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EP4096849A1 - Walzvorrichtung - Google Patents

Walzvorrichtung

Info

Publication number
EP4096849A1
EP4096849A1 EP20829825.7A EP20829825A EP4096849A1 EP 4096849 A1 EP4096849 A1 EP 4096849A1 EP 20829825 A EP20829825 A EP 20829825A EP 4096849 A1 EP4096849 A1 EP 4096849A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
roll
bending
work
cylinders
rolling device
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
EP20829825.7A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP4096849B1 (de
EP4096849C0 (de
Inventor
Christian Diehl
Jörn SOHLER
Achim Klein
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 Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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 Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4096849A1 publication Critical patent/EP4096849A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP4096849B1 publication Critical patent/EP4096849B1/de
Publication of EP4096849C0 publication Critical patent/EP4096849C0/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B29/00—Counter-pressure devices acting on rolls to inhibit deflection of same under load, e.g. backing rolls ; Roll bending devices, e.g. hydraulic actuators acting on roll shaft ends
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/203—Balancing rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B31/00—Rolling stand structures; Mounting, adjusting, or interchanging rolls, roll mountings, or stand frames
    • B21B31/16—Adjusting or positioning rolls
    • B21B31/20—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis
    • B21B31/32—Adjusting or positioning rolls by moving rolls perpendicularly to roll axis by liquid pressure, e.g. hydromechanical adjusting

Definitions

  • the invention relates to a rolling device with at least one upper and lower work roll and with at least one upper and one lower backup roll, the work rolls and the backup rolls being mounted in a common roll stand, the work rolls being adjustable relative to one another to set a predetermined roll gap, and the work rolls each are in operative connection with at least one bending device, wherein at least one first bending device is assigned to the upper work roll and at least one second bending device is assigned to the lower work roll, the second bending device comprises bending cylinders that are vertically stationary and the upper work roll by means of the first bending device with a vertical adjustment of the height of the roll gap can be adjusted or carried along.
  • a rolling device of the type described above is known, for example, from EP 2 342 026 B1.
  • EP 2342026 B 1 describes a rolling device with work roll, bending and balancing cylinders.
  • the bending cylinders for the lower work roll are arranged vertically in stationary blocks.
  • the bending device for the upper work roll is characterized by bending arms that can be moved vertically in guides on the roll stand.
  • the bending cylinders are guided within the window of the roll stand below its crosshead on balancing arms of the upper support roll via cross members on balancing arms. This means that when the upper rollers are positioned, they are moved together with the back-up roller balancings.
  • a force is applied vertically to the chocks of the upper work roll via the bending arms, which are suspended in the cross members.
  • a work roll - axial displacement and bending device With this rolling device, a work roll - axial displacement and bending device is provided with which a very high roll gap of up to about 1100 mm can be realized.
  • the work rolls - axial displacement and bending device described in EP 2 342 026 B1 has the disadvantage that when the upper bending cylinder is actuated to influence the roll gap contour, there may be interactions with the upper back-up roll balancing. It is at least necessary to make the cylinder of the upper back-up roll balance significantly stronger so that no negative effects on the roll gap contour can be caused.
  • the components that are arranged in the power flow with the upper back-up roll balancing must be designed to absorb relatively high forces
  • the invention is based on the object of providing a roll stand of the type mentioned at the beginning which enables a very high roll gap and thereby avoids undesirable interactions with the back-up roll balancing.
  • the invention is based on the object of realizing a work roll bending device on a roll stand of the type mentioned above, which enables good guidance of the work roll chocks in the stator window with maximum to minimum roll diameters and with maximum and minimum roll gap.
  • the advantages described above should also be realizable in a rolling device with a work roll axial displacement device.
  • the object on which the invention is based is achieved by the features of claim 1. Advantageous embodiments of the subject matter of the invention emerge from the subclaims.
  • a rolling device with at least one upper and one lower work roll and with at least one upper and one lower back-up roll is provided, the work rolls and the back-up rolls in one common roll stand are mounted, the work rolls are adjustable relative to one another to set a predetermined roll gap and the work rolls are each in operative connection with at least one bending device, a first bending device being assigned to the upper work roll and a second bending device being assigned to the lower work roll, the second bending device comprising bending cylinders , which are arranged vertically stationary and the upper work roll can be readjusted or carried along by means of the first bending device for vertical adjustment of the height of the roll gap between the roll passes.
  • the rolling device according to the invention is distinguished in particular by the fact that the first bending device comprises bending arms which cooperate with bending cylinders arranged in a stationary manner.
  • a bending arm in the sense of the invention is to be understood as a connecting element which bridges a spatial separation from the bending cylinder to the location where the bending force acts on the work roll chocks.
  • the structural and spatial separation of the first bending device from the second bending device enables a particularly high roll gap of at least 900 mm, preferably 1200 mm, particularly preferably 1350 mm.
  • the stroke of the first bending device follows the travel path of the vertical adjustment of the height of the roll gap, so that contact between the upper work roll and the upper backup roll is ensured for the rolling process.
  • the first bending device is structurally separated from a roller adjustment.
  • the bending device for the upper work roll is essentially decoupled from a balancing system for the upper support roll.
  • the bending arms of the first bending device carry the upper work roll with them when the height of the roll gap is set vertically.
  • the height of the roll gap is preset before the start of rolling (rolling pass).
  • an overhead roller adjustment moves the upper support roller to the position in which it is held by the support roller balancing against the force of weight.
  • the upper work roll follows this vertical movement, being held by the arms of the bending device.
  • the bending cylinders and thus also the upper work roll initially follow the movement of the upper back-up roll between the rolling passes.
  • An additional stroke of the bending cylinder causes the work roll to bend and thus the desired influence on the contour of the roll gap during the pass.
  • the work rolls are axially and vertically adjustable.
  • the fixed mounting of the bending cylinders of the first, upper bending device is particularly advantageous in connection with an axial adjustment of the work rolls, because the structurally and spatially separated support roll balancing in this arrangement is not additionally acted upon by the reaction forces resulting from the bending of the work rolls.
  • At least one axial displacement device is preferably provided for at least one of the work rolls.
  • the axial displacement device for example the upper work roll, can be arranged stationary on the roll stand or overhung.
  • at least one axial displacement device is in operative connection with the bending arms of the first bending device.
  • the operative connection can be established via a direct connection between the bending arms and the axial displacement. Indirect connections, for example via further bolts or guides, also ensure an operative connection.
  • the bending cylinders of the second bending device can be arranged vertically in stationary blocks and act on work roll chocks of the lower work rolls.
  • the bending cylinders of the second bending device are arranged in thickenings of a roll stand of the roll stand.
  • the bending cylinders of the first bending device are preferably supported, i. H. the bending device, which takes the upper roll arrangement (upper work roll and upper support roll) with it, in each case on an upper crosshead of a roll stand of the roll stand.
  • the bending device which takes the upper roll arrangement (upper work roll and upper support roll) with it, in each case on an upper crosshead of a roll stand of the roll stand.
  • the bending cylinders of the first bending device can dip into recesses in the upper crosshead of the roll stands of the roll stand.
  • the bending cylinders of the first bending device can each be attached to an outer side of the roll stands of the roll stand.
  • the bending arms of the first bending device are preferably guided vertically by means of guide elements in recesses in the roll stand, preferably in each case within the stator window of a roll stand.
  • the bending arms of the first bending device can reach under the work roll chocks of the upper work roll by means of correspondingly designed thickenings at their ends.
  • the bending arms of the first bending device are provided with recesses which completely encompass a corresponding contour of the work roll chocks of the upper work roll. In this way, both positive and negative work roll bending can be achieved.
  • the upper back-up roll is preferably mounted at its ends in a back-up roll chock that is in operative connection with balancing cylinders which compensate for the weight of the back-up roll.
  • Figure 1 shows a longitudinal section through a rolling device according to a first embodiment of the invention with a pair of work rolls and a pair of backup rolls
  • Figure 2 shows a cross section along the line B-B in Figure 1, which shows a first variant of an axial displacement device for the upper work roll
  • FIG. 3 is a view corresponding to FIG. 2, which shows a second variant of an axial displacement device for the upper work roll
  • FIG. 4 shows a longitudinal section through a rolling device according to a second exemplary embodiment of the invention
  • FIG. 5 shows a cross section through the upper crosshead of the roll stand of the rolling device in FIG. 4, which illustrates an alternative embodiment of the fastening of the bending cylinders of the upper bending device
  • FIG. 6 shows a cross section along the line B-B in FIG.
  • FIG. 1 shows a rolling device 1 according to the invention.
  • the rolling device 1 comprises a roll stand 2 with two work rolls, 3 and 4 and two backup rolls 5, 6.
  • the roll stand 2 described in the exemplary embodiments is designed as a four-roll stand, but it can also have a different configuration.
  • a roll gap 7 is formed between the work rolls 3, 4, into which the rolling stock is drawn in during operation of the rolling device 1.
  • the height 8 of the roll gap 7, which is also referred to as the roll gap is adjustable in the rolling device 1 according to the invention, namely via an upper roll adjustment 28 and possibly a lower roll adjustment (not shown).
  • the work rolls 3, 4 are also axially adjustable, as will be described below, so that the contour of the roll gap 6 can also be influenced by axially adjusting the work rolls 3, 4 relative to one another.
  • the work rolls 3, 4 and the backup rolls 5, 6 are held in a roll stand 2 which comprises two roll stands 31, one on the operating side and one on the drive side.
  • the roll stands 31 are designed as a closed frame in which all rolling forces are kept in equilibrium by means of internal forces.
  • the roll stand 2 takes back-up roll chocks 9, 10 and work roll chocks 11, 12, each within the of the Roll stands formed windows 32 are slidably arranged.
  • the back-up roll chocks 9, 10 mount the lower and upper back-up rolls 5, 6, the back-up roll chock 10 shown in the drawing mounting the upper back-up roll 6 and the back-up roll chock 9 mounting the lower back-up roll 5.
  • the work roll chocks 11, which receive the lower work roll 3, are arranged displaceably in stationary blocks 13.
  • the blocks 13 accommodate bending cylinders 14 in order to be able to bend the lower work roll 3.
  • the bending cylinders 14, which act on the work roll chocks 11 for the lower work roll 3, are part of the second, lower bending device.
  • the roll stand 2 can also have thickenings for receiving the bending cylinders 14 (not shown).
  • balancing arms 33 engage, via which, by means of balancing cylinders (not shown), the
  • the dead weight of the back-up roll with its chocks 6 can be compensated.
  • balancing arms 33 are equipped with hook-shaped thickenings which engage under corresponding projections of the support roller chock 10. The work roll bending and / or work roll balancing of the upper
  • Work roll 4 is realized by means of bending cylinders 15 which are in operative connection with the upper work roll 4 by means of bending arms 16.
  • the bending cylinders 15 and the bending arms 16 are part of the first, upper bending device.
  • the bending cylinders 15 are fixedly mounted on an upper crosshead 34 of the roll stand 2 or are supported on the upper crosshead 34 of the roll stand 2 and pass through recesses 35 of the roll stand 2.
  • the bending cylinders 15 extend essentially vertical.
  • the bending arms 16 are attached to them, each of which has thickenings 17 at the lower end.
  • the thickenings 17 of the bending arms 16 engage under lateral ear-shaped projections of the work roll chock 12 of the upper work roll 4.
  • the bending cylinders are preferably designed for a long stroke that exceeds the roll cut plus the roll gap.
  • the bending arms 16 are guided vertically by means of guide elements 18 in recesses 36 of the roll stand 2 or the roll stands 31 of the roll stand 2.
  • the upper work roll 4 and the upper back-up roll 6 are carried along by the bending arms 16, which with the thickenings 17 engage under the work roll chock 12 when the height 8 of the roll gap 7 is set.
  • the bending cylinders 14, 15 act on the outer edge areas of the work rolls 3, 4 and thus exercise in the edge area of the work rolls 3, 4 a vertically from
  • Roll gap 7 outwardly directed force from corresponding to the effective force of the rolling stock in the central area of the work rolls 3, 4 to one
  • the bending cylinders 14, 15 serve to produce a so-called positive
  • Figure 4 shows a second embodiment of the rolling device 1 according to the invention.
  • the same components are provided with the same reference symbols.
  • the bending cylinders 15 of the first, upper bending device are partially immersed in the bottom from below upper area of the window 32 into quiver-shaped recesses 35 of the upper crosshead 34 of the roll stand 2.
  • the exemplary embodiment according to FIG. 4 also differs from that according to FIG. 1 in that window-like recesses 36 are provided in the bending arms 16, into which correspondingly designed strips 37 of the work roll chocks 12 for the upper work roll 4 engage.
  • the work roll chocks 12 for the upper work roll 4 are thus fixed in vertically opposite directions, so that the upper work roll 4 can be bent both positively and negatively by means of the bending cylinder 15.
  • FIG. 5 shows an alternative variant of the fixed attachment of the bending cylinders 15 to the roll stand 2.
  • several bending cylinders 15 are arranged on the outside of the roll stand 31 of the roll stand 2 and each act on extensions 30 of the bending arms 16.
  • the rolling device 1 also comprises axial displacement devices 21 which are each arranged on the outer edge regions of the work rolls 3, 4.
  • the axial displacement devices 21 for the axial displacement of the work rolls 3, 4 are provided on the operating-side work roll chocks 11, 12 and comprise hydraulically actuated piston-cylinder units.
  • the piston of the piston-cylinder unit is connected to holding arms 24 guided in the corresponding chocks.
  • Locks which are arranged on the outside of the two bars of the operator-side roll stand 31, prevent horizontal movement of the holding arms 24 and thus an axial movement of a piston 22 of the piston-cylinder unit during the rolling operation.
  • By applying pressure on the piston side or the rod side of the piston-cylinder unit an axial displacement of the work rolls 3, 4 mounted in the work roll chocks 11, 2 is realized.
  • Figure 2 shows a cross section through the rolling device 1 according to Figure 4, along the lines BB in Figure 4, the structure of a
  • the axial displacement device 21 comprises at least one hydraulically acting piston 22 which is arranged on the holding arms 24 via an abutment 25.
  • the holding arms 24 are in the
  • Work roll chocks 11, 12 are arranged to slide horizontally and are encompassed by lateral holding devices 29 which are fixed on the outside of the roll stand 2 and prevent horizontal movement of the holding arms 24 in the direction of the roll axis 23.
  • the piston 22 of the axial displacement devices 21 is thus also fixed in the axial direction.
  • the holding arms 24 are movable in the lateral holding devices 29 in the vertical direction.
  • FIG. 3 shows an alternative embodiment of the axial displacement devices 21. Identical components are provided with the same reference numerals in FIG. the
  • Axial displacement device 21 according to FIG. 3 differs from that shown in FIG. 2 in that the holding devices 29 are attached to the bending arms 16 and are thus carried along when the height 8 of the roll gap 7 is set.
  • Figure 6 shows an alternative embodiment of the guide of the bending arms 16 within the roll stand.
  • the bending arms 16 are provided with guide grooves 38 which encompass a corresponding guide profile 39 of the bars of the roll stand 31.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Bending Of Plates, Rods, And Pipes (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung (1) mit wenigstens einer oberen und einer unteren Arbeitswalze (3,4) sowie mit wenigstens einer oberen und einer unteren Stützwalze (5,6), wobei die Arbeitswalzen (3,4) und die Stützwalzen (5,6) in einem gemeinsamen Walzgerüst (2) gelagert sind, die Arbeitswalzen (3,4) zur Einstellung eines vorgegebenen Walzspalts (7) relativ zueinander verstellbar sind und die Arbeitswalzen (3,4) jeweils mit wenigstens einer Biegevorrichtung in Wirkverbindung stehen, wobei wenigstens eine erste Biegevorrichtung der oberen Arbeitswalze (4) zugeordnet ist und wenigstens eine zweite Biegevorrichtung der unteren Arbeitswalze (3) zugeordnet ist, die zweite Biegevorrichtung Biegezylinder (14) umfasst, die vertikal ortsfest angeordnet sind und die obere Arbeitswalze (4) mittels der ersten Biegevorrichtung mit einer vertikalen Verstellung der Höhe (8) des Walzspalts (7) nachstellbar oder mitführbar ist. Die Walzvorrichtung (1) zeichnet sich dadurch aus, dass die erste Biegevorrichtung Biegearme (16) umfasst, die mit ortsfest angeordneten Biegezylindern (15) zusammenwirken.

Description

Walzvorrichtung
Die Erfindung betrifft eine Walzvorrichtung mit wenigstens einer oberen und unteren Arbeitswalze sowie mit wenigstens einer oberen und einer unteren Stützwalze, wobei die Arbeitswalzen und die Stützwalzen in einem gemeinsamen Walzgerüst gelagert sind, die Arbeitswalzen zur Einstellung eines vorgegebenen Walzspalts relativ zueinander verstellbar sind und die Arbeitswalzen jeweils mit wenigstens einer Biegevorrichtung in Wirkverbindung stehen, wobei wenigstens eine erste Biegevorrichtung der oberen Arbeitswalze zugeordnet ist und wenigstens eine zweite Biegevorrichtung der unteren Arbeitswalze zugeordnet ist, die zweite Biegevorrichtung Biegezylinder umfasst, die vertikal ortsfest angeordnet sind und die obere Arbeitswalze mittels der ersten Biegevorrichtung mit einer vertikalen Einstellung der Höhe des Walzspalts nachstellbar oder mitführbar ist.
Eine Walzvorrichtung der vorstehend beschriebenen Art ist beispielsweise aus der EP 2 342 026 B1 bekannt. Die EP 2342026 B 1 beschreibt eine Walzvorrichtung mit Arbeitswalzen- Biege- und Balancierzylindern. Die Biegezylinder für die untere Arbeitswalze sind vertikal in ortsfesten Blöcken angeordnet. Die Biegevorrichtung für die obere Arbeitswalze zeichnet sich durch Biegearme aus, die in Führungen am Walzenständer vertikal verschieblich sind. Dabei sind die Biegezylinder innerhalb des Fensters des Walzenständers unterhalb von dessen Querhaupt an Balancierarmen der oberen Stützwalze über Quertraversen an Balancierarmen geführt. D. h., dass diese bei der Positionierung der oberen Walzen gemeinsam mit den Stützwalzenbalancierungen mit bewegt werden. Über die Biegearme, die in die Quertraversen eingehängt sind, werden die Einbaustücke der oberen Arbeitswalze vertikal mit einer Kraft beaufschlagt. Mit dieser Walzvorrichtung wird eine Arbeitswalzen - Axialverschiebe- und Biegevorrichtung bereitgestellt, mit der ein sehr hoher Walzaufgang bis zu etwa 1100 mm realisierbar ist. Die in der EP 2 342 026 B1 beschriebene Arbeitswalzen - Axialverschiebe -und Biegevorrichtung ist allerdings mit dem Nachteil behaftet, dass es bei einer Betätigung der oberen Biegezylinder zur Beeinflussung der Walzspaltkontur zu Wechselwirkungen mit der oberen Stützwalzenbalancierung kommen kann. Es ist zumindest erforderlich, den Zylinder der oberen Stützwalzenbalancierung deutlich stärker auszuführen, damit keine negativen Auswirkungen auf die Walzspaltkontur hervorgerufen werden können. Die Bauteile, die im Kraftfluss mit der oberen Stützwalzen - Balancierung angeordnet sind, müssen für die Aufnahme relativ hoher Kräfte ausgelegt sein
Weiterer Stand der Technik ist aus den Druckschriften JPS6099405 A und JPS59130607 und JP 2012143790 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzgerüst der eingangs genannten Art bereitzustellen, welches einen sehr hohen Walzenaufgang ermöglicht und dabei unerwünschte Wechselwirkungen mit der Stützwalzenbalancierung vermeidet. Insbesondere liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Arbeitswalzen-Biegevorrichtung an einem Walzgerüst der eingangs genannten Art zu realisieren, welche eine gute Führung der Arbeitswalzeneinbaustücke im Ständerfenster bei maximalen bis minimalen Walzendurchmessern und bei maximalem und minimalem Walzenaufgang ermöglicht. Insbesondere sollen die vorstehend beschriebenen Vorzüge auch bei einer Walzvorrichtung mit einer Arbeitswalzen-Axialverschiebevorrichtung realisierbar sein. Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch die Merkmale des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgegenstandes ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Erfindungsgemäß wird eine Walzvorrichtung mit wenigstens einer oberen und einer unteren Arbeitswalze sowie mit wenigstens einer oberen und einer unteren Stützwalze bereitgestellt, wobei die Arbeitswalzen und die Stützwalzen in einem gemeinsamen Walzgerüst gelagert sind, die Arbeitswalzen zur Einstellung eines vorgegebenen Walzspalts relativ zueinander verstellbar sind und die Arbeitswalzen jeweils mit wenigstens einer Biegevorrichtung in Wirkverbindung stehen, wobei eine erste Biegevorrichtung der oberen Arbeitswalze und eine zweite Biegevorrichtung der unteren Arbeitswalze zugeordnet ist, die zweite Biegevorrichtung Biegezylinder umfasst, die vertikal ortsfest angeordnet sind und die obere Arbeitswalze mittels der ersten Biegevorrichtung zur vertikalen Einstellung der Höhe des Walzspalts zwischen den Walzstichen nachstellbar oder mitführbar ist. Die Walzvorrichtung gemäß der Erfindung zeichnet sich insbesondere dadurch aus, dass die erste Biegevorrichtung Biegearme umfasst, die mit ortsfest angeordneten Biegezylindern Zusammenwirken.
Unter einem Biegearm im Sinne der Erfindung ist ein Verbindungselement zu verstehen, das eine räumliche Trennung vom Biegezylinder zum Wirkort der Biegekraft auf die Arbeitswalzeneinbaustücke überbrückt. Durch die bauliche und räumliche Trennung der ersten Biegevorrichtung von der zweiten Biegevorrichtung kann ein besonders hoher Walzenaufgang von mindestens 900 mm, bevorzugt 1200 mm, besonders bevorzugt von 1350 mm ermöglicht werden. Zur Mitführung der oberen Arbeitswalze bei der Verstellung des Walzspalts folgt der Hub der ersten Biegevorrichtung dem Verfahrweg der vertikalen Einstellung der Höhe des Walzspalts, sodass für den Walzvorgang ein Kontakt zwischen der oberen Arbeitswalze und der oberen Stützwalze sichergestellt ist. Dabei ist die erste Biegevorrichtung baulich von einer Walzenanstellung getrennt.
Erfindungsgemäß ist im Wesentlichen eine Entkopplung der Biegevorrichtung für die obere Arbeitswalze von einem Balanciersystem für die obere Stützwalze vorgesehen. Dadurch, dass die Biegezylinder der ersten Biegevorrichtung vertikal ortsfest und vorzugsweise deutlich oberhalb der Arbeitswalzeneinbaustücke angeordnet sind, ist ein verhältnismäßig hoher Walzenaufgang bei guter Führung der Arbeitswalzeneinbaustücke im Ständerfenster gewährleistet. Durch die Entkopplung vereinfacht sich die Zugänglichkeit der beiden Vorrichtungen zu Wartungszwecken.
Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, dass die Biegearme der ersten Biegevorrichtung die obere Arbeitswalze mitführen, wenn die Höhe des Walzspalts vertikal eingestellt wird.
Die Höhe des Walzspalts wird vor dem Walzbeginn (Walzstich) voreingestellt. Dazu verfährt eine obenliegende Walzenanstellung die obere Stützwalze auf die Position, in welcher sie durch die Stützwalzenbalancierung gegen die Gewichtskraft gehalten wird. Die obere Arbeitswalze folgt dieser vertikalen Bewegung nach, wobei sie durch die Arme der Biegeeinrichtung gehalten wird. Die Biegezylinder und damit auch die obere Arbeitswalze folgen zwischen den Walzstichen zunächst der Bewegung der oberen Stützwalze. Ein zusätzlicher Hub der Biegezylinder bewirkt ein Biegen der Arbeitswalze und damit die gewünschte Beeinflussung der Kontur des Walzspalts während des Stiches.
Bei einer bevorzugten Ausführung der Walzvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Arbeitswalzen axial und vertikal verstellbar sind.
Die ortsfeste Lagerung der Biegezylinder der ersten, oberen Biegevorrichtung ist insbesondere in Verbindung mit einer Axialverstellung der Arbeitswalzen vorteilhaft, weil die baulich und räumlich getrennte Stützwalzenbalancierung bei dieser Anordnung nicht zusätzlich mit den aus der Biegung der Arbeitswalzen resultierenden Reaktionskräften beaufschlagt wird.
Vorzugsweise ist wenigstens eine Axialverschiebeeinrichtung für wenigstens eine der Arbeitswalzen vorgesehen. Die Axialverschiebeeinrichtung, beispielsweise der oberen Arbeitswalze, kann ortsfest an dem Walzenständer oder fliegend angeordnet sein. Bei einer vorteilhaften Variante der Walzvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass wenigstens eine Axialverschiebeeinrichtung mit den Biegearmen der ersten Biegevorrichtung in Wirkverbindung steht. Die Wirkverbindung kann über eine direkte Verbindung zwischen Biegearmen und Axialverschiebung bewerkstelligt werden. Indirekte Verbindungen, beispielsweise über weitere Riegel oder Führungen, stellen ebenfalls eine Wirkverbindung sicher.
Die Biegezylinder der zweiten Biegevorrichtung können vertikal in ortsfesten Blöcken angeordnet sein und auf Arbeitswalzeneinbaustücke der unteren Arbeitswalzen einwirken.
Bei einer Variante der Walzvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass die Biegezylinder der zweiten Biegevorrichtung in Verdickungen eines Walzenständers des Walzgerüsts angeordnet sind.
Vorzugsweise stützen sich die Biegezylinder der ersten Biegevorrichtung, d. h. der Biegevorrichtung, die die obere Walzenanordnung (obere Arbeitswalze und obere Stützwalze) mitnimmt, jeweils an einem oberen Querhaupt eines Walzenständers des Walzgerüsts ab. Durch eine so hohe Anordnung der Biegezylinder ist ein verhältnismäßig großer Verstellweg für die obere Walzenanordnung gewährleistet.
Beispielsweise können die Biegezylinder der ersten Biegevorrichtung in Ausnehmungen des oberen Querhaupts der Walzenständer des Walzgerüsts eintauchen.
Alternativ können die Biegezylinder der ersten Biegevorrichtung jeweils an einer Außenseite der Walzenständer des Walzgerüsts befestigt sein.
Die Biegearme der ersten Biegevorrichtung sind vorzugsweise mittels Führungselementen vertikal in Ausnehmungen des Walzgerüsts geführt, vorzugsweise jeweils innerhalb des Ständerfensters eines Walzenständers. Die Biegearme der ersten Biegevorrichtung können mittels entsprechend ausgebildeter Verdickungen an deren Enden die Arbeitswalzeneinbaustücke der oberen Arbeitswalze untergreifen. Alternativ kann vorgesehen sein, dass die Biegearme der ersten Biegevorrichtung mit Ausnehmungen versehen sind, die eine entsprechende Kontur der Arbeitswalzeneinbaustücke der oberen Arbeitswalze vollständig umgreifen. Auf diese Art und Weise ist sowohl eine positive als auch eine negative Arbeitswalzenbiegung realisierbar.
Bei der Walzvorrichtung gemäß der Erfindung ist vorzugsweise die obere Stützwalze jeweils an ihren Enden in einem Stützwalzeneinbaustück gelagert, das mit Balancierzylindern in Wirkverbindung steht, die das Eigengewicht der Stützwalze kompensieren.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen anhand von mehreren Ausführungsbeispielen erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Längsschnitt durch eine Walzvorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung mit einem Arbeitswalzenpaar und einem Stützwalzenpaar, Figur 2 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Figur 1, der eine erste Variante einer Axialverschiebeeinrichtung für die obere Arbeitswalze zeigt,
Figur 3 eine der Figur 2 entsprechende Ansicht, die eine zweite Variante einer Axialverschiebeeinrichtung für die obere Arbeitswalze zeigt, Figur 4 einen Längsschnitt durch eine Walzvorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
Figur 5 einen Querschnitt durch das obere Querhaupt des Walzenständers der Walzvorrichtung in Figur 4, der eine alternative Ausgestaltung der Befestigung der Biegezylinder der oberen Biegevorrichtung veranschaulicht, und
Figur 6 einen Querschnitt entlang der Linie B-B in Figur 4.
Es wird zunächst Bezug genommen auf die Figur 1. Die Figur 1 zeigt eine Walzvorrichtung 1 gemäß der Erfindung. Die Walzvorrichtung 1 umfasst ein Walzgerüst 2 mit zwei Arbeitswalzen, 3 und 4 und zwei Stützwalzen 5, 6. Das in den Ausführungsbeispielen beschriebene Walzgerüst 2 ist als Vierwalzengerüst ausgebildet, dieses kann aber auch eine andere Konfiguration aufweisen. Zwischen den Arbeitswalzen 3, 4 ist ein Walzspalt 7 ausgebildet, in welchen beim Betrieb der Walzvorrichtung 1 das Walzgut eingezogen wird. Die Höhe 8 des Walzspalts 7, der auch als Walzenaufgang bezeichnet wird, ist bei der Walzvorrichtung 1 gemäß der Erfindung verstellbar, und zwar über eine obere Walzenanstellung 28 und ggf. eine nicht dargestellte untere Walzenanstellung. Darüber hinaus sind die Arbeitswalzen 3, 4 auch axial verstellbar, wie nachstehend noch beschrieben wird, sodass auch über die Axialverstellung der Arbeitswalzen 3, 4 relativ zueinander eine Beeinflussung der Kontur des Walzspalts 6 möglich ist.
Die Arbeitswalzen 3, 4 und die Stützwalzen 5, 6 sind in einem Walzgerüst 2 gehalten, welches zwei Walzenständer 31 umfasst, einen auf der Bedienseite und einen auf der Antriebsseite. Die Walzenständer 31 sind als geschlossene Rahmen ausgeführt, in denen alle Walzkräfte über innere Kräfte im Gleichgewicht gehalten werden. Das Walzgerüst 2 nimmt Stützwalzeneinbaustücke 9, 10 sowie Arbeitswalzeneinbaustücke 11, 12 auf, die jeweils innerhalb der von den Walzenständern gebildeten Fenstern 32 verschiebbar angeordnet sind. Die Stützwalzeneinbaustücke 9, 10 lagern die untere und obere Stützwalze 5, 6, wobei das in der Zeichnung dargestellte Stützwalzeneinbaustück 10 die obere Stützwalze 6 und das Stützwalzeneinbaustück 9 die untere Stützwalze 5 lagert.
Zwischen den Stützwalzeneinbaustücken 9, 10 sind Arbeitswalzeneinbaustücke 11, 12 angeordnet, innerhalb derer die Arbeitswalzen 3, 4 gelagert sind. Das obere Arbeitswalzeneinbaustück 12 lagert die obere Arbeitswalze 4, wohingegen das untere Arbeitswalzeneinbaustücke 11 die untere Arbeitswalze 3 lagert
Die Arbeitswalzeneinbaustücke 11, die die untere Arbeitswalze 3 aufnehmen, sind in ortsfesten Blöcken 13 verschiebbar angeordnet. Die Blöcke 13 nehmen Biegezylinder 14 auf, um die untere Arbeitswalze 3 biegen zu können. Die Biegezylinder 14, die auf die Arbeitswalzeneinbaustücke 11 für die untere Arbeitswalze 3 einwirken, sind Teil der zweiten, unteren Biegevorrichtung.
Alternativ zu den Blöcken kann das Walzgerüst 2 auch Verdickungen zur Aufnahme der Biegezylinder 14 aufweisen (nicht dargestellt).
An dem Stützwalzeneinbaustück 10 für die obere Stützwalze 6 greifen Balancierarme 33 an, über die mittels nicht dargestellter Balancierzylinder das
Eigengewicht der Stützwalze mit ihren Einbaustücken 6 kompensierbar ist. Die
Balancierarme 33 sind hierfür mit hakenförmigen Verdickungen ausgestattet, die entsprechende Vorsprünge des Stützwalzeneinbaustücks 10 untergreifen. Die Arbeitswalzenbiegung und/oder Arbeitswalzenbalancierung der oberen
Arbeitswalze 4 wird über Biegezylinder 15 realisiert, die über Biegearme 16 mit der oberen Arbeitswalze 4 in Wirkverbindung stehen. Die Biegezylinder 15 und die Biegearme 16 sind Teil der ersten, oberen Biegevorrichtung. Die Biegezylinder 15 sind an einem oberen Querhaupt 34 des Walzenständers 2 ortsfest gelagert bzw. auf dem oberen Querhaupt 34 des Walzenständers 2 abgestützt und durchsetzen Ausnehmungen 35 des Walzenständers 2. Die Biegezylinder 15 erstrecken sich im Wesentlichen vertikal. In Verlängerung der Biegezylinder 15 sind an diesen die Biegearme 16 befestigt, die jeweils am unteren Ende Verdickungen 17 aufweisen. Die Verdickungen 17 der Biegearme 16 untergreifen seitliche ohrenförmige Vorsprünge des Arbeitswalzeneinbaustücks 12 der oberen Arbeitswalze 4. Die Biegezylinder sind vorzugsweise für einen großen Hub ausgelegt, der den Walzenabschliff zuzüglich dem Walzenaufgang überschreitet.
Die Biegearme 16 sind mittels Führungselementen 18 vertikal in Ausnehmungen 36 des Walzgerüsts 2 bzw. der Walzenständer 31 des Walzgerüsts 2 geführt. Die obere Arbeitswalze 4 und die obere Stützwalze 6 werden über die Biegearme 16, die mit den Verdickungen 17 das Arbeitswalzeneinbaustück 12 untergreifen, mitgeführt, wenn die Höhe 8 des Walzspalts 7 eingestellt wird.
Die Biegezylinder 14, 15 wirken auf die äußeren Randbereiche der Arbeitswalzen 3, 4 ein und üben damit im Randbereich der Arbeitswalzen 3, 4 eine vertikal vom
Walzspalt 7 auswärts gerichtete Kraft aus entsprechend der im mittleren Bereich der Arbeitswalzen 3, 4 wirksamen Kraft des Walzguts, um einem
Auseinanderbiegen der Arbeitswalzen 3, 4 durch das Walzgut entgegenzuwirken. Die Biegezylinder 14, 15 dienen bei dem in Figur 1 dargestellten ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung dazu, eine sogenannte positive
Arbeitswalzenbiegung zu erzielen. Zur Erhöhung des Stellbereichs für die Profilbeeinflussung durch eine sogenannte negative Arbeitswalzenbiegung sind zusätzliche Kolben-Zylinder-Systeme 19, 20 vorgesehen, die jeweils vertikal wirken.
Figur 4 zeigt ein zweites Ausführungsbeispiel der Walzvorrichtung 1 gemäß der Erfindung. Gleiche Bauteile sind mit gleichen Bezugszeichen versehen. Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Figur 1 tauchen dort die Biegezylinder 15 der ersten, oberen Biegevorrichtung teilweise von unten im oberen Bereich des Fensters 32 in köcherförmige Ausnehmungen 35 des oberen Querhaupts 34 des Walzgerüsts 2 ein.
Das Ausführungsbeispiel gemäß Figur 4 unterscheidet sich weiterhin dahingehend von demjenigen gemäß Figur 1, dass in den Biegearmen 16 fensterartige Ausnehmungen 36 vorgesehen sind, in die entsprechend ausgebildete Leisten 37 der Arbeitswalzeneinbaustücke 12 für die obere Arbeitswalze 4 eingreifen. Damit sind die Arbeitswalzeneinbaustücke 12 für die obere Arbeitswalze 4 in vertikal entgegengesetzte Richtungen festgelegt, sodass die obere Arbeitswalze 4 mittels der Biegezylinder 15 sowohl positiv wie auch negativ gebogen werden kann.
Figur 5 zeigt eine alternative Variante der ortsfesten Befestigung der Biegezylinder 15 an dem Walzengerüst 2. Hier sind mehrere Biegezylinder 15 außen an dem Walzenständer 31 des Walzgerüsts 2 angeordnet und wirken jeweils auf Verlängerungen 30 der Biegearme 16.
Die Walzvorrichtung 1 gemäß der Erfindung umfasst ebenfalls Axialverschiebevorrichtungen 21, die jeweils an den äußeren Randbereichen der Arbeitswalzen 3, 4 angeordnet sind.
Die Axialverschiebevorrichtungen 21 zur Axialverschiebung der Arbeitswalzen 3, 4 sind an den bedienungsseitigen Arbeitswalzeneinbaustücken 11, 12 vorgesehen und umfassen hydraulisch betätigbare Kolben-Zylinder-Einheiten. Dabei ist jeweils der Kolben der Kolben-Zylindereinheit mit in den entsprechenden Einbaustücken geführten Haltearmen 24 verbunden. Verriegelungen, die an der Außenseite der beiden Holme des bedienungsseitigen Walzenständers 31 angeordnet sind, verhindern während des Walzbetriebs eine horizontale Bewegung der Haltearme 24 und damit eine axiale Bewegung eines Kolbens 22 der Kolben-Zylinder-Einheit. Durch Druckbeaufschlagung auf der Kolbenseite oder der Stangenseite der Kolben-Zylinder-Einheit wird eine axiale Verschiebung der in den Arbeitswalzeneinbaustücken 11, 2 gelagerten Arbeitswalzen 3, 4 realisiert. Figur 2 zeigt einen Querschnitt durch die Walzvorrichtung 1 gemäß Figur 4, entlang der Linien B-B in Figur 4, der den Aufbau einer
Axialverschiebevorrichtungen 21 und deren Zusammenwirken mit der oberen Arbeitswalze 4 veranschaulicht. Die Axialverschiebevorrichtungen 21 umfasst wenigstens einen hydraulischen wirkenden Kolben 22, der über ein Widerlager 25 an den Haltearmen 24 angeordnet ist. Die Haltearme 24 sind in den
Arbeitswalzeneinbaustücken 11, 12 horizontal gleitend angeordnet und werden von seitlichen Haltevorrichtungen 29 umgriffen, die auf der Außenseite des Walzgerüsts 2 festgelegt sind und eine horizontale Bewegung der Haltearme 24 in Richtung der Walzenachse 23 verhindern. Damit ist auch der Kolben 22 der Axialverschiebevorrichtungen 21 in axialer Richtung festgelegt. Die Haltearme 24 sind in den seitlichen Haltevorrichtungen 29 in vertikaler Richtung beweglich.
Aus dem in Figur 2 gezeigten Querschnitt ist auch das Zusammenwirken der Führungselemente 18 der profilierten Außenseiten der Biegearme mit entsprechend ausgebildeten Führungsnuten 38 des Walzenständers 31 bzw. der Holme des Walzenständers 31 zu erkennen.
Die Figur 3 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Axialverschiebevorrichtungen 21. Gleiche Bauteile sind in Figur 3 mit gleichen Bezugszeichen versehen. Die
Axialverschiebevorrichtung 21 gemäß Figur 3 unterscheidet sich dahingehend von derjenigen, die in Figur 2 dargestellt ist, dass die Haltevorrichtungen 29 an den Biegearmen 16 befestigt sind und somit bei der Einstellung der Höhe 8 des Walzspalts 7 mitgeführt werden.
Figur 6 zeigt eine alternative Ausgestaltung der Führung der Biegearme 16 innerhalb des Walzgerüsts. An ihren den Holmen des Walzenständers 31 zugekehrten Seiten sind die Biegearme 16 mit Führungsnuten 38 versehen, die ein entsprechendes Führungsprofil 39 der Holme des Walzenständers 31 umgreifen. Bezugszeichenliste
1 Walzvorrichtung 22 Kolben
2 Walzgerüst 23 Achse der Arbeitswalze 3 untere Arbeitswalze 24 Haltearm
4 obere Arbeitswalze 25 Widerlager
5 untere Stützwalze 26 Lager
6 obere Stützwalze 27 Zylindergehäuse
7 Walzspalt 28 obere Walzenanstellung 8 Höhe des Walzspalts 29 seitliche Haltevorrichtung
9 Stützwalzeneinbaustück 30 Verlängerung des Biegearms
10 Stützwalzeneinbaustück 31 Walzenständer
11 Arbeitswalzeneinbaustück 32 Fenster
12 Arbeitswalzeneinbaustück 33 Balancierarme obere SW 13 Biegeblock 34 Querhaupt
14 Biegezylinder untere Arbeitswalze 35 Ausnehmungen-QH
15 Biegezylinder obere Arbeitswalze 36 Ausnehmungen-WS
16 Biegearme 37 Leisten
17 Verdickung des Biegearms 38 Führungsnuten 18 Führungselement 39 Führungsprofil
19 Kolben-Zylinder-System
20 Kolben-Zylinder-System
21 Axialverschiebeeinrichtung

Claims

Patentansprüche
1. Walzvorrichtung (1) mit wenigstens einer oberen und unteren Arbeitswalze (3,4) sowie mit wenigstens einer oberen und einer unteren Stützwalze (5,6), wobei die Arbeitswalzen (3,4) und die Stützwalzen (5,6) in einem gemeinsamen Walzgerüst (2) gelagert sind, die Arbeitswalzen (3,4) zur Einstellung eines vorgegebenen Walzspalts (7) relativ zueinander verstellbar sind und die Arbeitswalzen (3,4) jeweils mit wenigstens einer Biegevorrichtung in Wirkverbindung stehen, wobei wenigstens eine erste
Biegevorrichtung der oberen Arbeitswalze (4) zugeordnet ist und wenigstens eine zweite Biegevorrichtung der unteren Arbeitswalze (3) zugeordnet ist, die zweite Biegevorrichtung Biegezylinder (14) umfasst, die vertikal ortsfest angeordnet sind und die obere Arbeitswalze (4) mittels der ersten Biegevorrichtung mit einer vertikalen Einstellung der Höhe (8) des
Walzspalts (7) nachstellbar oder mitführbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Biegevorrichtung Biegearme (16) umfasst, die mit ortsfest angeordneten Biegezylindern (15) Zusammenwirken.
2. Walzvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die
Biegearme (16) der ersten Biegevorrichtung die obere Arbeitswalze (4) mitnehmen, wenn die Höhe (8) des Walzspalts (7) eingestellt wird.
3. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (3,4) axial und vertikal verstellbar sind.
4. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, gekennzeichnet durch wenigstens eine Axialverschiebeeinrichtung (21) für wenigstens eine der
Arbeitswalzen (3,4).
5. Walzvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine Axialverschiebeeinrichtung (21) mit den Biegearmen (16) der ersten Biegevorrichtung in Wirkverbindung steht.
6. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegezylinder (14) der zweiten Biegevorrichtung vertikal in ortsfesten Blöcken (13) angeordnet sind und auf
Arbeitswalzeneinbaustücke (11) der unteren Arbeitswalze (3) einwirken.
7. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegezylinder (14) der zweiten Biegevorrichtung in Verdickungen eines Walzenständers (31) des Walzgerüsts (2) angeordnet sind.
8. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegezylinder (15) der ersten Biegevorrichtung sich an einem oberen Querhaupt (34) eines Walzenständers (31) des Walzgerüsts (2) abstützen.
9. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegezylinder (15) der ersten Biegevorrichtung in Ausnehmungen (35) des oberen Querhaupts der Walzenständer (31) des Walzgerüsts (2) eintauchen.
10. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegezylinder (15) der ersten Biegevorrichtung jeweils an einer Außenseite der Walzenständer (31) des Walzgerüsts (2) befestigt sind.
11. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegearme (16) der ersten Biegevorrichtung, mittels entsprechend ausgebildeter Verdickungen (17) an deren Enden die Arbeitswalzeneinbaustücke (12 ) der oberen Arbeitswalze untergreifen.
12. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegearme (16) der ersten Biegevorrichtung mit
Ausnehmungen (36) versehen sind, die eine entsprechende Kontur der Arbeitswalzeneinbaustücke (12) der oberen Arbeitswalze (4) umgreifen.
13. Walzvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Stützwalze (6) jeweils an ihren Enden in einem Stützwalzeneinbaustück (10) gelagert ist und dass die Stützwalzeneinbaustücke (10) mit Balancierzylindern in Wirkverbindung stehen, die das Eigengewicht der Stützwalze (6) kompensieren.
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