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Die
Erfindung hat ein Verfahren und eine Vorrichtung zur thermischen
Regelung des Profils einer Walze in einem Walzwerk zur Aufgabe.
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Eine
Walzanlage für
Metallband umfasst im Allgemeinen einen oder mehrere Walzständer, die
jeweils mindestens zwei Arbeitswalzen umfassen und mit Mitteln zum
Steuern des Ablaufens eines zu walzenden Bands zwischen den Walzen
versehen sind.
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Gewöhnlich umfasst
jeder Walzständer
zwei beabstandete Stützsäulen, die
mit Querbalken verbunden sind, zwischen welchen eine Einheit aus übereinander
gelagerten Walzen montiert ist, die parallele Achsen haben und im
Wesentlichen in einer gleichen Spannebene im Wesentlichen senkrecht
zu der Ablaufrichtung des Produkts angeordnet sind.
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Man
kann Walzwerke verschiedener Typen herstellen. Im Allgemeinen läuft in einem
Walzwerk das zu walzende Produkt zwischen zwei Arbeitswalzen durch,
die die Walzebene bestimmen; diese Walzen haben vorzugsweise im
Vergleich zu den Kräften,
welchen sie unterworfen werden, einen relativ kleinen Durchmesser
und sind daher jeweils auf mindestens zwei Stützwalzen abgestützt, zwischen
welchen die Walzkraft angelegt wird.
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Die
so genannten „Quarto"-Walzwerke umfassen
daher vier übereinander
gelagerte Walzen, jeweils zwei Arbeitswalzen, die jeweils mit zwei
Stützwalzen
mit größerem Durchmesser
versehen sind.
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Bei
den „Sexto"-Walzwerken sind
Zwischenwalzen zwischen jeder Arbeitswalze und jeder entsprechenden
Stützwalze
eingefügt.
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Andere
Walzwerktypen, die eine größere oder
kleinere Anzahl von Walzen umfassen, sind bekannt und werden in
der Industrie verwendet.
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Die
Walzen stützen
sich entlang von im Wesentlichen parallelen Stützlinien, die nach einer Mantellinie
ausgerichtet sind, deren normalerweise geradliniges Profil von den
angelegten Kräften
und der Festigkeit der Walzen abhängt, aufeinander. Im Allgemeinen
wird die Spannkraft durch Schrauben oder Zylinder angelegt, die
zwischen dem Ständer
und den Enden der Welle der oberen Stützwalze eingefügt sind,
wobei sich die untere Stützwalze über ihre Enden
direkt auf dem Ständer
abstützt.
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Die
Spannkräfte
werden zwischen den zwei Enden der zwei Stützwalzen angelegt. Da das Walzprodukt
mit variabler Breite nicht die ganze Länge der Arbeitswalzen bedeckt,
kann sich jede Walze unter der Einwirkung der angelegten Kräfte durchbiegen, und
daraus ergibt sich eine Stärkenvariation
des Durchgangsraums des Bands zwischen den Arbeitswalzen, wobei
die Ränder
des Bands daher dünner sein
können
als der mittlere Teil. Diese Stärkenmängel führen auch
zu Ebenheitsfehlern des gewalzten Bands, insbesondere beim Kaltwalzen
und bei dünnen
Stärken.
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Man
versucht schon seit langem, diese Stärkenfehler auf dem Querprofil
des Walzprodukts zu korrigieren, und man hat dazu verschiedene Mittel verwendet.
Man hat zum Beispiel vorgeschlagen, die Verformung der Walzen aufgrund
der Walzkraft durch ein Wölben
ihrer Oberfläche
auszugleichen, das durch Bearbeitung gemäß einem besonderen Profil erzielt
wird. Es wurde auch vorgeschlagen, eine kontinuierlich einstellbare
Korrektur durch Biegekräfte der
Arbeitswalzen durchzuführen,
die im Allgemeinen kleinen Durchmesser haben, indem gesteuerte Biegekräfte an die
zwei Enden ihrer Welle angelegt werden.
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In
jüngerer
Zeit wurde vorgeschlagen, die Verteilung der Belastungen auf die
Breite der Walzen zu modifizieren, indem mindestens einer der Stützwalzen
ein einstellbares Profil verliehen wird. Eine solche Walze umfasst
einen verformbaren Mantel, der um eine stationäre Welle drehend montiert ist,
auf welche die Spannkraft angelegt wird, und die sich auf dieser
Welle über
eine Einheit von Zylindern abstützt, die
einzeln in Position und/oder Druck durch ein Regelsystem in Abhängigkeit
von einer Ebenheitsmessung, die auf dem Band stromabwärts des
Walzwerks durchgeführt
wird, einstellbar ist, wobei die Stärkenmängel, die so be stimmt werden,
ausgeglichen werden, indem auf die Verteilung der Belastungen über die
Breite des Bands eingewirkt wird.
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Diese
Stärkenmängel sind
im Wesentlichen auf das Abflachen der Walzen unter der Last zurückzuführen, und
die vorgeschlagenen Betätigungsmittel
wirken auf das Profil der Auflagemantellinie ein, um den allgemeinen
Verlauf der Verformung zu modifizieren, erlauben es jedoch nicht,
das Profil der Walze im Querschnitt an einer bestimmten Stelle lokal
zu korrigieren.
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Es
wurde daher vorgeschlagen, das Abflachen der Walzen oder zumindest
die Ungleichmäßigkeit
des Abflachens in die Breite durch eine Durchmesservariation auszugleichen,
die lokal durch Wärmedehnung
erzielt wird.
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Das
Walzen setzt nämlich
im Allgemeinen viel Hitze durch Reibung des zwischen den Arbeitswalzen
gewalzten Bands frei, und es ist daher erforderlich, diese abzukühlen. Dazu
ist mindestens eine der Walzen, normalerweise eine Arbeitswalze,
mit einer Rampe zum Sprühen
eines flüssigen
Kühlmittels versehen,
die eine Vielzahl von Besprengungselementen umfasst, die voneinander
entlang einer Richtung parallel zur Achse der Walze beabstandet
und jeweils mit einer Sprühdüse für einen
Flüssigkeitsstrahl
versehen sind, der auf eine Seite der zu der Rampe gerichteten Walze
gerichtet ist, und deren Durchsatz für jedes Besprengungselement
mit einem Ventil bestimmt wird, das individuell von einem Regelsystem
gesteuert wird.
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Dieser
Wärmeeffekt
muss auf den Teil der Walze beschränkt werden, der das Band im
Laufe des Ablaufens bedeckt, und daher bestimmt das Regelsystem
der Durchsätze
das Öffnen
der Ventile der Besprengungselemente auf einem eingeschränkten Teil
der Rampe, der das Sprühen
der Flüssigkeit
auf eine gekühlte
Zone der Walze bestimmt, die der Breite des gewalzten Bands entspricht,
und das Schließen
der Ventile auf den übrigen
Teilen der Rampe.
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Jede
Sprühdüse ist gewöhnlich mit
einem Schlitz versehen, der es erlaubt, einen flachen Strahl abzugeben,
der auf eine Mittelebene zentriert ist, die die Walzenachse quer
schneidet, so dass eine längliche
Auftrefffläche
mit einer geringen Breite gebildet wird, die sich auf einen Teil
der Walzenhöhe
erstreckt.
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Die
gekühlte
Zone besteht daher aus einer Reihe von Auftreffflächen, die
im Wesentlichen parallel und untereinander um einen Abstand beabstandet sind,
der etwas größer ist
als die Breite jeder Auftrefffläche.
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Vorzugsweise
sind die Mittelebenen der flachen Strahlen, in welchen sich die
großen
Achsen der Auftreffflächen
befinden, zu der Walzenachse so geneigt, dass sich der Aufprall
von links nach rechts zu beiden Seiten der Strahlmitte verteilt,
wobei eine Breite bedeckt wird, die ohne Wechselwirkung zwischen
den Auftreffflächen
leicht über
und unter die Mitten der benachbarten Strahlen übersteht.
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Ferner
kann der mittlere Durchsatz des auf jede Auftrefffläche gesprühten Fluidstrahls
pro Zeiteinheit individuell durch das Regelsystem der Durchsätze geregelt
werden. Es ist daher möglich,
mit Präzision
nach aufgeteilten Zonen eine Profilvariation im Querschnitt der
Walze auf die ganze Länge
der gekühlten
Zone zu steuern, um die Verteilung der Belastungen zu modifizieren,
um stromabwärts
erfasste Ebenheitsfehler zu korrigieren.
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Derartige
Systeme haben ihre Effizienz gezeigt, insbesondere beim Walzen dünner und
sehr dünner
Bänder.
Sie wurden ursprünglich
aufgrund der geringen Wärmeträgheit in
Folge der geringen Stärke
und der Formbarkeit des Metalls für das Walzen nicht eisenhaltiger
Metalle verwendet, insbesondere für Aluminium. In jüngerer Zeit
hat man sich jedoch bemüht,
dieses Wärmeregulierungsverfahren auch
auf das Walzen eisenhaltiger Metalle anzuwenden.
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Dank
aller dieser neuen Mittel konnte die Qualität der Ebenheit der Walzbleche
beachtlich verbessert werden. Aufgrund eben dieser Ver besserung wurden
jedoch Restmängel,
welchen man zuvor keine Beachtung geschenkt hatte, an den Rändern der Walzbänder, insbesondere
der dünnsten
Walzbänder an
den Tag gelegt.
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Die
Erfindung hilft diesem Nachteil ab, indem sie Perfektionierungen
an den bisher für
das Regeln der Walzwerkwalze verwendeten Systemen beisteuert, die
es erlauben, eine möglichst
perfekte Ebenheitsqualität
zu erzielen.
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Dazu
verwendet die Erfindung ein System zur thermischen Regelung des
herkömmlichen
Typs, bei dem mindestens eine Walze des Walzwerks mit mindestens
einer Rampe zum Sprühen
eines Fluids versehen ist, die es erlaubt, die Wirkung der Fluidstrahlen
nach unterteilten Zonen auf eine gekühlte Zone der Walze zu steuern.
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Erfindungsgemäß variiert
man den Abstand zwischen den Mittelachsen der Auftreffflächen in
Abhängigkeit
von der Position der Auftreffflächen
der Fluidstrahlen auf der Länge
der gekühlten
Zone, so dass diese eine zentrale Zone umfasst, in welcher die Mittelachsen
der Auftreffzonen um einen Abstand beabstandet sind, der im Wesentlichen
konstant ist, und wobei sich zwei Übergangszonen zu beiden Seiten der
zentralen Zone mindestens bis zu den zwei Rändern des Bands erstrecken,
und in welchen der Abstand zwischen den Mittelachsen der Auftreffflächen im
Vergleich zum Abstand der zentralen Zone verringert ist.
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Besonders
vorteilhaft umfasst die erfindungsgemäße Sprührampe einen zentralen Teil
mit konstantem Abstand, der der zentralen Zone der gekühlten Zone
entspricht, in welcher jeder Fluidstrahl gemäß einer Einspritzachse ausgerichtet
ist, die zu der Walzenachse senkrecht ist, und zwei seitliche Teile
mit verringertem Abstand, in welchen man die Ausrichtungen der Achsen
der Strahlen in Bezug auf die Walzenachse variieren lässt, so
dass sie jeweils zu zwei Übergangszonen
zu beiden Seiten der zentralen Zone der Walze zusammenlaufen, wobei
die Anzahl der Düsen
mit konvergierenden Strahlen derart ist, dass aufgrund ihres Abstandes
auf der Rampe jeder seitliche Teil der Rampe eine Länge ab deckt, die
größer ist
als jene der entsprechenden Übergangszone
der Walze.
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Vorzugsweise
neigt man die Mittelebenen der Strahlen, die auf die zentrale Zone
der Walze gerichtet sind, um einen selben Winkel ungleich Null, und
man vergrößert progressiv
den Neigungswinkel der Mittelebenen der jeweils auf die zwei Übergangszonen
gerichteten Strahlen mit dem Beabstanden der entsprechenden Auftrefffläche von
der zentralen Zone.
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Die
Erfindung gilt daher für
eine Vorrichtung zur thermischen Regelung, die wie bekannt mindestens
eine Sprührampe
umfasst, die aus einer Vielzahl beabstandeter Besprengungselemente
besteht, die mit Kühlflüssigkeit
versorgt werden und jeweils mit einem Ventil versehen sind, das
mit einem System zum individuellen Regeln des Sprühdurchsatzes
durch jedes Besprengungselement verbunden ist.
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Erfindungsgemäß, und da
die Breite des zu walzenden Produkts zwischen einer Mindestbreite und
einer Höchstbreite
variieren kann, umfasst die Sprührampe
mindestens drei Reihen von Besprengungselementen, jeweils eine zentrale
Reihe, die einen zentralen Teil der gekühlten Zone über eine Länge bedeckt, die maximal gleich
der Mindestbreite des Produkts ist, und in welcher die Besprengungselemente
feste Ausrichtungen haben, so dass die Achsen der entsprechenden
Auftreffflächen
um einen konstanten Abstand in dem zentralen Teil von der gekühlten Zone
beabstandet sind, und zwei seitliche Reihen, die sich zu beiden
Seiten der mittleren Reihe erstrecken, um insgesamt eine Länge zu bedecken, die
mindestens gleich der Höchstbreite
des Produkts ist, und in welcher die Besprengungselemente auf der
Rampe schwenkend montiert sind, wobei jede seitliche Reihe mit einem
Mittel zum Regeln der Ausrichtung mindestens einer Gruppe schwenkender Besprengungselemente
verbunden ist, so dass die Abstände
zwischen den Achsen der Auftreffflächen in einer Übergangszone
an jedem Ende der gekühlten Zone
der Walze verringert werden.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform,
bei der das zu walzende Band auf einer Längssymmetrieebene des Walzwerks
zentriert ist, umfasst jede seitliche Reihe von Besprengungselementen
vom Inneren nach außen
hin einen ersten Abschnitt, in welchem die Achsen der Strahlen orthogonal
zu der Achse der Walze sind und der einen ersten seitlichen Teil der
gekühlten
Zone der Walze über
eine Länge
derart bedeckt, dass die Gesamtlänge
des zentralen Teils der gekühlten
Zone erhöht
um die ersten seitlichen Teile kleiner ist als die Bandbreite, und
einen zweiten Abschnitt, in dem die Achsen der Strahlen in das Innere
in Bezug auf die Walzenachse geneigt sind und der einen zweiten
seitlichen Teil der gekühlten
Zone über
eine Länge
bedeckt, so dass die Gesamtlänge der
gekühlten
Zone mindestens gleich der Bandbreite ist, wobei jeder zweite Abschnitt
einer seitlichen Reihe an einem Ende der gekühlten Zone eine Übergangszone
bedeckt, die einem Rand des Bands entspricht, und in der die Mittelachsen
der Auftreffflächen
um einen Abstand entfernt sind, der kleiner ist als der Abstand
der Auftrefffläche
in dem Mittelteil beziehungsweise den ersten seitlichen Teilen der
gekühlten
Zone.
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Besonders
vorteilhaft umfassen die Mittel zur Regelung der Ausrichtung der
Strahlen zwei Mittel zur Steuerung des Schwenkens einer Gruppe von Besprengungselementen
auf jeder seitlichen Reihe, wobei jedes Steuermittel entlang der
Rampe bewegbar und mit einem Mittel zur Regelung seiner Position in
Abhängigkeit
von der Breite des Bandes und mit einem Mittel zum selektiven Eingreifen
des Steuermittels in eine Gruppe von Besprengungselementen versehen
ist, die einen zweiten Abschnitt jeder seitlichen Reihe darstellen,
um eine Übergangszone
an jedem Ende der gekühlten
Zone abzudecken.
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Gewöhnlich umfasst
jedes Besprengungselement einen röhrenförmigen Körper, der ein Austrittsende
hat, das mit einer Düse
zur Erzeugung des Strahls versehen ist, und ein Eintrittsende, das
mit der Versorgungsleitung über
einen Anschlussteil verbunden ist, der einen Verbindungskanal zwischen dem
Inneren der Leitung und dem Äußeren des
Eingangs des röhrenförmigen Körpers begrenzt,
auf dem ein Ventil angeordnet ist, das individuell mit dem Regelungssystem
verbunden ist.
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Erfindungsgemäß umfasst
jedes Besprengungselement in jeder seitlichen Reihe der Rampe einen
röhrenförmigen Körper, der
auf dem Anschlussteil um mindestens eine Achse schwenkend montiert
ist, die zu einer Achse der Walze orthogonal ist.
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Zum
Regeln der Ausrichtungen der Strahlen ist jede seitliche Reihe von
Besprengungselementen mit einem Mittel zum selektiven Steuern des
Schwenkens einer Gruppe von Besprengungselementen verbunden, das
einen Curser umfasst, der mit beabstandeten Fingern versehen und
gleitend auf einem Träger,
entlang einer Achse parallel zu der Versorgungsleitung der Rampe
befestigt ist, ein Mittel zum Steuern des Gleitens des Cursers auf
seinem Träger
für das
Regeln der Position des Cursers entlang der Rampe, und ein Mittel
zum Steuern der Drehung des Cursers um seine Achse in zwei entgegen
gesetzte Richtungen, jeweils des Eingreifens und des Lösens der
Finger des Cursers zwischen den röhrenförmigen Körpern einer Gruppe von Besprengungselementen der
Rampe.
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Bei
einer bevorzugten Ausführungsform
sind die Finger des Cursers um einen konstanten Abstand beabstandet,
der etwas kleiner ist als der Abstand zwischen den Achsen der röhrenförmigen Körper von zwei
benachbarten Besprengungselementen, wobei die Finger des Cursers
nacheinander auf den röhrenförmigen Körpern beim
Gleiten des Cursers zum Aufliegen kommen, um eine progressive Variation
der Neigungswinkel der Strahlen in Bezug auf die Achse der Walze
zu bestimmen.
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Die
Erfindung deckt aber auch andere vorteilhafte Merkmale, die Gegenstand
der Unteransprüche
sind und sich aus der folgenden Beschreibung einer besonderen Ausführungsform
ergeben, die beispielhaft gegeben und auf den anliegenden Zeichnungen
dargestellt ist.
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1 stellt
schematisch im Aufriss die Einheit der Walzen eines Walzwerks des
Typs Quarto dar, ausgestattet mit jeweils zwei Sprühsystemen
der zwei Arbeitswalzen.
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2 ist
eine schematische Vorderansicht der Einheit der Walzen.
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3 ist
eine schematische Draufsicht der Einheit einer Sprührampe.
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4 zeigt
schematisch die Verteilung der Auftreffflächen der Strahlen am Ende der
gekühlten Zone
einer Walze.
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5 ist
eine Ansicht im axialen Schnitt eines Besprengungselements.
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6 ist
eine schematische Ansicht im Längsschnitt
des Endes einer Sprührampe.
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7, 8 und 9 sind
Querschnittansichten jeweils entlang der Linien AA, BB, CC der 6.
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10 zeigt
die Einheit der Sprührampe
im Längsschnitt
entlang der Linie DD der 7.
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11 ist
eine Längsschnittansicht
entlang der Linie EE der 8.
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12 stellt
schematisch die verschiedenen Regelungsmöglichkeiten dar.
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In
den 1 und 2 wurde schematisch jeweils
im Querschnitt und in Vorderansicht, die Einheit eines Walzwerks
des Typs Quarto dargestellt, das vier übereinander gelagerte Walzen
umfasst, jeweils zwei Arbeitswalzen 1, 1' und zwei Stützwalzen 10, 10', wobei die
Einheit im Inneren eines Ständers 11 angeordnet
ist, der Mittel 12 zum Anlegen von Spannkräften auf
die Enden der Welle einer der Stützwalzen 10 trägt, wobei
die andere Stützwalze 10' auf Verkeilungen
aufliegt. Man führt
derart das Walzen eines Produkts M durch, das gemäß einer horizontalen
Ablaufebene P1 zwischen den zwei Arbeitswalzen 1, 1' durchläuft. Normalerweise
ist das Produkt M auf eine senkrechte Symmetrieebene P2 des
Ständers
zentriert.
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Das
zu walzende Produkt M besteht aus einem Metallband mit zwei Rändern 13a, 13b,
die um eine Breite L beabstandet sind, die in Abhängigkeit vom
Typ des zu walzenden Produkts zwischen einer Mindestbreite L0 und einer Höchstbreite L1 variieren kann.
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Im
Allgemeinen ist die Breite L des Produkts kleiner als die Länge der
Arbeitswalzen, deren Auflagemantellinie 14 an das Produkt
nur an einen Teil ihrer Länge
angelegt ist. Daraus ergibt sich, wie oben erwähnt wurde, dass die von den
Spannmitteln 12 zwischen den Walzen angelegte Walzkraft
eine Biegung dieser Walzen bestimmt, die die Verteilung der Belastungen
entlang der Auflagemantellinie 14 modifiziert, wobei die
zwei Ränder 13a, 13b des
Bands im Allgemeinen stärker
zusammengedrückt
werden als der zentrale Teil.
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Daraus
ergeben sich Ebenheitsmängel,
die ausgeglichen werden können,
indem auf das Profil der Walzen eingewirkt wird.
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Wie
weiter oben erwähnt,
kennt man insbesondere mechanische Korrekturvorrichtungen für Ebenheitsmängel, die
Biegekräfte
in eine Richtung oder in die andere auf den Enden der Arbeitswalzen ausüben oder
auf das Profil einer Stützwalze
einwirken, das aus einem verformbaren Mantel besteht, der um eine
feste Welle dreht.
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Diese
Vorrichtungen erlauben es, die Ebenheitsqualität der gewalzten Bänder beachtlich
zu verbessern. Es existieren jedoch noch Restmängel auf den zwei Rändern des
Bands, und man hat festgestellt, dass diese Restmängel auch
bei Bändern
mit sehr geringer Stärke
auf die plötzliche
Unterbrechung der Verteilung der Belastungen zurückzuführen sein können, die auf der Ebene jedes
Rands aufgrund der Tatsache auftritt, dass ab diesem die Arbeitswalze
nicht mehr auf das Produkt angelegt ist.
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Die
mechanischen Vorrichtungen zur Ebenheitskorrektur, bei welchen die
Verteilung der Belastungen durch Wölben der Arbeitswalzen oder
durch Verwenden einer Stützwalze
mit verformbarem Mantel korrigiert wird, erlauben es nicht, das
Profil der Arbeitswalzen lokal anzupassen, um diese Unterbrechung
zu berücksichtigen,
denn die Biegelinie der Walze ist nicht notwendigerweise progressiv.
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Ferner
kommen die Arbeitswalzen im Fall der sehr dünnen Bänder untereinander außerhalb des
Bands in Berührung,
was die Korrekturmöglichkeiten
einschränkt.
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Wie
gesehen, ist es auch möglich,
das Profil der Walzen durch Fluidsprühen in aufgeteilten Zonen thermisch
zu regeln. Die bisher dazu verwendeten Vorrichtungen erlaubten es
jedoch nicht, das Profil der Walze auf der Ebene jedes Rands mit
ausreichender Präzision
zu regeln.
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Die
Besprengungselemente haben nämlich notwendigerweise
Mindestabmessungen, die von dem durchzulassenden Fluiddurchsatz
und dem Platzbedarf der mechanischen Teile abhängen, und es ist nicht möglich, diesen
Platzbedarf unter ein bestimmtes Limit zu verringern.
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Ferner
ist die Miniaturisierung der verwendeten Bauteile nicht mit ihrer
Zuverlässigkeit
kompatibel. Da nun aber Ebenheitsmängel zu korrigieren sind, die
auf einem Band auftreten, das mit sehr großer Geschwindigkeit abläuft, werden
die mit den Regelorganen verbundenen Ventile, und die das Regeln des
mittleren Sprühdurchsatzes
erlauben, abwechselnd zum Öffnen
und zum Schließen
mit einer Periode von nur einigen Sekunden aktiviert. Ferner ist man
jetzt daran gewöhnt,
eine Anlage ununterbrochen während
sehr langer Perioden laufen zu lassen, eventuell während mehrerer
Monate, und die Stillstände
sind beim ordnungsgemäßen Betrieb
zu kurz, um Regelungen oder das Ersetzen defekter Teile zu erlauben.
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Daher
verwendet man erfindungsgemäß, statt
danach zu streben, den Platzbedarf der Besprengungselemente so weit
wie möglich
zu verringern, ganz im Gegenteil Besprengungselemente, die die erforderlichen
Maße haben,
um ihre Zuverlässigkeit
sicherzustellen, und um die Präzision
der thermischen Regelung zu verbessern, lässt man einfach die Ausrichtungen
der Strahlen an den zwei Enden der Rampe variieren, so dass der
Abstand zwischen den Mittelachsen der Auftreffflächen auf einer Übergangszone
mit regelbarer Breite auf der Ebene jedes seitlichen Rands des Bands
verringert wird.
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In
der Praxis kann diese Übergangszone eine
Breite von 30 bis 40 mm haben, und der Abstand zwischen den Achsen
der Auftreffflächen
der Strahlen kann zum Beispiel bis zu der Hälfte des Abstands verringert
werden, der in der zentralen Zone dem Mindestplatzbedarf der Besprengungselemente
entspricht.
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In
dem in 1 dargestellten Fall eines Walzwerks des Typs
Quarto verwendet man zwei Sprühvorrichtungen 2, 2', die jeweils
zu beiden Seiten der Ebene P1 des Ablaufens
des zu walzenden Bands M angeordnet sind und jeweils mindestens eine
Rampe 3, 3' zum
Sprühen
eines Kühlmittels
auf eine seitliche Fläche 4 der
entsprechenden Arbeitswalze 1, 1' umfassen.
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Im
Allgemeinen besteht jede Sprührampe 3, 3' aus einer Vielzahl
von Besprengungselementen A, die nebeneinander in gleichen Abständen voneinander
auf einem Tragblock 20 angeordnet sind, der einen starren
Balken bildet, der an seinen Enden von zwei Säulen des Ständers 11 getragen
wird und sich parallel zu der Achse der Arbeitswalze über deren ganze
Länge erstreckt.
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Wie
bekannt, kann jede Kühlvorrichtung 2, 2' auch eine zweite
Rampe 21, 21' zum
Sprühen
von Flüssigkeit
umfassen. Diese zweite Rampe ist zu der oberen Stützwalze 10 ausgerichtet, über dem
Band M und in dem Raum, der zwischen diesem und der unteren Arbeitswalze 1 unterhalb
des Bands liegt.
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Eine
solche Anordnung ist nicht notwendigerweise symmetrisch, wobei sich
die Flüssigkeit schwerkraftbedingt
verteilen kann, um das Schmieren aller Walzen sicherzustellen.
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Jedes
Besprengungselement A besteht aus einem röhrenförmigen Körper 5, der mit einem
Anschlussteil 26 auf dem Tragblock 20, 20' befestigt ist, in
dem Versorgungsleitungen, jeweils 22 für die Hauptsprührampe 3, 3' und 23 für die Nebensprührampe 21, 21' eingerichtet
sind.
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Jeder
Anschlussteil 26 eines Besprengungselements A wird mit
der Versorgungsleitung 23 durch einen Verbindungskanal 24 verbunden,
auf dem ein Magnetventil 25 angeordnet ist, das einzeln
gesteuert wird, um den Versorgungsdurchgang des Besprengungselements
A zu regeln. An seinem entgegen gesetzten Ende ist der röhrenförmige Körper 5 durch
eine Düse 52 verschlossen,
die mit einer Spalte zum Bilden eines flachen Fluidstrahls J mit
kleiner Stärke
versehen ist, zentriert auf einer Einspritzachse 50 und
mit einer Mittenebene P3, die die Achse
x'x der Walze quer
schneidet.
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Wie 1 zeigt,
sind die Tragblöcke 20, 20' der zwei Sprühvorrichtungen 2, 2' so ausgerichtet, dass
die Einspritzachsen 50 der Fluidstrahlen, die von jeder
Rampe 3, 3' gebildet
werden, in Ebenen platziert sind, die im Wesentlichen durch die
Achsen der entsprechenden Arbeitswalzen 1, 1' verlaufen.
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Jeder
Fluidstrahl J trifft daher die Fläche 4 der zu der Rampe 3 gerichteten
Walze gemäß einer länglichen
Fläche
S, die im Wesentlichen die Form eines gebogenen Rechtecks mit einer
großen
Querachse zu der Achse x'x
hat und eine geringe Breite im Vergleich zu der Entfernung zwischen
den Achsen zweier benachbarter Strahlen aufweist, so dass keine
Wechselwirkungen zwischen den Auftreffflächen bestehen. Die Kühlwirkung
kann daher lokal nach geteilten Zonen geregelt werden.
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Alle
diese Vorrichtungen sind herkömmlich und
erfordern keine genauere Beschreibung.
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Die
Erfindung unterscheidet sich von den gewöhnlich verwendeten Sprühvorrichtungen
durch die Tatsache, dass die Sprührampe 3,
wie schematisch in 3 dargestellt, aus drei Reihen
von Besprengungselementen besteht, jeweils einer zentralen Reihe 31,
die aus Besprengungselementen A besteht, die starr auf dem Tragblock 20 befestigt
sind, und aus zwei seitlichen Reihen, jeweils 32a, 32b,
die aus ausricht baren Besprengungselementen A' bestehen, die schwenkend auf dem Tragblock 20 montiert
sind und deren Ausrichtung man zu der besprühten Seite der Walze 1 regeln
kann.
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Wie
oben erwähnt,
muss jedes Besprengungselement A, A' ausreichende Maße aufweisen, um ein zuverlässiges Funktionieren
sicherzustellen. Die Anschlussteile 26 sind daher voneinander
entlang der Rampe 3 mit einem konstanten Abstand (a) beabstandet,
der dem Mindestplatzbedarf der Besprengungselemente entspricht.
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Die
Anzahl der stationären
Besprengungselemente A, welche die zentrale Reihe 31 der
Rampe 3 bilden, wird in Abhängigkeit von dem Abstand (a) bestimmt,
so dass eine Länge
der gleichen Größenordnung
wie die Mindestbreite L0 des Bands bedeckt wird.
Die Einspritzachsen 50 der gesprühten Strahlen stehen senkrecht
zu der Achse x'x
der Walze 1, so dass die Auftreffflächen der Strahlen J um den
gleichen Abstand beabstandet sind.
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Die
ausrichtbaren Besprengungselemente A' jeder seitlichen Reihe 32a, 32b sind
um den gleichen Abstand (a) beabstandet, und ihre Anzahl wird in
Abhängigkeit
von der restlichen Länge
(L1 – L0)/2 der Rampe bestimmt, so dass die maximale
Breite L1 des Bands bedeckt wird.
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Wie
bereits erwähnt,
muss die Länge
der gekühlten
Zone 4 jedoch auf den Wirkteil der Walze beschränkt werden.
Dazu werden die Magnetventile 25, die mit jedem Besprengungselement
A, A' verbunden sind,
einzeln durch ein System zum Regeln der Durchsätze geregelt, welches in Abhängigkeit
von der effektiven Breite L des Bands die Anzahl der Besprengungselemente
festlegt, deren Ventile offen sind.
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Wie
gewohnt, entspricht die Länge
der Rampe, das heißt
der Abstand zwischen den Achsen der Düsen, die jeweils an ihren Enden
angeordnet sind, im Wesentlichen der maximalen Breite L1 des
Produkts. Wenn die Breite L des Produkts kleiner ist als diese maximale
Breite, besteht daher an jedem Ende der Rampe 3 eine bestimmte
Anzahl von Besprengungselementen, die dem Teil der Walze 1 entsprechen,
der nicht von dem Band bedeckt wird und dessen Ventile daher geschlossen
sind.
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In 2 wurde
zum Beispiel schematisch ein Walzwerk mit einer maximalen Breite
L1 dargestellt. Man sieht, dass, wenn das
Produkt eine Breite L aufweist, die Ventile der Besprengungselemente nur
auf einem zentralen Teil der Rampe, der die gleiche Länge L der
Walze bedeckt wie das Produkt, offen sind, und an den zwei Enden über eine
Länge (L1 – L)/2
geschlossen sind.
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Bei
der gewohnten Anordnung wird das Fluid auf eine gekühlte Zone
der Arbeitswalze 1 regelmäßig verteilt, die sich über eine
Länge erstreckt,
die im Wesentlichen gleich ist wie der Abstand L zwischen den zwei
Rändern 13a, 13b des
Produkts, wobei die restlichen Teile der Arbeitswalze 1 nicht
abgekühlt werden.
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Erfindungsgemäß ist die
gekühlte
Zone 4, die in 2 schraffiert dargestellt ist,
im Gegenteil in mehrere Teile unterteilt.
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In
dem zentralen Teil 16 des Bands, der sich über eine
Breite L' zu beiden
Seiten der Symmetrieebene P2 erstreckt,
kann die thermische Regelung der Verteilung der Belastungen herkömmlich ausgeführt werden,
nämlich
durch Sprühen
von Fluidstrahlen, die regelmäßig auf
eine mittlere Zone der entsprechenden Seite der Arbeitswalze 1 verteilt
sind. Zu beiden Seiten dieser mittleren Zone ist der Abstand der
Auftreffflächen
der Fluidstrahlen jedoch enger, so dass zwei Übergangszonen hergestellt werden,
die jeweils den Randzonen 15a, 15b des Bands entsprechen,
und in welchen die thermische Regelung mit größerer Präzision sichergestellt wird,
so dass eventuelle Restmängel
korrigiert werden.
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Dazu
umfasst die Sprührampe 3 wie
oben angegeben drei Reihen von Besprengungselementen, jeweils eine
zentrale Reihe 31 und zwei seitliche Reihen 32a, 32b.
Die Einheit ist in 3 schematisch dargestellt.
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Die
zentrale Reihe 31, die auf der Symmetrieebene P2 des Walzwerks zentriert ist, besteht aus stationären Besprengungselementen
A, deren Einspritzachsen 50 untereinander parallel und
zu der Walzenachse x'x
senkrecht sind.
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Hingegen
besteht jede seitliche Reihe 32a, 32b aus ausrichtbaren
Besprengungselementen A', die
schwenkend auf dem Tragblock 20 in einer Art montiert sind,
die weiter unten detailliert beschrieben wird, und deren Ausrichtung
mit einem Curser 6 bestimmt werden kann. Dieser bewegt
sich entlang der Rampe 3 parallel zu der Achse x'x der Walze und kann
auf eine bestimmte Anzahl von Besprengungselementen 42 jeder
seitlichen Reihe 32 eingreifen.
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Bei
dem in 3 dargestellten Beispiel weist das zu walzende
Band eine Breite L auf, die der maximalen Breite L1 des
Bands ähnlich
ist. Die zwei Curser 6a, 6b, die weiter unten
detailliert beschrieben werden, werden daher an den Enden der Rampe 3 so angeordnet,
dass sie zum Inneren des Bandes zusammenlaufen, das heißt zu der
Symmetrieebene P2, wobei zwei Gruppen von
Besprengungselementen an den zwei Enden der Rampe 3 angeordnet
sind und jeweils zum Beispiel sechs Besprengungselemente umfassen.
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Jede
seitliche Reihe 32 umfasst daher zwei Abschnitte, jeweils
einen ersten Abschnitt 33 und einen zweiten Abschnitt 34.
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In
dem ersten Abschnitt 33, der sich in der Verlängerung
der zentralen Reihe 31 an jedem Ende dieser erstreckt,
sind die Besprengungselemente A'1 senkrecht
zu der Achse x'x
der Walze ausgerichtet. In dem zweiten Abschnitt 34, der
sich über
den Abschnitt 33 hinaus bis zu dem Ende des effektiven Teils
der Rampe 3, dessen Ventile offen sind, erstreckt, laufen
die Besprengungselemente A'2,
die von dem Curser 6 ausgerichtet werden, zum Inneren des
Bands zusammen.
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Jeder
Teil der Rampe 3, der so definiert ist, bestimmt das Besprühen eines
entsprechenden Teils der besprühten
Seite 4 der Walze, die daher einen zentralen Teil 41 umfasst,
der von der zentralen Reihe 31 der Rampe 3 besprüht und auf
jeder Seite jeweils durch einen ersten seitlichen Teil 43,
der von dem ersten Abschnitt 33 der seitlichen Reihe 32 besprüht wird,
und einem zweiten seitlichen Teil 44, der von dem zweiten
Abschnitt 34 besprüht
wird, verlängert
wird.
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In
dem zentralen Teil 41 und in den ersten seitlichen Teilen 43a, 43b sind
die Auftreffflächen
der Strahlen regelmäßig um den
Abstand (a) beabstandet, der der konstanten Beabstandung der Besprengungselemente
entspricht. Die zweiten seitlichen Teile 44a, 44b,
die jeweils an den Enden der gekühlten Zone 4 angeordnet
sind, bilden hingegen Übergangszonen,
in welchen die Auftreffflächen
näher aneinander
liegen, was es erlaubt, die thermische Wirkung des Sprühens mit
größerer Präzision zu
regeln, um eventuelle Restmängel
auszugleichen, die stromabwärts
auf den zwei Rändern
des Bands beobachtet werden.
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Da
die Fluidstrahlen an den zwei Enden nach innen konvergieren, muss
die Gesamtlänge
der Rampe 3 etwas größer sein
als die Gesamtlänge
der gekühlten
Zone 4.
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Weist
das zu walzende Band eine Breite auf, die deutlich kleiner ist als
die maximale Breite L1, bestimmt das System
zum Regeln der Durchsätze
das Schließen
der Ventile einer bestimmten Anzahl von Besprengungselementen, die
an jedem Ende der Rampe einen dritten Abschnitt der seitlichen Reihe 32a, 32b bilden,
deren Ventile geschlossen sind. In diesem Fall werden die zwei Curser 6a, 6b so
zum Inneren verschoben, dass sie jeweils an jedem Ende des effektiven
Teils der Rampe 3, dessen Ventile offen sind, auf einer
Gruppe von Besprengungselementen eingreifen, deren Strahlen auf
einer Übergangszone 44 der
gekühlten
Fläche 4 der
Walze an jedem Ende dieser zusammenlaufen.
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Um
das Zusammenlaufen der Strahlen zu berücksichtigen, muss dieser Teil
der Rampe, dessen Ventile offen sind, eine größere Länge bedecken als die der gekühlten Zone 4 der
Walze, die selbst vorzugsweise etwas größer ist als die reale Breite
(L) des Produkts. Derart erstreckt sich jede Übergangszone 44a, 44b nach
außen über den
Rand 13a, 13b des Bands hinaus, was es erlaubt,
das Unterbrechen in der Verteilung der Belastungen besser zu vermeiden,
indem das Profil der Auflagemantel linie auf einer Übergangszone,
die den Rand des Bands komplett abdeckt, geregelt wird.
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In 5 wurde
im axialen Schnitt ein Besprengungselement A' des schwenkenden Typs dargestellt,
das wie gewohnt einen röhrenförmigen Körper 5 umfasst,
der einen Einspritzkanal abgrenzt, der auf einer Einspritzachse 50 zentriert
ist und ein Eintrittsende 51 hat, das durch einen Anschlussteil 26 mit
dem Tragblock 20, in 5 nicht
dargestellt, verbunden ist, und ein Austrittsende, das mit einer
Düse 52 verbunden
ist, die eine Spalte zum Ausbilden eines flachen Fluidstrahls umfasst.
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In
der zentralen Reihe 31 der Rampe ist der röhrenförmige Körper 5 starr
auf dem Anschlussteil 26 befestigt. In einer seitlichen
Reihe 32 besteht das Eintrittsende 51 des röhrenförmigen Körpers 5 jedoch
aus einem kugelförmigen
Teil 51, der in einem Gehäuse aus zwei Teilen aufgenommen
ist, welches den Anschlussteil 26 bildet, so dass ein kugelförmig drehbares
Gelenk mit einem einfachen Montagespiel gebildet wird. Die Abdichtung
wird durch eine Ringdichtung 28 sichergestellt, die zwischen
den zwei Teilen des Gehäuses 26 angeordnet
ist. Dieses ist mit einer Bearbeitung versehen, die zwei ebene Seiten umfasst,
die zu der Achse x'x
der Arbeitswalze parallel sind und auf welche zwei Flachteile 53 aufgezogen
sind, welche an der Basis des röhrenförmigen Körpers 5 eingerichtet
sind. Dieser kann daher nur um eine Achse senkrecht zu den zwei
Seiten 53 schwenken, so dass sich die Einspritzachse 50 des röhrenförmigen Körpers 5 in
einer Ebene bewegt. Wie bereits erwähnt, ist der Tragblock 20 so
ausgerichtet, dass diese Ebene im Wesentlichen durch die Achse x'x der Arbeitswalze 1 verläuft.
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Das
Gehäuse 26 ist
auf der Seite des röhrenförmigen Körpers 5 mit
einer Ausnehmung 27 versehen, die sich auf eine einzige
Seite öffnet,
so dass das Ausrichten des röhrenförmigen Körpers 5 auf dieser
Seite gegen die Einwirkung eines Federstößels 54 erlaubt wird,
der bei Fehlen äußerer Beanspruchungen
den röhrenförmigen Körper 5 in
die entgegen gesetzte Seite gegen das Gehäuse 26 in der in 5 dargestellten
Stellung andrückt,
bei der die Einspritzachse 50 des röhrenförmigem Körpers 5 zu der Achse
x'x der Walze senkrecht
ist.
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Die
Düse 52 ist
auf einen Ansatz 55 montiert, der in Verschiebung zu dem
röhrenförmigen Körper 5 stillgestellt
ist, jedoch um die Einspritzachse 50 dieses Letzteren drehen
kann.
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Vorzugsweise
wird die Düse 52 auf
dem Ansatz 55 mit einem Spannflansch 52', der mit einer Mutter
versehen ist, angelegt und befestigt. Man kann daher auch einen
Neigungswinkel (k) der Mittenebene P3 des
Strahls in Bezug auf die Achse x'x
der Walze 1 einstellen.
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In
dem Mittenabschnitt 31 der Rampe 3 sind die Düsen 52 so
geregelt, dass die Auftreffflächen
S parallel sind.
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Das
gilt auch in den seitlichen Abschnitten 32, wenn die Einspritzachse 50 des
Strahls senkrecht zu der Achse x'x
der Walze steht.
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Gemäß einem
weiteren vorteilhaften Merkmal der Erfindung ist jedoch jedes ausrichtbare
Besprengungselement A' mit
einem Mittel zum Variieren der Neigung (k) der Mittenebene des Strahls
in Abhängigkeit
von der Variation der Ausrichtung (i) der Einspritzachse 50 dieses
Letzteren versehen. Eine solche Vorrichtung wird weiter unten detailliert
beschrieben.
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In 10 und 11 wurde
jeweils in Vorderansicht und Draufsicht eine Sprührampeneinheit mit dem System
zum Steuern der Ausrichtung der Besprengungselemente dargestellt.
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An
jedem Ende der Rampe ist ein Curser 6 angeordnet, der gleitend
und ohne Drehmöglichkeit auf
einer Welle 61 montiert ist und dabei unter den Besprengungselementen
A' der Rampe 3 verläuft. Dieser
Curser 6 trägt
eine Vielzahl von Fingern 62, die regelmäßig beabstandet
sind und sich vorragend erstrecken, so dass sie zwischen den röhrenförmigen Körpern 5 einer
Gruppe von Besprengungselementen A'2 durchgehen. In dem in 10,
die der 3 entspricht, dargestellten
Beispiel trägt
jeder Curser 6 sechs Finger 62, die sich jeweils
auf der Ebene des röhrenförmigen Körpers 5 eines
Besprengungselements A'2
so erstrecken, dass sie seitlich auf diesem zum Aufliegen kommen,
wenn der Curser 6 entlang der Welle 61 gleitet.
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Diese
Gleitbewegung wird von einer Mutter 7 gesteuert, die auf
einer Schraube 71 sitzt und in Drehung so blockiert ist,
dass sie sich längs
mit dem Curser 6 bewegt, wenn die Schraube 71 von
einem hydraulischen Motor 72 in die eine oder die andere Richtung
angetrieben wird.
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Die
Finger 62 des Cursers 6 sind um einen konstanten
Abstand (a') beabstandet,
der etwas kleiner ist als der Abstand (a) zwischen den Einspritzachsen 50 der
Besprengungselemente A. Wie man in 10 sieht,
kommen derart beim Gleiten des Cursers 6 entlang der Welle 61 die
sechs Finger 62 des Cursers nacheinander auf den entsprechenden
röhrenförmigen Körpern 5 der
sechs Besprengungselemente A'2
zum Aufliegen. Diese beginnen daher, nacheinander zu schwenken,
und daraus ergibt sich, dass der Neigungswinkel (i) der Einspritzachse 50 eines
Besprengungselements 5 zu der Achse x'x der Walze von innen nach außen, wie in 3 dargestellt,
abnimmt.
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Wie
in 10 dargestellt, ist die Anordnung in Bezug zur
Ebene P2 der Symmetrie des Walzwerks symmetrisch,
wobei die Vorrichtung zwei Curser 6a, 6b umfasst,
deren Bewegungen in umgekehrte Richtung von zwei Schrauben 71a, 71b gesteuert
werden, die gegenläufige
Gewinde haben und durch eine Verlängerung 73 verbunden
sind. Die Drehung der zwei Schrauben in die eine oder die andere
Richtung wird von einem hydraulischen Motor 72 über ein
Winkelgetriebe gesteuert.
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Durch
Bewegen der zwei Curser 6a, 6b in entgegen gesetzte
Richtung ist es daher möglich,
sie jeweils auf der Ebene der zwei Gruppen von Besprengungselementen
A'2 zu der Ebene
P2 symmetrisch anzuordnen, wobei sie jeweils
die zweiten Abschnitte 34a, 34b der zwei seitlichen
Reihen 32a, 32b der Rampe 30 bilden.
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Jeder
Curser 6a, 6b wird daher auf dem Niveau einer
Gruppe von Besprengungselementen A'2 platziert, deren Strahlen zu einer Übergangs zone 44a, 44b an
jedem Ende der gekühlten
Zone 4 der Walze zusammenlaufen.
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Mittels
des hydraulischen Motors 72 wird daher die Drehung der
Schrauben 71a, 71b in die eine oder andere Richtung
gesteuert, um die zwei Curser 6a, 6b auf das gewünschte Niveau
zu stellen. Jeder Curser kann sich daher zwischen zwei Grenzstellungen
bewegen, die jeweils den zwei Enden jeder seitlichen Reihen 32a, 32b entsprechen,
wobei in 10 eine äußere Position in durchgehenden
Strichen und eine innere Position gestrichelt dargestellt sind.
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Dazu
ist es erforderlich, dass sich die Finger 62 jedes Cursers 6 lösbar zwischen
die röhrenförmigen Körper 5 der
Besprengungselemente einfügen.
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Dazu,
und wie es 6 und 9 zeigen,
ist jeder Curser 6a, 6b mit einem Druckluftzylinder 63 verbunden,
dessen Schaft eine Zahnstange 64 trägt, in welche ein Zahnrad 65 eingreift,
das am Ende der Führungswelle 61 des
Cursers 6 verkeilt ist.
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Wie 7 zeigt,
besteht der Curser 6 aus einer röhrenförmigen Hülse, die axial entlang der
Welle 61 gleitend montiert, aber in Drehung mit dieser
verkeilt ist. Derart bestimmt eine Drehung der Welle 61, gesteuert
vom Ritzel 65 und der Zahnstange 64 das Drehen
des Cursers 6 mit, in eine Richtung, Eingreifen der Finger 62 zwischen
die röhrenförmigen Körper 5 der
entsprechenden Besprengungselemente und, in die andere Richtung,
ihr Lösen
in der in 7 gestrichelt dargestellten
Löseposition 62'. In dieser Position 62' sind die Finger
unter dem Niveau der Besprengungselemente angeordnet und widersetzen sich
daher nicht dem Gleiten des Cursers 6. Ferner ist die Mutter 7 mit
einem vorragenden Mitnahmeteil 73 versehen, der sich in
eine kreisförmige
Rille 66 des Cursers 6 fügt und dessen Drehen um seine
Achse erlaubt.
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Es
ist daher je nach Breite des Bands möglich, die Position des Cursers
zuerst in gelöster
Position der Finger zu regeln, um die Gruppe von Besprengungselementen
auszuwählen,
die den zweiten seitlichen Ab schnitt der Rampe bildet, und dann
in eingreifender Position, um die Ausrichtung der Düsen variieren
zu lassen.
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Dazu
ist der hydraulische Motor 72 zum Bewegen der Curser mit
einer Steuerung mit zwei Gängen
versehen, die von einem Impulsgenerator gesteuert wird, um einerseits
eine rasche Bewegung der Curser 6a, 6b für die Auswahl
einer Gruppe von Besprengungselementen, die auszurichten ist, auszuwählen, und,
andererseits, für
eine Feineinstellung der Position des Cursers, um eine optimale
Verkleinerung des Abstands der Auftreffflächen in Abhängigkeit von den zu korrigierenden
Randmängeln
zu bestimmen.
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In 4 wurden
schematisch die Auftreffflächen
S der Strahlen auf der gekühlten
Seite der Arbeitswalze 1 dargestellt.
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Wie
bereits angegeben, fällt
die Einspritzachse 50 jedes Besprengungselements 5 im Wesentlichen
mit der Achse x'x
der Walze 1 zusammen, und die Düse 52 bildet einen
flachen Strahl mit schwacher Stärke,
der auf eine Mittenebene P3 zentriert ist,
die die Achse x'x
quer schneidet. Die Düsen 52 sind
so eingestellt, dass die Mittenebenen P3 der Auftreffflächen S parallel
und um einen gleichen Winkel (k) zu der Achse x'x der Walze geneigt sind. Daher wirkt
trotz der geringen Breite der Auftrefffläche die Kühlwirkung nicht nur auf der
ganzen Breite (a) der dem betreffenden Strahl entsprechenden Zone, sondern
auch auf einem Teil der zwei benachbarten Zonen, wobei die Überlappung
(r) zum Beispiel die Hälfte
des Abstands (a) betragen kann. Obwohl das Öffnen oder das Schließen jedes
Ventils 25 nach dem Alles- oder Nichts-Prinzip gesteuert
wird, ist die Wirkung des Kühlens
daher auf die ganze Länge
der besprühten
Seite 4 der Walze 1 verteilt.
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In
dem ersten seitlichen Teil 43a der gekühlten Zone sind die Einspritzachsen 50 der
Besprengungselemente voneinander um den gleichen Abstand (a) beabstandet,
und die Mittenebenen P3 der Strahlen sind
parallel und um den gleichen Winkel (k) zu der Achse x'x der Walze 1 geneigt.
In der Übergangszone 44 sind
die Besprengungselemente jedoch so ausgerichtet, dass die Entfernung
zwischen den Achsen der Strahlen bis auf einen Abstand verkleinert
wird, der zum Beispiel die Hälfte
des konstanten Abstands (a) in dem zentralen Teil 41 und
dem ersten seitlichen Teil 43 beträgt.
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Wie
angegeben, ist es vorteilhaft, den Neigungswinkel (k) der Mittenebene
eines Strahls in Abhängigkeit
von der Ausrichtungsvariation seiner Einspritzachse 50 in
Bezug auf die Achse x'x
der Walze variieren zu lassen.
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Dazu
ist der Ansatz 55, auf dem die Düse 52 befestigt ist,
mit einer Platte 56 versehen, auf welcher eine Torsionsfeder 57 aufliegt,
deren entgegen gesetztes Ende in eine Öffnung des röhrenförmigen Körpers an
dessen Einlassende eingefügt
ist. Beim Fehlen äußerer Belastungen
wird die Platte 56 von der Feder 57 gegen einen
Stift 58 gedrückt,
der auf dem Anschlussteil 26 befestigt ist, und die Mittenebene
P3 ist daher um den Winkel (k) geneigt,
der der Regelung der Düse
entspricht.
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Wenn
man den Curser 6 drehen lässt, um die Finger 62 zwischen
die röhrenförmigen Körper 5 eingreifen
zu lassen, kommt daher jeder von ihnen zum Aufliegen auf der Platte 56 und
hebt diese gegen die Wirkung der Feder 57 an, wobei der
Ansatz 55, der die Düse 52 trägt, gedreht
wird. Daraus ergibt sich eine Drehung der Mittenebene P3 des
Fluidstrahls J um die Achse 50 der Düse.
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Es
ist daher in den zwei Übergangszonen,
in welchen der Abstand verengt ist, möglich, den Neigungswinkel der
Strahlen zu der Walzenachse zu steigern, so dass Wechselwirkungen
zwischen den benachbarten Auftreffflächen, die enger zusammen liegen
als in der zentralen Zone, vermieden werden.
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Ferner
ist es besonders vorteilhaft, die Länge der Finger 62 in
Abhängigkeit
von ihrer Position auf dem Curser variieren zu lassen.
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Die
Variation des Neigungswinkels (k) der Mittenebene P3 eines
Strahls hängt
nämlich
von der Länge
des entsprechenden Fingers 62 ab. Indem man progressiv
die Länge
der Finger von innen nach außen
ver größert, ist
es daher möglich,
ein allmähliches
Aufrichten des Strahls ausgehend von dem Abschnitt 43 bis
zu dem Ende der Zone 44 zu bestimmen. Derart ist die Überlappung
(r1) zwischen zwei benachbarten Auftreffflächen wie
in 4 gezeigt gleich verringert wie ihr Abstand (a1) und bleibt in der Größenordnung der Hälfte dieses
Letzteren. Ferner erlaubt es die progressive Variation des Neigungswinkels
(k), Wechselwirkungen zwischen den Auftreffflächen S auf der Seite, auf der
diese konvergieren, zu vermeiden.
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12 zeigt
beispielhaft in drei aufeinander folgenden Skizzen die progressive
Bewegung des Cursers 6 in Bezug auf eine Ausgangsposition,
die die progressive Neigung der Strahlen und das Zusammenlaufen
der Auftreffflächen
bestimmt.
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12a zeigt die Position des Cursers 6, von
welcher ausgehend alle Finger 62 mit den Besprengungselementen,
die den ausrichtbaren Abschnitt 34 der Rampe bilden, in
Berührung
getreten sind. Der Neigungswinkel (i) der Achsen 50 der
Fluidstrahlen steigt daher progressiv ausgehend von der ersten Düse 5a bis
zu der letzten Düse 5b des
Abschnitts 34, der in dieser Position des Cursers noch senkrecht
zu der Walzenachse ausgerichtet ist.
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Die
Mitte des Strahls der ersten Düse 5a der Reihe
befindet sich daher in einer Entfernung (c1)
von der Ausgangsposition des Cursers 6, für welche
der gleiche Strahl zu der Walzenachse senkrecht war, und die Übergangszone 44a erstreckt
sich über
eine Breite (d1) bis zu der Achse der ersten
Düse 5c des Abschnitts 33.
In dieser Position hat die letzte Düse 5b des Abschnitts 34 noch
nicht zu schwenken begonnen, und ihre Achse liegt daher in der Entfernung (a)
von der Achse der Düse 5c,
zum Beispiel 50 mm.
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12b zeigt eine Zwischenposition, und 12c zeigt die Endposition, bei welcher
die Achsen der Strahlen regelmäßig um den
halben Abstand (a/2), zum Beispiel 25 mm beabstandet sind.
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Man
sieht, dass sich die Übergangszone leicht
nach innen verlegt hat, weil die Entfernung (c2) vergrößert wurde,
und dass ihre Breite (d2) gleichzeitig in
Bezug auf die ursprüngliche
Breite (d1) etwas abgenommen hat.
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Das
Regeln der Position des Cursers erlaubt es daher einerseits, die
Beabstandung und die Neigung der Strahlen variieren zu lassen und,
andererseits, die Breite der Übergangszone
und die relativen Positionen der Strahlen in Bezug auf den Bandrand leicht
zu modifizieren.
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Zusätzlich zur
Regelung des mittleren Durchsatzes der Strahlen verfügt man daher über ein zusätzliches
Mittel zum gesteuerten Kühlen
nach Abschnitten des Teils der Walze, der einem Bandrand entspricht.
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Wie
weiter oben erwähnt,
ist das progressive Zusammenlaufen der Achsen der Strahlen von einem
progressiven Aufrichten ihrer Mittenebenen begleitet, was es erlaubt,
eine regelmäßige Verteilung des
Fluids auf die ganze Höhe
der gekühlten
Seite 4 sicherzustellen.
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Man
kann daher die Wärmewirkung
der Strahlen sehr fein regeln, so dass die Restmängel verschwinden, die man
an den zwei Rändern
des Bands beobachtet hat.
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Natürlich ist
die Erfindung nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen
beschränkt,
die Gegenstand von Varianten sein könnten, ohne den Geltungsbereich,
der von den Ansprüchen
definiert wird, zu verlassen.
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Insbesondere
wurden die Mittel zum Steuern des Ausrichtens der Düsen nur
beispielhaft beschrieben, andere Mittel können natürlich zum Erzielen der gleichen
Ergebnisse verwendet werden.
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Auch
wenn die derzeit verwendeten Düsen normalerweise
einem Abstand von etwa 50 mm entsprechen, ist es natürlich klar,
dass dieser Abstand von dem Material abhängt, über das man verfügt, und von den
Kenndaten des Walzwerks, auf welchem die Vorrichtung eingerichtet
wird.
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Wie
erwähnt,
ist jede Düse
gewöhnlich
mit einer Spalte zum Bilden eines flachen Strahls mit in etwa rechteckigem
Querschnitt versehen, man kann aber auch mehrere Öffnungen
verwenden, die fächerförmig verteilt
sind, und deren Strahlen sich vermischen, um auf der Walze eine
längliche
Auftrefffläche
mit geringer Breite zu bilden.
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Um
ferner die Effizienz der Steuerung des Sprühens auf den Rändern des
Walzbands noch zu verbessern, ist es vorteilhaft, an jedem Rand
ein zusätzliches
Besprengungselement 8 anzuordnen, das sich entlang eines
Trägers 81 parallel
zu der Schraube 71 zum Steuern der Bewegungen des Cursers 6 bewegen
kann.
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Dazu
und wie 8 zeigt, wurde jedes zusätzliche
Besprengungselement 8, das auf einer Seite des Bands angeordnet
ist, auf einen Curser 80 montiert, der ausgebildet ist,
um die erste Schraube 71 passieren zu lassen.
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Jede
Düse 8 wird
von einem Kanal versorgt, der im Inneren des Cursers 80 eingerichtet
ist und an den über
eine kugelförmig
drehbare Dichtung eine Versorgungsleitung 83 in der in 11 dargestellten Art
angeschlossen wird. Diese Leitung 83 ist gleitend und dicht
in einem stationären
Rohr 84 montiert, das sich zu beiden Seiten der Symmetrieebene
P2 erstreckt und an eine Zentralversorgung 85 angeschlossen
ist.
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Jede
zusätzliche
Düse 8 bildet
einen flachen Strahl J',
der vorzugsweise vertikal ausgerichtet ist und sich unter der Einwirkung
der Schrauben 81 bewegen kann, so dass er mit Präzision in
Abhängigkeit von
dem zu korrigierenden Mangel positioniert wird.
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Wie 11 zeigt,
besteht der Träger 81 aus zwei
Schrauben mit gegenläufigem
Gewinde, die durch eine Verlängerung
verbunden sind und sich jeweils in Gewindebohrungen einfügen, die
auf jedem Curser 80a, 80b eingerichtet sind. Ein
hydraulischer Motor 82 zum Steuern des Dre hens der Schraube 81 bestimmt
gleiche Bewegungen in entgegen gesetzte Richtungen der Curser 80a, 80b und
erlaubt daher das Regeln der Positionen der Strahlen J' der zwei Düsen 8a, 8b in
Bezug auf die zwei Ränder
des Bands, wobei die entsprechenden Leitungen 83a, 83b in
den zwei Enden des zentralen Rohrs 84 gleiten.
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Ein
Impulsgenerator erlaubt es, diese Bewegungen in entgegen gesetzte
Richtung der zwei Curser 80a, 80b zu steuern,
so dass die Position der zwei Düsen 8a, 8b in
Bezug zu den zwei Rändern des
Bands mit Präzision
geregelt wird.
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Mittels
der Zentralversorgung 85 können die zwei Düsen 8 mit
einer anderen Temperatur versorgt werden als die Düsen 8 der
Rampe 3, wobei das Kühlmittel
ferner auch eine andere Beschaffenheit haben kann.
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Es
ist daher klar, dass die Erfindung mehrere Mittel zum thermischen
Regeln bereitstellt, deren Wirkungen so kombiniert werden können, dass
man eine so perfekte wie mögliche
Ebenheitsqualität
erzielt.
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Zu
bemerken ist, dass die Erfindung nicht nur für neue Anlagen gilt, sondern
es auch erlaubt, die Leistungen älterer
Anlagen zu verbessern. Die zugehörigen
Sprührampen
und Mechanismen bilden nämlich
kompakte Einheiten, die leicht installiert werden können, auch
bei einem bereits bestehenden Ständer.
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Die
nach den technischen Merkmalen, die in den Ansprüchen erwähnt sind, eingefügten Bezugszeichen
dienen allein zum Erleichtern des Verstehens Letzterer und schränken den
Gültigkeitsbereich in
keiner Weise ein.