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EP1699573A1 - Kombinierte fahrweisen und gerüsttypen in kalttandemstrassen - Google Patents

Kombinierte fahrweisen und gerüsttypen in kalttandemstrassen

Info

Publication number
EP1699573A1
EP1699573A1 EP04803394A EP04803394A EP1699573A1 EP 1699573 A1 EP1699573 A1 EP 1699573A1 EP 04803394 A EP04803394 A EP 04803394A EP 04803394 A EP04803394 A EP 04803394A EP 1699573 A1 EP1699573 A1 EP 1699573A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
rolls
work
technology
cvc
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
EP04803394A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP1699573B1 (de
Inventor
Andreas Ritter
Rüdiger Holz
Horst Oemkes
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Demag AG filed Critical SMS Demag AG
Publication of EP1699573A1 publication Critical patent/EP1699573A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP1699573B1 publication Critical patent/EP1699573B1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B21B13/142—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls by axially shifting the rolls, e.g. rolls with tapered ends or with a curved contour for continuously-variable crown CVC
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/14—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories having counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load; Back-up rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B1/24—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
    • B21B1/28—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process by cold-rolling, e.g. Steckel cold mill
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B21B13/023—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally the axis of the rolls being other than perpendicular to the direction of movement of the product, e.g. cross-rolling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B21B2013/025—Quarto, four-high stands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
    • B21B2013/028—Sixto, six-high stands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls
    • B21B27/021—Rolls for sheets or strips

Definitions

  • the invention relates to a method for the combined operation of individual roll stands within a cold tandem mill, each comprising a pair of work rolls and backup rolls in 4-roll stands and additionally a pair of intermediate rolls in 6-roll stands, at least the work rolls and the intermediate rolls interacting with devices for axial displacement.
  • the classic system concept of a cold tandem mill consists of lining up several 4-roll stands.
  • the number of scaffolds required is largely determined by the total acceptance and the final thickness to be achieved.
  • the horizontal deflection of the work rolls and intermediate rolls also plays an important role in the flatness of the strip.
  • the set of rolls is supported, which leads to a significant reduction in the horizontal deflection.
  • Another criterion for the quality of the end product is the surface quality of the sliver that runs out. Textured (roughened) and chrome-plated rollers allow the surface of the belt to be preset. In order to avoid markings on the end product by shifting wear edges or shading on the belt surface due to the occurrence of relative speed differences across the width of the sliver, it makes sense to design the last stand of a cold tandem mill as a 6-roll stand. The work rolls are cylindrical or have a slight crown. They are not shifted in the rolling process.
  • the patent specification DE 36 24241 C2 (method for operating a rolling mill for producing a rolled strip) combines both methods with one another.
  • the aim is to even out the disadvantageous deflection of the work rolls under rolling force over the entire range of bandwidths and to increase the effectiveness of the roll bending systems by shortening the displacement paths without having to interrupt the continuous rolling operation.
  • This goal is achieved by shifting intermediate or work rolls with an applied CVC cut.
  • the bale edges of the CVC rollers are positioned in the area of the belt edge.
  • the roller set consists of rollers of the same bale length.
  • the object of the invention is to implement these technologies / modes of operation by means of a stand design with a geometrically identical set of rolls, which is not only limited to a 6-roll stand and not only to the intermediate rolls.
  • a system for carrying out the method is characterized by the features of claim 5.
  • the roll configuration from the CVC / CVC plus technology for a 6-roll or 4-roll stand is used as the basis for the stand concept.
  • the displaceable intermediate or work roll has a bale that is longer by the CVC displacement stroke and is symmetrically located in the center of the stand for the neutral displacement position.
  • the work / intermediate roll with a longer and symmetrical bale is used either with a cylindrical or spherical cut during belt edge-oriented displacement.
  • bale areas within the set of rolls are selectively hidden from the force flow.
  • the resulting negative deformations are reduced because the "principle of the ideal framework" is approximated.
  • the load distributions that occur in the respective contact joints increase due to the reduced contact lengths.
  • the stand designs described are modified in accordance with the invention in such a way that the roll gap is influenced either by the displacement or the pivoting of the work / intermediate roll.
  • a 6-roll stand is imperative in any case if an additional actuator influencing the edge drop of the strip is to be implemented in the stand.
  • This requires two independent sliding systems for profile and flatness.
  • the plant layout is largely determined by these criteria.
  • the range of system configurations ranges from classic cold tandem mills, consisting of 4-roll stands, to combined plants, consisting of 4- / 6-roll stands, right up to cold tandem mills.
  • esse which consists exclusively of 6-roll stands.
  • the basic procedure for realizing a belt edge-oriented shifting strategy exclusively for the intermediate rolls and exclusively in a 6-roll stand using a geometrically identical set of rolls is described in detail in DE 100 37 004 A1.
  • Fig. 3 shows the one-sided setback in the area of the barrel edge of a work ⁇ roll / intermediate roll
  • Fig. 4 stand conceptual with elongated intermediate roll barrel
  • FIG. 3 shows schematically the appearance and the geometrical arrangement of a one-sided backward d in the area of the bale edge of a work / intermediate roll 10, 11.
  • DE 100 37 004 A1 describes a one-sided regrinding, as used here, in detail and shown in a drawing figure.
  • the length I of the one-sided relief grinding d in the area of a bale edge of the work / intermediate roll 10, 11 is divided into two areas a and b placed against one another.
  • the transition between areas a and b can be carried out with or without a continuously differentiable transition. Furthermore, this transition of the regrinding can also be carried out with a sequential reduction of the dimension d resulting from the flattening according to a table previously determined. The regrind d is then, for example, flatter than a radius in the transition area and is much steeper at the end. The transition is due to grinding reasons to the cylindrical part via a correspondingly larger shoulder in the transition between a and b (approx. 2d).
  • the reduction in diameter 2d due to the relief grinding is predetermined such that the work roll 10 can freely bend around the relief grinding d of the intermediate roller 11 in a 6-roll stand, without fear of contact in the region b.
  • the regrinding d only serves to locally reduce the load peaks that occur.
  • the one-sided relief grinding d is located on the upper work / intermediate roll 10, 11 on the operating side BS and on the lower work / intermediate roll 10, 11 on the drive side AS, as shown in FIGS. 4 and 5.
  • the principle of operation does not change, however, if the reverse grinding d is reversed on the upper work / intermediate roll 10, 11 on the drive side AS and on the lower work / intermediate roll 10, 11 on the operating side BS.
  • FIG. 6a to 6c show the axial displacement of the intermediate roller 11 by a displacement stroke m.
  • the positioning depends on the bandwidth and the material properties, which means that the elastic behavior of the roll set and the effectiveness of the positive work roll bending (6-roll stand) can be set.
  • FIGS. 7a to 7c show the strip edge-oriented displacements of the work roll 10 which are carried out in the same way as for the intermediate roll 11 in FIGS. 6a to 6c.
  • the shift position is specified by piecewise linear approach functions, which are based on different positions of the beginning do of the regrinding d relative to the band edge.
  • a major advantage of the stand design described is that the CVC / CVC plus technology and the technology of belt edge-oriented displacement can be realized with only one geometrically identical set of rolls. Different types of rollers are no longer necessary. The only differences are in the applied roller grinding or a regrinding upwards. It is possible to combine both technologies with a swiveling of the work / intermediate rolls in the strip level.

Landscapes

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Abstract

Ein Verfahren zur kombinierten Fahrweise einzelner Walzengerüste innerhalb einer Kalttandemstrasse, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10) und Stützwalzen (12) bei 4-Walzengerüsten und zusätzlich ein Paar Zwischenwalzen (11) bei 6-Walzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen (10) und die Zwischenwalzen (11) mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken, ist gekennzeichnet durch Kombination der verschiedener Technologien: Verwendung der CVC/CVCplus - Technologie mit CVC-Walzkonturen höherer Ordnung, wobei jede Arbeits-/Zwischenwalze (10, 11) einen um den Verschiebehub verlängerten Ballen besitzt; Verwendung der Pair Cross (PC) - Technologie, wobei jede Arbeits-/Zwischenwalze (10, 11) parallel zur Bandebene verschwenkt werden kann; Verwendung des bandkantenorientierten Verschiebens der Arbeits-/Zwischenwalzen (10, 11), wobei jede Arbeits-/Zwischenwalze (10, 11) einen um den Verschiebehub verlängerten Ballen mit einem zylindrischen oder balligen Schliff besitzt und diese relativ zur neutralen Verschiebeposition (sZW = 0 bzw. sAW = 0) in Gerüstmitte (Y-Y) symmetrisch um jeweils den gleichen Betrag in Richtung ihrer Rotationsachse (X-X) gegeneinander verschoben werden; und ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, das mit einer entsprechenden Anlagenkonzeption mit nur einem geometrisch gleichen Walzensatz die CVC/CVCplus - Technologie sowie die Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens sowie gegebenenfalls die PC-Technologie realisiert werden kann.

Description

Kombinierte Fahrweisen und Gerüsttypen in Kalttandemstraßen
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur kombinierten Fahrweise einzelner Walzengerüste innerhalb einer Kalttandemstraße, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen und Stützwalzen bei 4-Walzengerüsten und zusätzlich ein Paar Zwischenwalzen bei 6-Walzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen mit Vorrichtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken.
In der Vergangenheit sind die Anforderungen an die Qualität von kaltgewalztem Band hinsichtlich Dickentoleranzen, erreichbaren Enddicken, Bandprofil, Bandplan- heit, Oberflächen etc. stetig gestiegen. Die Produktvielfalt am Markt für kaltgewalzte Bleche führt zudem zu einem immer vielfältigeren Produktspektrum hinsichtlich der Materialeigenschaften und der geometrischen Abmessungen. Aufgrund dieser Entwicklung wird der Wunsch nach flexibleren Anlagenkonzeptionen und Fahrweisen in Kalttandemstraßen - optimal angepasst an das zu walzende Endprodukt - immer stärker.
Das klassische Anlagenkonzept einer Kalttandemstraße besteht in der Aneinanderreihung mehrerer 4-Walzengerüste. Die Anzahl der benötigten Gerüste wird maßgeblich durch die Gesamtabnahme sowie die zu erzielende Enddicke bestimmt. Neben den Basiskonzepten mit Biegesystemen und festen Walzenballigkeiten als den Walzspalt beeinflussenden Stellgliedern, "existieren im Wesentlichen drei weite- re Gerüstkonzeptionen, die entweder durch Verschieben oder durch Schwenken der Arbeitswalzen basierend auf unterschiedlichen Wirkprinzipien den Walzspalt zusätzlich beeinflussen.
Diese sind: • Technologie des band kantenorientierten Verschiebens • CVC/CVCplus - Technologie • PC - Technologie (Per Cross - Schwenken der Arbeitswalzen)
Infolge unterschiedlicher, technologischer Kriterien kann es sinnvoll sein, vom klassischen Anlagenkonzept (bestehend ausschließlich aus 4-WaIzengerüsten) abzuweichen und einzelne Gerüste als 6-Walzengerüste auszuführen.
Das Erreichen einer gewünschten Enddicke sowie die Realisierung bestimmter Abnahmeverteilungen (Stichplangestaltung), insbesondere bei höherfesten Güten, wird maßgeblich durch den Arbeitswalzendurchmesser beeinflusst. Mit abnehmendem Arbeitswalzendurchmesser reduziert sich die benötigte Walzkraft durch ein günstigeres Abplattungsverhalten. Der Durchmesserreduzierung sind sowohl von der Übertragung der Drehmomente her als auch im Hinblick auf die Walzendurchbiegung Grenzen gesetzt. Reichen die Zapfenquerschnitte zur Übertragung der Antriebsmomente nicht aus, so können die Arbeitswalzen über Reibungsschluss durch die benachbarte Walze angetrieben werden. Im Falle eines 4-Walzengerüsts sind allerdings schwere Antriebselemente (Motor, Kammwalzgetriebe, Spindeln) zur Realisierung eines Stützwalzenantriebs erforderlich, welche die Anlage verteuern. Hier ist es sinnvoll, einzelne Gerüste (meist die vorderen) als 6-Walzengerüste mit Zwischenwalzenantrieb auszuführen.
Für die Planheit des Bandes spielt neben der vertikalen Durchbiegung auch die horizontale Durchbiegung der Arbeitswalzen und Zwischenwalzen eine bedeutende Rolle. Durch das horizontale Verschieben der Arbeits-/Zwischenwalzen aus der Mittehebene des Gerüstes erfolgt ein Abstützen des Walzensatzes, der zur wesentlichen Reduzierung der horizontalen Durchbiegung führt.
Eine zusätzliche Beeinflussung des Walzvorgangs bezüglich der Planheit und des Walzspalts besteht in einem Verschwenken der Arbeitswalzen, wobei, wie in der JP 57 190 704 A für 4-Walzengerüste beschrieben wird, die Arbeits- / Zwischenwalzen um einen gemeinsamen Drehpunkt in der Walzenachsenmitte parallel zur Band- ebene gegeneinander um jeweils den gleichen Betrag gleichzeitig verschwenkt werden. Zudem verfügt das 6-Walzengerüst in der Zwischenwalzen-Biegung über ein zusätzliches, schnelles Stellglied. In Kombination mit der Arbeitswalzenbiegung besitzt das 6-Walzengerüst zwei in der Wirkung auf den Walzenspalt unabhängige Stellglieder. Im ersten Gerüst ist somit eine schnelle Adaption des Walzenspaltes an das einlaufende Bandprofil zur Vermeidung von Planheitsdefekten gewährleistet. Im letzten Gerüst können beide Stellglieder effektiv in der Planheitsregelung verwendet werden.
Ein weiteres Kriterium für die Qualität des Endproduktes ist die Oberflächenbe- schaffenheit des auslaufenden Bandes. Durch texturierte (aufgeraute) und verchromte Walzen lässt sich die Oberfläche des Bandes gezielt voreinstellen. Um Markierungen am Endprodukt durch das Verschieben von Verschleißkanten oder Schattierungen auf der Bandoberfläche durch das Auftreten von Relativgeschwin- digkeitsdifferenzen über der Breite des auslaufenden Bandes zu vermeiden, ist es sinnvoll, das letzte Gerüst einer Kalttandemstraße als 6-Walzengerüst auszuführen. Die Arbeitswalzen sind zylindrisch oder mit einer leichten Balligkeit versehen. Sie werden im Walzprozess nicht verschoben.
Bei den vorstehend beschriebenen Wirkprinzipien handelt es sich um getrennte Gerüstkonzepte, da unterschiedliche Walzengeometrien erforderlich sind. In der klassischen CVC - Technologie, wie sie in der EP 0 049 798 B1 beschrieben wird, sind die Ballenlängen der verschiebbaren Walzen stets um den axialen Verschiebehub länger als die feststehenden, unverschobenen Walzen. Dadurch wird erreicht, dass die verschiebbare Walze nicht mit ihrer Ballenkante unter die festste- henden Walzenballen geschoben werden kann. Somit werden Oberflächenschäden/Markierungen vermieden. Die Arbeitswalzen werden im Allgemeinen über ihre gesamte Länge an den Zwischen- oder Stützwalzen abgestützt. Dadurch wird die von den Stützwalzen ausgeübte Walzkraft auf die gesamte Länge der Arbeitswalzen übertragen. Dies hat zur Folge, dass die über das Walzgut seitlich vorstehen- den und damit am Walzvorgang nicht beteiligten Enden der Arbeitswalzen durch die -auf sie ausgeübte Walzkraft in Richtung auf das Walzgut durchgebogen wer- den. Aus dieser schädlichen Durchbiegung der Arbeitswalzen resultiert eine Aufbiegung der mittleren Walzenabschnitte. Sie bewirkt ein zu geringes Auswalzen des zentralen Bandbereiches und ein starkes Auswalzen der Bandkanten. Diese Wirkungen kommen besonders bei sich im Betrieb ändernden Walzbedingungen sowie beim Walzen von unterschiedlich breiten Bändern zur Geltung.
Dem gegenüber werden bei der Technologie des bandkantenorientierten Verschie- bens, wie in der DE 22 06 912 C3 offenbart ist, im gesamten Walzensatz Walzen mit gleichen Ballenlängen verwendet. Die verschiebbaren Walzen sind dabei einseitig im Ballenkantenbereich entsprechend geometrisch gestaltet und mit einem Rückschiiff versehen, um lokal auftretende Lastspitzen zu reduzieren. Das Wirkprinzip beruht auf dem bandkantenorientierten Nachschieben der Ballenkante, entweder vor, auf oder sogar bis hinter die Bandkante. Insbesondere bei 6- Walzengerüsten führt das Verschieben der Zwischenwalze unter die Stützwalze zur gezielten Beeinflussung der Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzen-Biegung. Nachteilig wirkt sich allerdings bei diesem Verfahren das axiale Verschieben der Walzen auf die Lastverteilung in den jeweiligen Kontaktfugen aus. Mit kleiner werdender Bandbreite erhöht sich die maximal auftretende Lastspitze der Kontaktkraftverteilung gravierend.
In der Patentschrift DE 36 24241 C2 (Verfahren zum Betrieb eines Walzwerks zur Herstellung eines Walzbandes) werden beide Verfahren miteinander kombiniert. Ziel ist es, die nachteilige Durchbiegung der Arbeitswalzen unter Walzkraft über das gesamte Bandbreitenspektrum zu vergleichmäßigen und unter Verkürzung der Verschiebewege die Wirksamkeit der Walzenbiegesysteme zu vergrößern, ohne dass der kontinuierliche Walzbetrieb unterbrochen werden muss. Dieses Ziel wird durch das bandkantenorientierte Verschieben von Zwischen- bzw. Arbeitswalzen mit einem aufgebrachten CVC-Schliff erreicht. Die Ballenkanten der CVC-Walzen werden dabei im Bereich der Bandkante positioniert. Wie im Falle der Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens besteht der Walzensatz aus Walzen gleicher Ballenlängen. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist man bestrebt, möglichst alle Gerüste gleich auszuführen, um die Kosten für Wartung und Ersatzteile zu reduzieren. In der Vergangenheit wurden Kalttandemstraßen deshalb im klassischen Anlagenlayout oder durchweg in den beschriebenen Technologien ausgeführt.
Aufgabe der Erfindung ist es, diese Technologien/Fahrweisen durch eine Gerüstkonzeption mit geometrisch gleichem Walzensatz zu realisieren, der nicht nur auf ein 6-Walzengerüst und nicht nur auf die Zwischenwalzen beschränkt ist.
Die gestellte Aufgabe wird verfahrensmäßig durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 durch einen kombinierten Einsatz folgender Technologien innerhalb der mehrgerüstigen Kalttandemstraße gelöst:
• Verwendung der CVC/CVCplus - Technologie mit CVC-Walzkonturen höherer Ordnung, wobei jede Arbeits- / Zwischenwalze einen um den Verschie- behub verlängerten Ballen besitzt;
• Verwendung der Per Cross (PC) - Technologie, wobei jede Arbeits- / Zwischenwalze parallel zur Bandebene verschwenkt werden kann; • Verwendung des bandkantenorientierten Verschiebens der Arbeits- / Zwischenwalzen, wobei jede Arbeits- / Zwischenwalze einen um den Verschiebehub verlängerten Ballen mit einem zylindrischen oder balligen Schliff besitzt und diese relativ zur neutralen Verschiebeposition in Gerüstmitte symmetrisch um jeweils den gleichen Betrag in Richtung ihrer Rotationsachse gegeneinander verschoben werden.
Eine Anlage zur Durchführung des Verfahrens ist durch die Merkmale des Anspruchs 5 gekennzeichnet. Als Basis für das Gerüstkonzept wird die Walzenkonfiguration aus der CVC/CVCplus -Technologie für ein 6-Walzen- bzw. 4-Walzengerüst verwendet. Die verschiebbare Zwischen- bzw. Arbeitswalze besitzt einen um den CVC-Verschiebehub längeren Ballen, der sich für die neutrale Verschiebeposition symmetrisch in Gerüstmitte befindet.
Die Arbeits- / Zwischenwalze mit längerem und symmetrischem Ballen wird während des bandkantenorientierten Verschiebens entweder mit einem zylindrischen oder balligen Schliff eingesetzt. Durch geeignete Ausführung eines Rückschliffs im Bereich der Baiienkante in Kombination mit dem überlagerten Walzenschliff und dem bandbreitenabhängigen Optimieren der axialen Verschiebeposition lässt sich das Deformationsverhalten des Walzensatzes und die Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzen-Biegung (6-Waizengerüst) gezielt beeinflussen und der Walzspalt kann optimal eingestellt werden.
Weiterhin werden durch Optimieren der Verschiebeposition der Arbeits- / Zwischenwalzen gezielt Ballenbereiche innerhalb des Walzensatzes aus dem Kraft- fluss ausgeblendet. Daraus resultierende, sich negativ auswirkende Verformungen werden reduziert, da das "Prinzip des idealen Gerüstes" angenähert wird. Allerdings erhöhen sich die auftretenden Lastverteilungen in den jeweiligen Kontaktfu- gen aufgrund der reduzierten Kontaktlängen.
Die beschriebenen Gerüstkonzeptionen werden gemäß der Erfindung derart abgewandelt, dass der Walzspalt entweder durch das Verschieben oder das Schwenken der Arbeits- / Zwischenwalze beeinflusst wird. Ein 6-Walzengerüst ist in jedem Fall zwingend notwendig, wenn ein zusätzliches, den Edge Drop des Bandes beeinflussendes Stellglied im Gerüst implementiert werden soll. Dazu sind zwei voneinander unabhängige Verschiebesysteme für Profil und Planheit nötig. Das Anlagenlayout wird durch diese Kriterien maßgeblich bestimmt. Abhängig von den gestellten Anforderungen an den Walzprozess reicht die Palette der Anlagenkonfigurationen von den klassischen Kalttandemstraßen, bestehend aus 4-Walzengerüsten, über kombinierte Anlagen, bestehend aus 4-/6-Walzengerüsten bis hin zur Kalttandemstra- ße, die ausschließlich aus 6-Walzengerüsten besteht. Die grundsätzliche Vorgehensweise zur Realisierung einer bandkantenorientierten Verschiebestrategie ausschließlich der Zwischenwalzen und ausschließlich in einem 6-Walzengerüst unter Verwendung eines geometrisch gleichen Walzensatzes ist in der DE 100 37 004 A1 ausführlich beschrieben.
Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen einiger in Zeichnungsfiguren schematisch dargestellter Ausführungsbeispiele. Zur besseren Übersichtlichkeit sind gleiche Walzen mit gleichen Bezugszeichen versehen.
Es zeigen:
Fig. 1 die Geometrie der Zwischenwalze ohne Walzenschliff in einem 6- Walzengerüst,
Fig. 2 die Geometrie der Arbeitswalze ohne Walzenschliff in einem 4- Walzengerüst,
Fig. 3 den einseitigen Rückschliff im Bereich der Ballenkante einer Arbeits- ■/ Zwischenwalze, Fig. 4 Gerüstkonzeption mit verlängertem Zwischenwalzenballen,
Fig. 5 Gerüstkonzeption mit verlängertem Arbeitswalzenballen,
Fig. 6a-6c Positionierung des Zwischenwalzenrückschliffs,
Fig. 7a-7c Positionierung des Arbeitswalzenrückschliffs.
In den Figuren 1 und 2 ist die Geometrie der Zwischen- / Arbeitswalze 11 , 10 ohne Walzenschliff dargestellt. In Fig. 1 befindet sich die mit einem verlängerten Ballen versehene verschiebbare Zwischenwalze 11 zwischen der Arbeitswalze 10 und der Stützwalze 12 in neutraler Verschiebeposition szw"= 0 symmetrisch in der Gerüst- mitte Y-Y. In Fig. 2 besitzt die Arbeitswalze 10 einen verlängerten, Ballen. Auch sie befindet sich in neutraler Verschiebeposition SAW = 0 symmetrisch in der Gerüstmitte Y-Y.
In der Figur 3 ist schematisch das Aussehen und die geometrische Anordnung eines einseitigen Rückschiiffs d im Bereich der Ballenkante einer Arbeits- / Zwi- schenwalze 10, 11 dargestellt. In der DE 100 37 004 A1 ist ein einseitiger Rückschliff, wie er hier verwendet wird, bereits ausführlich beschrieben und in einer Zeichnungsfigur dargestellt.
Die Länge I des einseitigen Rückschliffs d im Bereich einer Ballenkante der Arbeits- / Zwischenwalze 10, 11 teilt sich in zwei aneinander gesetzte Bereiche a und b auf. Im ersten inneren Bereich a, beginnend im Punkt d0, folgt der Rückschliff d der Kreisgleichung (I - x)2 + y2 = R2 mit R für den Walzenradius. Für den Bereich a ergibt sich dann ein Betrag d(x) des Rückschliffs d von: Bereich a: =(R2 - (R- d)2)1/2 => d = d(x) = R- (R2- (l -x )2)1/2
Wird eine in Abhängigkeit der äußeren Randbedingungen (Walzkraft und daraus resultierende Walzenverformung) vorgegebene minimal notwendige Durchmesserreduzierung 2d erreicht, so verläuft der Rückschliff d linear bis zur Ballenkante aus, woraus sich für den Bereich b ergibt.
Bereich b: = I - a = d = d(x) = const.
Der Übergang zwischen Bereich a und b kann mit oder ohne stetig differenzierba- rem Übergang ausgeführt werden. Weiterhin kann dieser Übergang des Rückschliffs auch mit einer sequentiellen Rücknahme des aus der Abplattung resultierenden Maßes d nach einer vorher ermittelten Tabelle vorgenommen werden. Der Rückschliff d ist dann beispielsweise im Übergangsbereich flacher als ein Radius und am Ende sehr viel steiler. Aus schleiftechnischen Gründen ist der Übergang zum zylindrischen Teil über einen entsprechend größeren Absatz im Übergang zwischen a und b auszuführen (ca. 2d).
Die Durchmesserreduzierung 2d durch den Rückschliff wird so vorgegeben, dass sich in einem 6-Walzengerüst die Arbeitswalze 10 frei um den Rückschliff d der Zwischenwalze 11 biegen kann, ohne dass Kontakt im Bereich b befürchtet werden muss. Im 4-Walzengerüst dient der Rückschliff d nur zur lokalen Reduzierung der auftretenden Lastspitzen.
Im Normalfall befindet sich der einseitige Rückschliff d an der oberen Arbeits- / Zwi- schenwalze 10, 11 auf der Bedienungsseite BS und an der unteren Arbeits- / Zwischenwalze 10, 11 auf der Antriebsseite AS, wie in der Figuren 4 und 5 dargestellt ist. Am Wirkprinzip ändert sich aber nichts, wenn man den Rückschliff d umgekehrt an der oberen Arbeits-/Zwischenwalze 10, 11 auf der Antriebsseite AS und an der unteren Arbeits-/Zwischenwalze 10, 11 auf der Bedienungsseite BS anbringt.
In den Figuren 6a bis 6c ist das axiale Verschieben der Zwischenwalze 11 um einen Verschiebehub m dargestellt. In Fig. 6a wird der Beginn d0 des Rückschliffs d außerhalb (m = +), in Fig. 6b auf (m = 0) und in Fig. 6c innerhalb (m = -) der Bandkante, also schon innerhalb der Bandbreite positioniert. Die Positionierung erfolgt in Abhängigkeit von der Bandbreite und den Materialeigenschaften, wodurch gezielt das elastische Verhalten des Walzensatzes sowie die Wirksamkeit der positiven Arbeitswalzen-Biegung (6-Walzengerüst) eingestellt werden kann.
In den Figuren 7a bis 7c sind schließlich die in gleicher Weise wie bei der Zwi- schenwalze 11 in den Figuren 6a bis 6c durchgeführten bandkantenorientierten Verschiebungen der Arbeitswalze 10 dargestellt.
In verschiedenen Bandbreitenbereichen wird die Verschiebposition durch stückweise lineare Ansatzfunktionen vorgegeben, denen unterschiedliche Positionen des Beginns do des Rückschliffes d relativ zur Bandkante zu Grunde liegen. Wesentlicher Vorteil der beschriebenen Gerüstkonzeption ist, dass mit nur einem geometrisch gleichen Walzensatz die CVC/CVCplus - Technologie sowie die Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens realisiert werden kann. Es sind keine unterschiedlichen Walzentypen mehr notwendig. Unterschiede bestehen nur noch im aufgebrachten Walzenschliff oder einem Rückschliff nach oben gearteten Vorgaben. Dabei besteht die Möglichkeit, beide Technologien noch zusätzlich mit einem Verschwenken der Arbeits- / Zwischenwalzen in der Bandebene miteinander zu kombinieren.
Bezugszeichenliste
10 Arbeitswalze
11 Zwischenwalze
12 Stützwalze
14 Walzband a erste innere Abschnittslänge von d b zweite äußere Abschnittslänge von d d Rückschliff do Beginn von d d(x) von x abhängiger Betrag von d
I Länge von d m Verschiebehub
SAW Verschiebungsbetrag einer Arbeitswalze
Szw Verschiebungsbetrag einer Zwischenwalze x. y kartesische Koordinaten
AS Antriebsseite
BS Bedienungsseite
R Walzenradius
Ro Ausgangswalzenradius
X-X Rotationsachse
Y-Y Gerüstmitte

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Fahrweise der Walzengerüste einer Kalttandemstraße, umfassend jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10) und Stützwalzen (12) bei 4- Walzengerüsten und zusätzlich ein Paar Zwischenwalzen (11) bei 6- Walzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen (10) und die Zwischenwalzen (11 ) mit Vom'chtungen zum axialen Verschieben zusammenwirken, gekennzeichnet durch den kombinierten Einsatz folgender Technologien innerhalb der mehrgerustigen Kalttandemstraße: • Verwendung der CVC/CVCplus - Technologie mit CVC-Walzkonturen höherer Ordnung, wobei jede Arbeits- / Zwischenwalze (10, 11 ) einen um den Verschiebehub verlängerten Ballen besitzt; • Verwendung der Per Cross (PC) - Technologie, wobei jede Arbeits- / Zwischenwalze (10, 11 ) parallel zur Bandebene verschwenkt werden kann; • Verwendung des bandkantenorientierten Verschiebens der Arbeits- / Zwischenwalzen (10, 11 ), wobei jede Arbeits- / Zwischenwalze (10, 11) einen um den Verschiebehub verlängerten Ballen mit einem zylindrischen oder balligen Schliff besitzt und diese relativ zur neutralen Verschiebeposition (szw = 0 bzw. SAW = 0) in Gerüstmitte (Y-Y) symmetrisch um jeweils den gleichen Betrag in Richtung ihrer Rotationsachse (X-X) gegeneinander verschoben werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass zur Verwendung des bandkantenorientierten Verschiebens die Arbeits- / Zwischenwalzen (10, 11 ) mit einem einseitigen Rückschliff (d) versehen sind, wobei beim Verschieben jeder Arbeits- / Zwischenwalze (10, 11) der Beginn (d0) des Rückschliffs (d) außerhalb oder auf oder innerhalb der Bandkante, d. h. innerhalb der Bandbreite des Bandes (14), positioniert wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeposition der Arbeits-/Zwischenwalze (10, 11 ) in unterschiedlichen Bandbreitenbereichen durch stückweise lineare Ansatzfunktionen vorgegeben wird, denen unterschiedliche Positionen des Beginns (do) des Rückschliffs (d) relativ zur Bandkante (14) zugrunde liegen.
4. Verfahren nach Anspruch 1 , 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch optimierte Verschiebestrategien als Funktion der Bandbreite eine bestmögliche Ausnutzung der Technologiekombination innerhalb der mehrgerustigen Kalttandemstraße erfolgt.
5. Kalttandemstraße, umfassend 4- / 6-Walzengerüste mit jeweils ein Paar Arbeitswalzen (10) und Stützwalzen (12) bei 4-Walzengerüsten und zusätzlich jeweils ein Paar Zwischenwalzen (11 ) bei 6-Walzengerüsten, wobei zumindest die Arbeitswalzen (10) und die Zwischenwalzen (11) mit Vorrichtungen zum a- xialen Verschieben zusammenwirken, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeits- / Zwischenwalzen (10, 11 ) der Walzgerüste je einen um den axialen Verschiebehub verlängerten und symmetrischen Ballen mit einem zylindrischen oder balligen Schliff aufweisen, der sich für die neutrale Verschie- beposition (szw = 0 bzw. SAW = 0) symmetrisch in Gerüstmitte (Y-Y) befindet.
6. Kalttandemstraße nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Ballen der Arbeits- / Zwischenwalzen (10, 11 ) mit einem einseitigen Rückschliff (d) versehen ist, dessen Länge (I) in zwei aneinander grenzende Bereiche (a) und (b) getrennt ist, wobei der erste Bereich (a), beginnend mit dem Radius (R0), der Kreisgleichung (l - x)2 + y2 = R2 folgt und der Bereich (b) linear verläuft, woraus sich für diese Bereiche folgender Rückschliff (d) bzw. folgende Durchmesserreduzierung (2d) ergibt: Bereich (a): = (R2 - (R - d)2)1/2 => d = d(x) = R - (R2- (l - x )2)1/2 Bereich (b): = I - a => d = d(x) = const.
7. Kalttandemstraße nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Übergang des Rückschliffs (d) zwischen den Bereichen (a) und (b) mit einer sequentiellen Rücknahme des aus der Walzenabplattung resultierenden Maßes (d) nach einer ermittelten Tabelle vorgenommen wird.
8. Kalttandemstraße nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Wahl der Walzgerüste eine Kombination der verschiedenen Technologien: • des bandkantenorientierten Verschiebens der Arbeits- / Zwischenwalzen (10, 11), • der CVC - Technologie, und • des Verschwenkens der Arbeitswalzen (10), der PC - Technologie (Per Cross), innerhalb der mehrgerustigen Kalttandemstraße ermöglicht wird.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass durch entsprechende Anlagenkonzeption die CVC/CVCplus - Technologie sowie die Technologie des bandkantenorientierten Verschiebens sowie gegebenenfalls die PC-Technologie mit nur einem geometrisch gleichen Walzensatz realisiert wird.
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