem Motor 7 verbunden sind. Die den Stützwalzen 1 und 2 zugeordneten Antriebsspindeln 13, 16 weisen jeweils eine Schaltkupplung 17, 18 auf, die im aus­ gerückten Zustand den Kraftfluß zwischen den Stützwalzen 1, 2 und dem Motor 7 unterbrechen.
Zum Betrieb der in Fig. 1 dargestellten dünnen Arbeitswalzen 4, 5 werden die Schaltkupplungen 17, 18 eingerückt, um ledig­ lich die Stützwalzen 1, 2 anzutreiben, während die den dünnen Arbeitswalzen 4, 5 zugeordneten Antriebsspindeln 14, 15 lose mitlaufen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel besteht die den dünnen Arbeitswalzen 4, 5 zugeordnete lösbare Einrichtung aus den Treffern 19, 21, die sich an den dem Kammwalzgetriebe 6 gegenüberliegenden Enden der Spindeln 14, 15 befinden und dazu vorgesehen sind, mit den Antriebszapfen von im Durch­ messer dickeren Arbeitswalzen zusammenzuwirken. Da die in Fig. 1 dargestellten Arbeitswalzen 4, 5 keine Antriebszapfen besitzen, ist der Kraftfluß zwischen den dünnen Arbeitswalzen 4, 5 und dem Motor 7 unterbrochen.
Sollen nun betriebsbedingt, wie in Fig. 2 dargestellt, dickere Arbeitswalzen 24, 25 zum Einsatz kommen, ist dies mit dem erfindungsgemäßen Vierwalzengerüst problemlos möglich. Das Vierwalzengerüst nach Fig. 2 unterscheidet sich von dem nach Fig. 1 darin, daß die beiden Stützwalzen 1, 2 unmittel­ bar über ihre Antriebsspindeln 13, 16 mit einem separaten Stützwalzenmotor 26, 27 verbunden sind. Dieser Unterschied ist jedoch für die Funktionsweise bedeutungslos.
Die dickeren Arbeitswalzen 24, 25 besitzen nun Antriebszapfen 28, 29, die mit den Treffern 19, 21 der Antriebsspindeln 14, 15 zusammenwirken. Der Kraftschluß von den dickeren Arbeits­ walzen 24, 25 ist damit über die Spindeln 14, 15 und das Kammwalzgetriebe 6 zum Motor 7 hergestellt, der in diesem Ausführungsbeispiel ausschließlich die Arbeitswalzen 24, 25 antreibt.
Die Schaltkupplungen 17, 18 der Antriebsspindeln 13, 16 für die Stützwalzen 1, 2 sind ausgerückt, so daß die Stützwalzen 1, 2 wirkungslos mitlaufen, während die Stützwalzenmotoren 26, 27 abgeschaltet sind.
Selbstverständlich ist es möglich, sowohl bei einem Vierwal­ zengerüst nach Fig. 1 als auch nach Fig. 2 auch in den An­ triebsspindeln 14, 15 eine Schaltkupplung vorzusehen, um den Kraftfluß zu dem Motor für die Arbeitswalzen zu unterbrechen, wenn dünne Arbeitswalzen zum Einsatz kommen sollen.
Um die Abstände zwischen den Stützwalzen 1 und 2 abhängig vom Durchmesser der Arbeitswalzen 4, 5, 24, 25 anpassen zu können, sind sowohl an der Gerüstober- als auch -unterseite in den Figuren nicht dargestellte Stufenkeile angeordnet. Sämtliche Antriebsspindeln sind in an sich bekannter Weise als Gelenkwellen ausgebildet, um den Versatz zu den getriebe- bzw. motorseitig fest angeordneten Anschlagspunkten der An­ triebsspindeln auszugleichen.
Im Ergebnis erlaubt die Erfindung eine rasche Anpassung an Walzgüter unterschiedlicher Stärke und/oder Härte, indem die Walzgerüste mit geringem Aufwand wahlweise sowohl mit dünnen als auch dickeren Arbeitswalzen betrieben werden können. Der hierzu erfindungsgemäß vorgeschlagene, kombinierte Antrieb in dem Vierwalzen- bzw. Sechswalzengerüst ermöglicht es, dicke Arbeitswalzen direkt mit einem Motor zu verbinden, während dünne Arbeitswalzen lediglich durch Friktion von benachbarten Stütz- oder Zwischenwalzen mitgenommen werden.
Bezugszeichenliste
1
Stützwalzen
2
Stützwalzen
3
dünnes Walzgut
4
Arbeitswalzen
5
Arbeitswalzen
6
Kammwalzgetriebe
7
Motor
8
Arbeitswalzengetrieberad
9
Arbeitswalzengetrieberad
10
11
Stützwalzengetrieberad
12
Stützwalzengetrieberad
13
Antriebsspindel
14
Antriebsspindel
15
Antriebsspindel
16
Antriebsspindel
17
Schaltkupplung
18
Schaltkupplung
19
Treffer
20
21
Treffer
22
Antriebszapfen
23
Antriebszapfen
24
dickere Arbeitswalzen
25
dickere Arbeitswalzen
26
Motor
27
Motor
28
Antriebszapfen
29
Antriebszapfen

Claims (12)

1. Vierwalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen und mit zwei über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen, wobei eine der Stützwalzen über eine lösbare Einrichtung mit einem Motor verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß die weitere, gegenüberliegende Stützwalze (2) eben­ falls über eine lösbare Einrichtung (16) mit einem Motor (7) verbunden ist und den beiden Arbeitswalzen (4, 5) je­ weils eine lösbare Einrichtung (19, 21) zugeordnet ist, die mit einem Motor (7) verbunden ist.
2. Sechswalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen, zwei Stützwal­ zen sowie zwischen den Arbeitswalzen und den Stützwalzen angeordneten Zwischenwalzen, dadurch gekennzeichnet, daß die über Antriebsspindeln antreibbaren Stützwalzen und Arbeitswalzen oder Zwischenwalzen und Arbeitswalzen oder Stützwalzen und Zwischenwalzen jeweils eine lösbare Einrichtung zugeordnet ist, die mit einem Motor verbunden ist.
3. Walzengerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die lösbaren Einrichtungen zum Verbinden der Stütz- und/oder Arbeits- und/oder Zwischenwalzen mit dem Motor (7) bzw. den Motoren (26, 27) als Kupplungen, insbesondere Schaltkupplungen (17, 18) ausgestaltet sind.
4. Walzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die den Arbeitswalzen (4, 5) zugeordneten lösbaren Einrichtungen die mit Antriebszapfen (28, 29) der Arbeits­ walzen zusammenwirkenden Treffer (19, 21) an den An­ triebsspindeln (14, 15) sind.
5. Walzengerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Arbeitswalzen (4, 5) keine Antriebszapfen aufwei­ sen.
6. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die beiden Arbeitswalzen (24, 25) mit einem gemeinsa­ men Arbeitswalzenmotor (7) über ein Getriebe (6), insbe­ sondere ein Kammwalzgetriebe, verbunden sind.
7. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütz- und Arbeits- und ggf. Zwischenwalzen mit einem ge­ meinsamen Motor (7) über ein Getriebe (6), insbesondere ein Kammwalzgetriebe, verbunden sind.
8. Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Vierwalzengerüstes nach Anspruch 1 mit ersten, im Durchmesser dünnen Ar­ beitswalzen und zweiten, im Durchmesser dickeren Arbeits­ walzen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalzen (4, 5) lediglich die Stützwalzen (1, 2) und zum Betrieb der dickeren Ar­ beitswalzen (24, 25) lediglich die Arbeitswalzen (24, 25) von einem Motor (7, 26, 27) angetrieben werden.
9. Verfahren zum gleichzeitigen Betrieb einer ersten, im Durchmesser dünnen Arbeitswalze und einer zweiten, im Durchmesser dickeren Arbeitswalze in einem Vierwalzenge­ rüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalze lediglich die zu­ gehörige Stützwalze (1, 2) und zum Betrieb der dickeren Arbeitswalze lediglich die Arbeitswalze selbst von einem Motor (7, 26, 27) angetrieben wird.
10. Verfahren zum wahlweisen Betrieb eines Sechswalzenge­ rüstes nach Anspruch 2 mit ersten, im Durchmesser dünnen Arbeitswalzen und zweiten, im Durchmesser dickeren Ar­ beitswalzen, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalzen lediglich die Stützwalzen und/oder die Zwischenwalzen und zum Betrieb der dickeren Arbeitswalzen lediglich die Arbeitswalzen von einem Motor angetrieben werden.
11. Verfahren zum gleichzeitigen Betrieb einer ersten, im Durchmesser dünnen Arbeitswalze und einer zweiten, im Durchmesser dickeren Arbeitswalze in einem Sechswalzenge­ rüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Betrieb der dünnen Arbeitswalze lediglich die zu­ gehörige Stützwalze und/oder die Zwischenwalze und zum Betrieb der dickeren Arbeitswalze lediglich die Arbeits­ walze selbst von einem Motor angetrieben wird.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß als dünne Arbeitswalzen solche mit einem verschleiß­ armen Werkstoff, insbesondere pulvermetallurgische Ar­ beitswalzen eingesetzt werden.
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