DE1652533A1 - Einrichtung zur Steuerung des Walzspaltes bei Walzwerken - Google Patents

Description

DIPIi.-ING. GÜNTHER SOHMITZ-HIIi»* . IfS VOLlBACH

5 KÖLN, Gereoiwhof 38 Τ·Μοη (92) 21 30 32

8. Januar 1968

Amtl. Zeichen

Anmelder ίπ: E.¥. BÜBB Company Akt· Nr. 68003 Vo/W

Einrichtung zur Steuerung des Walzepaltee

bei Walzwerken

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Steuerung des Walzspaltes bei Walzwerken, insbesondere Duowalzwerken,für das Walzen von Bandmetall od.dgl., welche zwei in nebeneinander angeordneten Walzständern gelagerte Arbeitswalzen mit im wesentlichen zylindrischen Walzenflächen und mit Laufzapfen aufweilt, die in Zapfenlagern der Walzständer drehbar gelagert sind, welche zur Einstellung des Stichmaßes gegeneinander verstellbar sind. Obwohl die erfindungsgemäße Steuereinrichtung insbesondere für Duowalzwerke beim Walzen von Flachmaterial bzw. Bandmetall zur Verwendung kommt, läßt sie sich jedoch auch bei Walzwerken anderer Ausführungen und bei ähnlichen Einrichtungen verwenden.

Beim Walzen von Bandmetall ist es üblich, das Walzgut in aufeinanderfolgenden Durchgängen durch Walzgerüste hindurchzufUhren, die mit zwei Arbeitswalzen ausgerüstet sind, so daß das Band beim Durchgang durch den Walzspalt auf das gewünschte Stichmaß ge-

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bracht wird. Die Walzen sind im allgemeinen in Zapfenlagern ge— lagert, die im Abstsnd nebeneinander ini Walzgerüst in Vertikal— richtung verateilbar angeordnet sind, so daß der Abstand der Arbeitswalzen verändert werden jcann..Pur die Verstellung der Zapfenlager dienen mechanische oder hydraulische Hubvorrichtungen.

Die Verwendung solcher Verstelleinrichtungen hat jedoch einige
wesentliche Kachteile. Da die Verstellung der Zapfenlager bei
diesen Einrichtungen verhältnismäßig grob bzw. ungenau ist, werden die Zapfenlager nur in bestimmten Zeitabständen eingestellt. Hs hat sich gezeigt, dab hierbei die Gefahr besteht, daß das
gewalzte Metallband aufgrund von sich einstellenden Änderungen
im Walzvorgang una in den metallurgiechen Eigenschaften des
Bandes unterschiedliche Bandstärken aufweisen kann. Ss ist daher erforderlich, den Abstand der Walzen, insbesondere während des
Fertigwalzens des Bandes sehr rasch und automatisch in Abhängigkeit von geringen Schwankungen in der Stärke bzw. dem Stichmaß
des von den Arbeitswalzen ablaufenden Bandes zu ändern. Man verwendet hierzu Steuereinrichtungen, die mit einer Vorrichtung zur Abtastung der Banddicke sowie mit einer Vorrichtung zur Einstellung des Abstandes der Zapfenlager in Abhängigkeit von Schwankungen
der Banddicke ausgerüstet sind. Diese Einrichtungen arbeiten jedoch nicht zufriedenstellend, da sich die Einstellvorrichtung
für die Zapfenlager nicht so genau steuern läßt, daß ein genaues Stichmaß bzw. eine genaue Wandstärke eingehalten werden kann.
Außerdem erfolgt die Einstellung des Abstandes der Arbeitswalzen

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hier ir.it einer solchen zeitlichen Verzögerung, daß die Korrektur des Valzspaltes sich nicht so rasch durchführen läßt, wie dies an sich erforderlich ist.

um diese Nachteile der bekannten Steuereinrichtungen zu beheben, hat man vorgeschlagen, die Laufzapfen der Arbeitewalzen, die in den mit zylindriscnen Flächen versehenen Zapfenlagern liegen, in hydrodynamischer. Lagern anzuordnen. Bei der Umdrehung der Arbeite— walzen stellt sich hierbei eine hydrodynamische Lagerwirkung ein, die zu einer Verscniebung der Arbeitswalzen nach unten gegen das Z'·" walzende Band führt. Man hat in diesem Zusammenhang vorgescnlagen, eine Tastvorrichtung od.dgl. zu verwenden, welche zumindest eine der Arbeitswalzen in horizontaler Richtung bewegt, um hierdurch eine Vertikalverstellung dee Abstandee der Arbeiteweizen zu erzielen. Bei dieser horizontalen Bewegung der Walze bewirkt der hydrodynamisch erzeugte Ölkeil eine Vertikalverstellung der Arbeitswalzen. Ein System dieser Art ist in der USA-Patentschrift 3 101 9<3O offenbart.

Auch dieses Steuersystem weist einige wesentliche Nachteile auf. Nachteilig ist vor allem, daß hierbei für die Änderung der 3tärke des Walzgutes eine Längs- bzw. Horizontalbewegung der Arbeitswalze erforderlich ist, die zwangsläufig zu Ungleichmäßigkeiten in der Banddicke quer zur Bandlangsrichtung führt. Außerdem ist bei die-S6JL System der Abstand der Arbeitswalzen abnängig von der Drehgeschwindigkeit derselben. Bei der Drehzahl Null ist keine hydrodynamische Lrarerwirkung vornanden; die Arbeitswalzen liegen daher

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auf den zylindrischen Lagerflachen der verstellbaren Zapfenlager

auf. Da überdies das Steuersystem zwangsläufig abhängig ist von aer Temperatur der Flüssigkeit zwischen den Laufzapfen der Arbeitswalzen und den Lagerflächen sowie überdies von der Viskosität der Flüssigkeit, stellen sich mit der während des Walzvorgangs zunehmend en Erwärmung erhebliche Änderungen in dem Steuersystem ein.

Der Erfindung liegt vornehmlich die Aufgabe zugrunde, diese Nachteile der bekannten Systeme zu beheben.

Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung kennzeichnet sich dadurch, dalb die die Lauf zapf en der Walzen aufnehmenden Lageröffnungen an ihrer zylindrischen Lagerfläche eine Anzahl an Aussparungen aufweisen, die von einer Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind, wobei mindestens eine dieser Aussparungen auf der dem Walzgut gegenüberliegenden Seite der Lageröffnung liegt, und daß ferner eine Tastvorrichtung vorgesehen ist, die das bandförmig· Walzgut in Laufricntung hinter den Walzen auf Änderungen d«r Walzgutstärke abtastet, wobei zur Steuerung der Walzgutstärke'eine von der Tastvorrichtung beeinflußte Vorrichtung zur Änderung des Druckes in der genannten Aussparung vorgesehen ist.

Vorzugsweise sind auf der dem Walzspalt gegenüberliegenden Seite der zylindrischen Lagerfläche zwei Aussparungen angeordnet, deren Druckbeaufschlagung von der genannten Vorrichtung gesteuert wird. Die beiden Aussparungen sind zweckmäßig in ümfangsrichtung und/oder in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnet.

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άach einem weiteren wesentlichen Merkmal der Erfindung ist die An-· ordnuug so getroffen, daß sicn die Aussparung bzw. die Aussparungen, die auf der aem Walzspalt gegenüberliegenden Seite der Lageröffnung angeordnet.sind, über einen, Bogenumfang erstreckt bzw. erstrecken, der mindestens etwa 120° des Umfange der Lagerfläche umfaßt,

Mt Hilfe einer solchen Steuereinrichtung lassen sich Schwankungen in der Dicke eines von einem Walzwerk ablaufenden Bandes od.dgl. praktiacn verzögerungsfrei ausgleichen, indem der hydrostatische Druck zwischen den Laufzapfen der Arbeitswalzen und den zylindrischen Gleitlagerflächen der Zapfenlager sowie die Druckverteilung in üüifangsrichtung gesteuert werden, was unter der Einwirkung der das ablaufende Band überwachenden Tastvorrichtung erfolgt. Die Abstützung bzw. Lagerung der Walzen sowie die Änderung des Walzenabstandes erfolgen somit durch die Steuerung des hydrostatischen Flüssigkeitsdruckes unbeeinflußt von Änderungen der Viskosität und der Temperatur der flüssigkeit sowie von den Walzengeschwindigkeiten. Die erfindungsgemäße Steuereinrichtung läßt sich bei den vorhandenen Walzwerken ohne nennenswerte Änderungen derselben verwenden. Ferner wird die Möglichkeit geschaffen, Walzen zu verwenden, deren Laufzapfen erheblich größere Durchmesser aufweisen als die bekannten Walzen.

In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiel· der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch ein Walzwerk in Stirnansicht, welches mit der

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erfindungsgemäßen Steuereinrichtung ausgerüstet ist;

Pig. 2 in größerem Maßstab einen Querschnitt duroh das'Waissger üb t sowie die Abtast- und Steuereinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 3 in größerem Maßstab einen Querschnitt duroh das Walstnlager gemäß einem bevorzugten Ausführungebeispiel 4er Irfladung;

Fig. 4 einen Längsschnitt durch das Zapfenlager gwäB der Erfindung;

Pig. 5 ein abgeändertes Ausführungsbeiepiel der erfindungegeeäßen Einrichtung in dar Schnittdarsteilung gemäß Fig. J.

Die Zeichnung, die bevorzugte AuafUhrungebeispiele der erfindung·- gemäßen Einrichtung wiedergibt, zeigt in Fig. 1 ein Duowalzwerk A für das Walzen von Bandmetall B. Das Walzwerk weist in üblicher Weise zwei im Abstand nebeneinander angeordnete Walzständer 10 und 12 für die Lagerung der vertikal Im Abstand übereinander angeordneten Arbeitswalzen 14 und 16 auf, die jeweils mit Laufzapfen 13 versehen sind. Diese Laufzapfen sind in Zapfenlagern 20 und 22 drehbex gelagert, so daß die Arbeitswalzen über Antriebsspindeln 24 und 26 mit der erforderlichen Geschwindigkeit angetrieben werden können. Zur Verstellung der Zapfenlager 20 in vertikaler Richtung sind Spindelstellvorrichtungen 30 mit Schraubenspindeln 32 vorgesehen. Entsprechend sind den unteren Zapfenlagern 22 Schraubenspindeln 34 zugeordnet, wie dies insbesondere Pig. 2 erkennen läßt. Die Stellvorrichtungen dienen zur Grobeinstellung dee Abstandee der Arbeitswalzen. Um jedoch während des Betriebs eine Feineinstellung des Walzenabstandes vornehmen zu können, wie dies für die

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Einhaltung einer konstanten Dicke des Bandes E erforderlich ist, ist eine automatische '!Steuereinrichtung vorgesehen, die im folgenden näher erläutert wird.

Wie die Fig. 2 bis 4 erkennen lassen, weisen die Zapfenlager 20 der Walze 14 eine innere Zylinderfläch· 40 und dl· Laufzapfen dieser Walze eine Mantelfläche 42 auf. Diese Flächen können etwa denselben Durchmesser haben; um jedoch eine Relativbewegung zu ermöglichen, ist der Durchmesser der Fläche 42 kleiner als derjenige der Fläche 40. Erfindungsgemäß ist die Fläche 40 mit einer Anzahl an Aussparungen od.dgl. versehen, die in axialer Richtung paarweise angeordnet sind. Wie insbesondere die Fig. 3 und 4 zeigen, liegen die oberen Aussparungen 44 und 46 zwischen Stegteilen 48 und 49. Die unteren Aussparungen 50 und 52 werden seitlich von den Rippen bzw. Stegteilen 51 und 53 begrenzt» In entsprechender Weise sind in axialer Richtung im Abstand nebeneinander Seitenaussparungen 54 und 56 vorgesehen, von denen in. der Zeichnung nur jeweils eine Aussparung an jeder Seite der Zapfenlager dargestellt ist. Diese Seitenaussparungen werden .von Stegteilen 58 und 59 begrenzt, die in Umfangerichtung im Abstand voneinander angeordnet ' sind. Wie Fig. 4 zeigt, sind rund um die Fläche 40 führende ringförmige Aussparungen 60 und 62 vorgesehen, welche Rückflußleitungen für die Flüssigkeit bilden, die unter Druck den verschiedenen Aus* sparungen zugeführt wird. Diese ringförmigen Aussparungen werden seitlich von Voreprüngen bzw. Stegteilen 68 und 69 begrenzt, welch· den Abfloß der Flüssigkeit seitlich aus den ringförmigen Auasparun-

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gen verhindern. Zur Verbesserung der Dichtwirkung sind Dichtungen 64 und 66 vorgesehen.

Die oberen Aussparungen sind mit voneinander unabhängigen Kanälen 70 und 72 versehen, während die unteren Aussparungen getrennte Kanäle 74 '.und- 76 aufweisen. Entsprechend ist jede der Seitenaussparungen 54, 56 mit getrennten Doppelkanälen 80, 82 verbunden. Gemäß Fig. 2 ist eine Tastvorrichtung 90 vorgesehen, welche die Dicke des das Walzwerk verlassenden Bandes B abtastet. Die Tastvorrichtung ist unmittelbar an verstellbare Druckpumpen 92 und 94 angeschlossen, so daß sie diese Pumpen steuern kann. Für die Steuerung des Druckmittelflusses der Pumpen zwecks Änderung des Lagerdruckes an den Laufzapfen können selbstverständlich auch Steuerventile verwendet werden. Die Einrichtung weist ferner eine Pumpe 96 mit im wesentlichen konstantem Druck auf. Die Pumpen 92 und 94 bzw. die statt dessen vorgesehenen Steuerventile werden so gesteuert, daß der Druck in den oberen Aussparungen erhöht wird, wenn die Tastvorrichtung 90 einen Anstieg in dem Stichmaß bzw. der Stärke des Metallbandes B feststellt. Umgekehrt werden die Pumpen 92 und 94 bei einer Abnahme der Bandstärke so von der Tastvorrichtung gesteuert, daß der Druck und der fliissigkeitszufluß zu den Aussparungen 44 und 46 über die Kanäle 70 und 72 automatisch herabgesetzt werden. Auf diese Weise läßt sich die Dicke des Metallbandes automatisch unabhängig von der Drehgeschwindigkeit der Walzen und ohne eine Längsbewegung derselben gegeneinander steuern.

Wie Fig. 3 erkennen läßt, weisen die oberen Aussparungen 44 uiiü 46

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und deren Stegteile 48 und 49 eine Bogenlänge von mindestens etwa 120^er auf. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Druck unter 36,2 kg je cm und einer maximalen Walzkraft von 725 760 kg die Länge der oberen Aussparungen mindestens etwa 120 betragen sollte. Sa die . Stejteile 48 und 49 vergleichsweise schmal sind, können sie in diese Länge einbezogen werden.

Aufgrund der Anordnung der in axialer Richtung im Abstand nebeneinander angeordneten Aussparungen ist die Gefahr einer Verformung der Arbeitswalze wanrend der Steuerung der Walzgutstärk· geringer. In Fig. 4 ist der Durchmesser der Walze 14 mit a und der Durchmeseer des Laufzapfens la mit b bezeichnet. Venn die Walze quer aus dem Walzständer 12 herausgenommen werden soll, so muß der Durchmesser der Walze 14 kleiner sein als derjenige der Öffnung 12·. Dies ist in Fig. 2 nicht dargestellt, obwohl es weithin üblich let. Oa der Walzendurchmesser somit von der Größe der öffnung 12' beetiumt wird, hat es sich in der Vergangenheit al· zweckmäßig erwiesen, den Durchmesser des Laufzapfen· 18 ·ο su bemeeeea, daß tr etwa das 0,7- bis 0,8-faohe der Waleenabatatung betrügt, bo da8 in den Zapfenlagern geeignete L*uf«apfenlager angeordnet werden können. Bei der erfindungegemäßen linriohtung erfolgt die Ab·tutsung bzw. die Lagerung der Walzen an einer verhältnismäßig dünnen Flüsaigkeits- bzw. Olechioht. Sb let daher möglich, da· Kai b -bis auf etwa 95# des Maßes a anzuheben. Die einzige Begrenzung wird dadurch gegeben, daß das Maß a so viel größer sein muß als das Maß b, daß für ein späteres Nachschleifen der Walze 14 genügend

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Material verbleibt. Bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung kaJin somit der Laufzapfen einen verhältnismäßig großen Durchmesser erhalten, wodurch die Festigkeit bzw. die Biegesteifigkeit der Arbeitswalze erhöht wird. Es hat sich gezeigt, daß bei einem Walzendurchmesser von 91,5 cm der Laufzapfen einen Durchmesser von 86,5 cm erhalten kann. Mit anderen Worten ist es bei Verwendung der erfindungsgemäßen Einrichtung möglich, das Verhältnis b : a auf etwa 957° zu erhöhen.

In Fig. 5 ist ein zweites Ausfuhrungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Bei diesem Ausfuhrungebeispiel umfaßt die Innenfläche der Zapfenlager zwei obere Blöcke 100 und 102, die mit Aussparungen 104 bzw. 106 versehen sind. Jeder dieser Blöcke hat eine Umfangslänge von etwa'60° oder mehr. Es ergibt sich somit eine obere Stutzfläche von etwa 120° oder mehr. Die unteren Blöcke 110 und 112 sind ebenfalls mit Aussparungen 114 bzw. 116 versehen. In der Zeichnung ist lediglich jeweils ein Satz dieser Aussparungen dargestellt. Es versteht sich jedoch, daß auch bei dieser Ausführung die Aussparungen paarweise vorhanden sind. Zur Steuerung der Dicke des zwischen den Walzen hindurchlaufenden Bandes werden die oberen Aussparungen von einem entsprechenden Druck beaufschlagt, wie dies zuvor beschrieben wurde. Es empfiehlt sieh, auch hler die Anordnung so zu treffen, daß die Steuerung durch Änderung de« Druckes der Walzen-Aussparungen bewirkt wird. Vorzugsweise wird die Steuerung so vorgenommen, daß c* Le Blöcke in den Seitenaussparungen der Walzenlagerung sich ausgleichen, so daß sich die Arbeitswalzen während des Betriebs des Walzwerkes A nicht in Längsrichtung be— ^gefckonnen. 109816/04 98

Claims (6)

- 11 - " ' ■ P a t e η t a η s ρ r ti-c he

1. Einrichtung zur Steuerung aes Walzspaltes bei Walzwerken, insbesondere Duowalzwerken für das Walzen von Bandmetäll od.dgl., welche zwei in nebeneinander angeordneten Walzständern gelagerte Arbeitswalzen mit im wesentlichen-zylindrischen Walzenflächen und mit Laufzapfen aufweist, die in Zapfenlagern der Walzständer drehbar gelagert sind, welche zur Einstellung des Stichmaßes gegeneinander verstellbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die m die Laufzapfen (18) der Walzen (14, 16) aufnehmenden Lageröffnungen an ihrer zylindrischen Lagerfläche (40) eine Anzahl von Aueaparungen (44, 46, 50, 52, 104, 106, 114, 116) aufweisen, die von einer Druckflüssigkeit beaufschlagbar sind, wobei mindestens ein· dieser Aussparungen auf der dem Walzgut gegenüberliegenden Seite der Lageröffnung liegt, und daß eine Tastvorrichtung (90) vorgesehen ist, die das bandförmige Walzgut (B) in Laufrichtung hinter den Walzen auf Änderungen der Walzgutstärk· abtastet, wobei zur Steuerung der Walzgutetärke eine von Jj der Teetrorrichtung (90)beeinflußte Vorrichtung (92, 94) zur Änderung d·· Druck·· in der genannten Aussparung (44, 46, 104, 106) vorgesehen ist. '

2. Einrichtung nMh Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der dt* Vtlsspftlt gegenüberliegenden Seite zwei Aussparungen (44, 46, 104» 3JÖt) tog«or4n*t sind, deren Druokbeaufechiagung τοπ tor g«aafi&t«a Torrieh tung (92, 94) gesteuert ist.

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3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die 'Aussparungen (104, 106) an den genannten Lagerflächen in Umfangsrichtung im Abstand voneinander angeordnet sind.

4. Einrichtung nach Anspruch 2 oder 5, dadurch gekennzeichnet^ daß die Aussparungen (44, 45, 104, 106) in axialer Richtung im Abstand voneinander angeordnet Bind.

5. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der dem Walzspalt gegenüberliegenden Seite der Lageröffnung befindliche Aueaparung bzv. Aussparungen (44, 46, 104, 106) eich auf einem Bogenumfang von mindestens etwa 120° des Umfange der Lagerfläche erstrecken.

6. Einrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß jede Lagerfläche zvei Seitenauesparungen (54, 56) aufweist, die diametral einander gegenüberliegen und die zur Vermeidung einer Längsbewegung der Walzen (14, 16) von einem konstanten Druck beaufschlagbar sind.

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L e e rs e i t e