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WO2015028370A1 - Verfahren und vorrichtung zum temperieren von walzen - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum temperieren von walzen Download PDF

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Publication number
WO2015028370A1
WO2015028370A1 PCT/EP2014/067747 EP2014067747W WO2015028370A1 WO 2015028370 A1 WO2015028370 A1 WO 2015028370A1 EP 2014067747 W EP2014067747 W EP 2014067747W WO 2015028370 A1 WO2015028370 A1 WO 2015028370A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
rolls
tempering
temperature
roll
rollers
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.)
Ceased
Application number
PCT/EP2014/067747
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Bernhard Wessling
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.)
Siemens AG
Siemens Corp
Original Assignee
Siemens AG
Siemens Corp
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 Siemens AG, Siemens Corp filed Critical Siemens AG
Publication of WO2015028370A1 publication Critical patent/WO2015028370A1/de
Anticipated expiration legal-status Critical
Ceased legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • 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
    • B21B13/02—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
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B2027/103—Lubricating, cooling or heating rolls externally cooling externally
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally
    • B21B27/106—Heating the rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls

Definitions

  • the invention relates to a method for tempering rolls according to the preamble of claim 1.
  • the invention further relates to a device according to the preamble of claim 7, a roll stand with such a device and a rolling mill with such a roll stand.
  • From DE 10 2005 029 461 B3 discloses a method of applying a coolant to the rolling stock and / or at least ei ⁇ ne roller is known. By means of a flatness measuring system, the amount of cooling to be applied is determined.
  • the object is achieved by a method of the initially named kind ge ⁇ characterized in that both the working rolls and at least one of the intermediate rolls and / or at least one of the support rolls are heated.
  • the object is further achieved by a device having the features specified in claim 8.
  • the object is further achieved by a rolling stand with the Merkma ⁇ len according to claim 10 and by a rolling mill with the features of claim 11.
  • Roll stands in particular for installation in rolling mills, usually consist of two work rolls, two support rolls and possibly two or more intermediate rolls. Work rolls usually have a small diameter compared to the back-up rolls. Intermediate rolls are oriented in their size, particularly of their diameter, usually on the Ar ⁇ beitswalzen. Back-up rolls are usually considerably heavier and larger than work rolls and / or back-up rolls. During the rolling process is released by the deformation of the rolling heat energy, which is used to heat the rolls and the
  • the thickness of the product of the roll is increased
  • Rolling process changed to the detriment.
  • either the position of the work rolls and / or the support rollers must be adjusted and / or at least the work rolls tempered, in particular cooled, are.
  • the work rolls and the intermediate rolls are tempered.
  • the tempering of the work rolls and / or support rolls serves to modify the diameter and / or the course of the diameter along the axis of rotation of the tempered roll.
  • Thickness of the rolling stock is understood here to be the local thickness of the rolling stock. Local thickness means that the thickness of the profile of the rolling stock can be different. Eg, can the thickness at the center of the cross section that is pa rallel ⁇ to the rotational axes of the rolls increase in the middle or decrease. Of course, even more complex shapes of the rolling stock, in particular the cross section of the rolling, conceivable.
  • a temperature control is understood here to mean a partial heating and / or cooling of a roller.
  • the work roll is cooled cooled in the central region and possibly simultaneously or temporally heated near the end faces.
  • the intermediate roll is cooled in the middle course and optionally heated in ih ⁇ rem outer region. Both the work rolls and the intermediate rolls are advantageously divided into regions, wherein at least one of the regions is tempered.
  • the main focus of the invention is therefore the additional temperature of the intermediate rolls in addition to a temperature of the work rolls.
  • a temperature control of the support rollers is advantageous.
  • Back-up rolls are regularly very large, in particular in comparison to work rolls or intermediate rolls. Therefore offer
  • Back-up rolls heat storage to stabilize the temperature of the rolls.
  • a tempering he work rolls and / or the intermediate rolls in particular before the rolling process, an effective means to support the temperature control in the initial phase of the rolling process.
  • the temperature ⁇ balancing is achieved in particular by a tuned Temperie ⁇ tion of the working rolls the intermediate rolls and / or optionally the support rollers. Regularly carried out a mechanical displacement of the rolls based on the determined flatness and dimension of Walzgu ⁇ tes.
  • the flatness and the dimension of the Walzgu ⁇ tes are determined according to the rolling process, and changes the position and / or orientation of the rolls on the basis of deviations ⁇ gene of flatness or dimensions.
  • the intermediate rolls and optionally the support rollers Be influenced axis of rotation.
  • Using the method described can be improved flatness and optionally the Wegig ⁇ ness of the thickness of the rolling stock, in particular the beginning of the rolling process.
  • the temperature of the individual rolls For maximum accuracy of the flatness and the thickness of the rolled product, it is advantageous to connect the temperature of the individual rolls with the control device of the mill stand.
  • support additional measures to improve quality of the rolled product a temperature of the rolls, wherein further measures are, for example, a displacement ⁇ ben or a change in the axis of rotation of rolls to each other.
  • the tempering of the intermediate rolls in particular a cooling of the intermediate rolls in the inner region and a heating of the intermediate rolls in the outer region, carried out to improve the flatness.
  • An advantage of the Temperie ⁇ tion of the intermediate rolls is the direct loading of the intermediate rolls with the work rolls.
  • the temperature of the intermediate rolls since the intermediate rolls can be tempered very fast compared to the back-up rolls due to their low mass. Further improvements of the above-described measures can be achieved by a simultaneous temperature control of the work rolls of the intermediate rolls and the backup rolls. Particularly advantageous is the tempering of the work rolls and / or the support rolls and / or the intermediate rolls to increase the flatness at the beginning of the rolling process. During the first minutes of the rolling process thermal and mechanical ⁇ African irregularities occur which are offset by Steuerungsmecha ⁇ mechanisms. Due to the compensation mechanisms of thermal and mechatronic nature, a consistently high quality of the rolled product can be achieved even at the beginning of the rolling ⁇ process.
  • the consistently high quality of the rolled product results from the faster and more accurate input Position of the rollers with each other.
  • the tempering of the rolls is carried out regularly by Beauf ⁇ beat the rollers with a tempering.
  • the Tempe ⁇ deodorants is thereby applied to the Oberflä ⁇ surface of the corresponding roller by means of a nozzle.
  • the tempering agent is advantageously tempered before and transported by means of leads to the nozzles. Valves are used to control the flow of the tempering through the nozzle.
  • the Tem ⁇ per réellesfunktionstechnik is advantageous to retrofit into an existing rolling mill. If appropriate, temperature sensors for measuring the temperature of the rolls and / or individual regions of the rolls are advantageously part of the tempering functional unit.
  • An advantageous embodiment of the method is characterized in that the work rolls and the insects ⁇ zen, which act on the work rolls, tempered.
  • the method for controlling the temperature of rollers is in particular for a rolling mill comprising two work rolls, wel ⁇ surface are acted upon by in each case one intermediate roll, WO at the intermediate rolls, in turn, are each acted upon by a back-up roll, is advantageous.
  • both the work roll and, if appropriate, independently of one another, the intermediate rolls are tempered. Under a tempering is meant the temperature compensation of the roller with other elements of the roll stand or
  • a desired temperature of the roller or a delimiting area of the roller For temperature control, advantageously loading of the rolls with a temperature of or other method of heating or cooling the rollers.
  • a particularly advantageous field of application of the method is the operation of a six-high cold rolling mill of a 6-high rolling mill.
  • An advantage of the method is the exclusive cooling of the intermediate rolls and the work rolls, wherein the support rollers are not separately tempered.
  • a disadvantage of tempering the back-up rolls is that they require a large amount of tempering agent, since the back-up rolls have a considerably higher diameter and thus considerably more volumes to be cooled than the intermediate rolls and / or the work rolls.
  • the roller to be tempered is divided into a plurality of regions along the direction of the axis of rotation of the roller, and the temperature control of the individual regions takes place separately.
  • the rollers are divided into an inner and an outer area, wherein the outer areas include the inner area.
  • a division into a higher number of areas for example in seven or more areas along the axis of rotation of the roller.
  • a partial temperature control to different temperature values serves to improve the flatness of the rolled product, whereby a specific heating or cooling of individual areas of the rolls supports the mechatronic adjustment of the position of the rolls.
  • a classification is performed by a placement of a plurality of nozzles through which a tempering is applied to the individual preparation ⁇ surface of the rolls.
  • a method for controlling the temperature of rollers serving as tempering an organic Lö ⁇ solvents, in particular mineral oil, water, or a Emulsi ⁇ on of water and an organic solvent, and wherein the tempering is applied to the rolls by means of one or more SI ⁇ sen becomes.
  • a liquid hydrocarbon a mixture of hydrocarbons, an alcohol, a petroleum product such as kerosene or a light oil is advantageously used. Further advantageous is a mixture of different petroleum products.
  • water or an emulsion of water and a mineral oil and optionally further additives are advantageous as the tempering agent , the additives in particular serving to stabilize the emulsion.
  • cooling water is particularly well suited, since water has a high Wär ⁇ mekostoffen.
  • petroleum products regularly have a lower heat coefficient, but are there ⁇ well against each other well suited for the lubrication of the rollers.
  • different tempering are used for different rolling stock.
  • mineral oil is well suited due to its chemical stability.
  • mineral oil behaves very inert and is therefore well suited to support a Walzpro ⁇ process of chemically reactive metals such as copper or aluminum.
  • the application of the tempering agent is advantageously carried out by means of a nozzle, wherein the nozzle is directed in ei ⁇ nem advantageously variably held distance and in an advantageous variably adjustable direction on the Walzoberflä ⁇ che.
  • the superfluous tempering agent is advantageously collected in the lower region of the roll stand and, after the tempering agent has been brought back to the desired temperature, is returned to the tempering process.
  • a method characterized in that as the other Temper istsmethode an interaction the roller to be tempered with an electromagnetic field and / or an alternating magnetic field, in particular an induction heating, takes place.
  • Irradiation of the roller with heat radiation for tempering the roller, in particular an intermediate roller is advantageous for particularly rapid heating of individual areas of the roller.
  • induction heating can serve a rapid and effective heating of individual areas of the roller.
  • a fast and precisely tuned heating of individual areas advantageously improves the flatness of the rolled product after the rolling process has been completed.
  • thermocontrol means is tempered before the loading of the rollers.
  • tempering the temperature control before the action of the rollers in particular through nozzles, a rapid heating or cooling of individual areas of the roller is possible.
  • a compensation of the temperature of the rolls also serves to increase the life of the rolls, especially at high temperature differences of individual areas or the entire roll.
  • the tempering of the tempering agent is advantageously carried out in a centralized manner or, as a further possible embodiment of the method, shortly before the nozzle, wherein the nozzle is provided for acting on the predetermined area of the roller.
  • the previous temperature of the tempering both faster and more accurate temperature control of the rollers as well as a protection of the rolled material is used, particularly in egg ⁇ nem otherwise high temperature difference between temperature-deodorants and outdoor temperature of the to be tempered roller.
  • both a temperature control of the two work rolls and a temperature control of the intermediate rolls are provided, wherein the intermediate rolls act on the work rolls.
  • the intermediate roller beauf beat ⁇ each of a work roll and a backup roll.
  • tempering of the work rolls and the intermediate rolls is advantageous because the interaction of the intermediate rolls and the work rolls with the rolling stock is considerably higher than the interaction of the backup rolls and the work rolls with the rolling stock. Under an interaction is understood, for example, a temperature compensation. Moreover, the temperature of the work rolls and the intermediate rolls but not the back-up rolls - advantageous from an economic point of view, since the masses of the back-up rolls are considerably higher than the masses of the work rolls or the masses of the intermediate rolls.
  • a roll stand can advantageously be a product to be produced, which has a high flatness and a particularly ge ⁇ rings deviation of the thickness.
  • a control device controls and / or regulates the temperature control of the areas of the roller.
  • the control device advantageously serves to regulate the temperature of the individual regions of the rolls, in particular the tempered rolls.
  • the control device receives, for example, the determined flatness of the rolling stock before and / or after the rolling process.
  • the control device is also advantageous for controlling the flow rate the tempering through the individual nozzles and ge ⁇ if necessary to control the temperature of the Temper ⁇ means.
  • the control device is used to control the heating elements.
  • the controller may control the position and / or orientation of the nozzles.
  • the control device is advantageously connected to a control system ⁇ of the roll stand and / or the control system of the rolling mill.
  • An integration of the control device to support the further running processes of the rolling mill and / or the roll stand is a particularly preferred embodiment of the method ⁇ .
  • Particularly advantageous is a device described here for a six-high cold rolling mill or a 6-high rolling mill.
  • the work rolls and the back-up rolls are tempered.
  • FIG. 1 shows an arrangement of work rolls and back-up rolls
  • FIG. 2 shows an arrangement for the tempering of work rolls
  • the work rolls 3 are arranged between the two support rollers 7, wherein the support rollers 7 act on the work rolls 3 respectively.
  • the rolling stock 2 wherein the rolling direction is oriented to the rotational direction of the work rolls 3 and the support rollers 7 runs.
  • the Temperiansstechnikti ⁇ onsaku T consists of nozzles 11, from leads of the nozzles 11 and the associated valves 9. The tempering is passed through the supply lines to the nozzles 11 , The nozzles 11 serve to act on the rollers 3, 7 with the tempering agent.
  • the nozzles 11 are located near the respective work roll 3 and / or back-up roll 7.
  • the position of the nozzles 11 in position and orientation is variable.
  • the nozzles 11 are used to act on the support rollers 7 and the work rolls 3 with the temperature control.
  • the Temper ⁇ medium can also be by means of a conduit system (not shown) which passes through the rollers 3, 7 or close to the rollers 3, 7, serve to control the temperature of the rollers 3, 7 and / or of the rolling stock. 2
  • the rolling stock 2 shows an arrangement for controlling the temperature of work rolls 3, intermediate rolls 5 and supporting rolls 7 as part of a rolling speed rüsts 1.
  • the rolling stock 2 is beauf beat ⁇ from the work rolls 3 and changed in shape, in particular its thickness by the application of the working rolls 3 ,
  • the Ar ⁇ beitswalzen 3 are each supported on an intermediate roll 5 with a backup roll.
  • the support roller is used for on ⁇ acceptance and / or to compensate for the force exerted on the working roller 3 during the deformation of the rolling stock 2 acts.
  • the intermediate roller 5 serves to force transfer of the work rolls 3 to the support rollers 7.
  • both the Häwal ⁇ zen 3 and the intermediate rollers 5 and the support rollers 7 are changeable in their orientation and their position.
  • Support rollers 7 each serve one or more nozzles 11, wel ⁇ che beat the rollers 3, 5, 7 with the tempering.
  • a valve 9 which adjusts the flow of Temper istsmit ⁇ means through the nozzle 11 and thus the temperature of the ent ⁇ speaking roller 3, 5, 7.
  • the nozzles 11 and the valves 9 may coincide in one unit.
  • the temperature of the support rollers 7 can also be omitted by the valves 9 of the nozzles 11, which are provided for the loading of the support rollers 7 with the temperature control, be closed.
  • 3 shows an arrangement for the temperature control of work rolls 3 and intermediate rolls 5.
  • a Walzge ⁇ scaffold 1 consisting of work rolls 3, intermediate rolls 5 and back-up rolls 7, wherein the work rolls 3 are provided for processing the rolling stock 2, wherein the support rollers 7 and the intermediate rollers 5 are provided for alignment and / or support of the work rolls 3 and wherein the work rolls 3 and the intermediate rolls 5 are tempered by means of a Temper istsfunkti ⁇ onsillon T.
  • the temperature control function unit T for the rollers 3, 5 has nozzles 11, for Beaufschla ⁇ tion of the respective roller 3, 5, and the supply lines and valves 9.
  • the embodiment shown has two Ven ⁇ tile 9, wherein the valves 9 advantageously control the flow rate of the tempering through the leads.
  • FIG 4 shows an arrangement for the temperature control of work rolls 3, intermediate rolls 5 and back-up rolls 7 with a control device 15 and a valve.
  • the control ⁇ device 15 is used to control and / or regulating the temperature of work rolls 3, intermediate rolls 5 and optionally the support rollers 7.
  • the support rollers 7 can advantageously be heated only temporarily.
  • a scanning unit 13 is used, which determines the flatness of the rolling stock 2 after the rolling process.
  • the flatness is transmitted to a control device 15, the control device 15 instructs the valves 9, to temper the work roll 3, intermediate rolls 5 and / or optionally the support rollers 7 such that the flatness of the rolled material 2 after the rolling ⁇ process requirements equivalent.
  • the nozzles 11 are used to act on the rollers 3, 5, 7 with the tempering agent.
  • the nozzles 11 are supplied with the tempering agent via the supply lines. Temper the medium is advantageous ⁇ tempered when it reaches the valve. 9
  • Flow temperer 10 advantageously serves for targeted heating or cooling of the tempering agent. Instead of a
  • the Natural presstemperieres 10 can also be a central temperature of the temperature control.
  • the flow temperature adjuster 10 is connected to the control device 15 and supports the improvement of the flatness of the rolling stock 2 after passage of the rolled material 2.
  • control device 15 also serves to align and / or position the work rolls 3 and / or A change in the position of the work rolls 3, the intermediate rolls 5 and / or the support rollers 7 is indicated by the arrows in the upper support roller.
  • the arrow in the lower region of the rolling stand symbolizes the flow ⁇ direction of the rolling stock 2 through the rolling stand. 1
  • cleaning nozzles 19 serve to apply lubricant and / or cleaning agents to the rolls 3, 5, 7 and / or by means of the rolls 3, 5, 7 the rolling stock 2.
  • the applied cleaning ⁇ restriction means serves to clean the respective rollers 3, 5, 7, and for example, prevent accumulation of particle not on the rollers 3, 5, 7. Since the rollers 3, 5, 7 pressure afflicted together nestle , even the smallest particles can lead to damage to the rolling stock 2 and / or to the rollers 3, 5, 7 themselves.
  • the lubricant used is advantageously a suitable mineral oil and for cleaning the rollers 3, 5, 7 is either water, an alcohol
  • the device for lubricating and / or cleaning the rollers 3, 5, 7 is advantageously coupled to one another in the device for controlling the temperature of the rollers 3, 5, 7.
  • Lubricant and / or cleaning agent conceivable, which is on the opposite side of the roll stand 1 as the Ven ⁇ tile 11, so that the lubricant and / or the Rei ⁇ n Trentsstoff by the rotating rollers 3, 5, 7 in the space between the two corresponding rollers 3, 5, 7 is introduced and thus distributed evenly.
  • 6 shows a further arrangement for the temperature control of work rolls 3 and intermediate rolls 5, wherein for determining the temperature of the respective work roll 3 and / or intermediate roll 5, a temperature sensor 8 takes place.
  • a temperature sensor 8 is advantageously a temperature sensor 8, which slides along the surface of the roller 3, 5, 7, a temperature sensor 8, which registers the heat radiation emitted by the roller 3, 5, 7 and / or a temperature sensor 8, in the roller 3, 5, 7 itself is integrated.
  • the temperature values determined by means of the temperature sensor 8 advantageously serve to control the effectiveness of the tempering functional unit T.
  • overheating of the rollers 3, 5, 7 can be prevented by means of a control of the temperature of the rollers 3, 5, 7.
  • the temperature sensor 8 is advantageously connected to the control device 15 (not shown here) and / or to a flow tempering device 10, wherein the
  • valves 9 are the individual nozzles 11 to ⁇ ordered.
  • the valves 9 are advantageously controlled directly by the control device 15 (not shown) and / or by means of the temperature sensors 8.
  • the measurement of the temperature of the rollers 3, 5 is effected for example through the integra- tion of the temperature sensor into the rollers 3, 5, 7 itself or a non-contact scanning of the rollers 3, 5, 7 with ⁇ means of a temperature sensor, the heat radiation of the Wal ⁇ zen 3, 5, 7 receives and so determines the temperature of the rollers 3, 5 and / or individual areas of the rollers 3, 5.
  • the figure symbolically shows further cleaning nozzles 19 for acting on the rollers 3, 5, 7 with detergent and / or lubricant.
  • the intermediate rollers 5 and the work rolls 3 advantageously one or more have Tem ⁇ temperature sensors in 8, in particular for determining the temperature of individual regions of the intermediate rolls 5 and / or the work rolls 3.
  • Tem ⁇ temperature sensors in 8 in particular for determining the temperature of individual regions of the intermediate rolls 5 and / or the work rolls 3.
  • a Temper istsstoffs is tempered additionally or alternatively by means of a heat source 17.
  • a temperature measurement in / on the rollers 3, 5, 7 can also be dispensed with or the temperature of the rolling stock 2 itself can be determined , A determination of the temperature of the roll good example, with a thermal camera or with another Tem perature sensor ⁇ 8 outside of the roll stand 1.
  • FIG 8 shows an arrangement of an intermediate roll 5 in under ⁇ Kunststoffliche areas and individual nozzles 11 for the tempering.
  • the nozzles 11 are adjustable by means of an associated Ven ⁇ tils 9 that individual areas are tempered differently by the on ⁇ wear of tempering of different flow rates.
  • all the nozzles 11 are connected to a source of Tempe ⁇ r istsstoffs, wherein the different areas is controlled by controlling of the individual valves 9, which is associated with each nozzle 11 is advantageous.
  • the arrangement shown is advantageous also for the working ⁇ rollers 3 and / or the support rollers 7 applicable.
  • the number of nozzles is advantageously determined by the length of the roller 3, 5, 7 to be tempe ⁇ ing, wherein a region which is heated with a nozzle, has a width of 1 cm to 5 cm.
  • the nozzles 11 may have a plurality of holes, wherein the tempering agent is applied in different ⁇ direction on the rollers 3, 5, 7 through each of the holes.
  • a nozzle 11 has a valve 9, wherein the valve 9 is temporarily opened. Through the duration of ge ⁇ opened valve 9 in relation to the duration of the closed valve 9 results in the volume of the discharged Temperie- at an advantageously constant flow rate of the tempering agent through the nozzle 11th
  • the invention relates to a method and a device for tempering of rolls 3, 5, 7, in particular of the rolls 3, 5, 7 of a roll stand 1.
  • the roll stand 1 basically has work rolls 3, support rolls 7 and optionally at least one intermediate roll 5, wherein the intermediate rollers 5 are advantageously located between the work rolls 3 and the support rollers 7.
  • the rolls 3, 5, 7 are acted on by a tempering agent and / or a heat source 17. It is provided that both the work rolls 3 and at least one of the intermediate rolls 5 and / or optionally at least one of the support rollers 7 are tempered.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren von Walzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Temperieren von Walzen (3, 5, 7), insbesondere von den Walzen (3, 5, 7) eines Walzgerüstes (1). Das Walzgerüst (1) weist grundsätzlich Arbeitswalzen (3), Stützwalzen (7) und gegebe- nenfalls mindestens eine Zwischenwalze (5) auf, wobei die Zwischenwalzen (5) vorteilhaft zwischen den Arbeitswalzen (3) und den Stützwalzen (7) lokalisiert sind. Zur Temperierung der Walzen (3, 5, 7) dient eine Beaufschlagung der Walzen (3, 5, 7) mit einem Temperierungsmittel und/oder einer Heizquelle (17). Es ist vorgesehen, dass sowohl die Arbeitswalzen (3) als auch mindestens eine der Zwischenwalzen (5) und/oder gegebenenfalls mindestens eine der Stützwalzen (7) temperiert werden. Durch die Temperierung von Arbeitswalzen (3) und Zwischenwalzen (5) ist insbesondere eine schnelle Temperaturanpassung des Walzprofils an das Profil des Walzgutes (2), insbesondere im Bereich der Materialbearbeitung, möglich. Dies 20 führt zu einer Verbesserung der Planheit des Walzgutes (2) nach dem Walzprozess.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren von Walzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren von Walzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, ein Walzgerüst mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Walzwerk mit einem derartigen Walzgerüst.
Beim Kaltwalzen von Stahl und Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium, entsteht eine große Wärmemenge durch Rei¬ bung und durch Verformung des bearbeiteten Walzgutes. Die entstehende Wärme verursacht eine Erwärmung der Walzen eines Walzwerkes. Eine unkontrollierte Erwärmung der Arbeitswalzen führt zu einer Verminderung der Qualität des Walzerzeugnis¬ ses .
Aus DE 10 2005 029 461 B3 ist ein Verfahren zur Aufbringung eines Kühlmittels auf das Walzgut und/oder auf mindestens ei¬ ne Walze bekannt. Mittels eines Planheitsmesssystems wird die aufzubringende Kühlmenge bestimmt.
Es ist Aufgabe der Erfindung die Planheit des Walzgutes nach dem Walzen zu verbessern.
Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens der eingangs ge¬ nannten Art dadurch gelöst, dass sowohl die Arbeitswalzen als auch mindestens eine der Zwischenwalzen und/oder mindestens eine der Stützwalzen temperiert werden.
Die Aufgabe wird weiter durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst. Die Aufgabe wird weiter durch ein Walzgerüst mit den Merkma¬ len gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Walzwerk mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst. Walzgerüste, insbesondere zum Einbau in Walzstraßen, bestehen im Regelfall aus zwei Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen und ggf. aus zwei oder mehr Zwischenwalzen. Arbeitswalzen weisen im Regelfall einen geringen Durchmesser im Vergleich zu den Stützwalzen auf. Zwischenwalzen orientieren sich in ihrer Größe, insbesondere ihres Durchmessers, zumeist an den Ar¬ beitswalzen. Stützwalzen sind regelmäßig erheblich schwerer und größer als Arbeitswalzen und/oder Stützwalzen. Während des Walzprozesses wird durch die Verformung des Walzgutes Wärmeenergie frei, welche zur Erwärmung der Walzen und dem
Walzgut führt. Die Erwärmung der Walzen, insbesondere der Ar¬ beitswalzen, führt zur Ausdehnung der Walzen.
Durch die Veränderung des Durchmessers der Walzen, insbeson- dere der Arbeitswalzen, wird die Dicke des Erzeugnisses des
Walzprozesses zum Nachteil verändert. Um eine gleichbleibende Dicke sowie Planheit des Walzerzeugnisses zu erlangen, muss entweder die Position der Arbeitswalzen und/oder der Stützwalzen angepasst werden und/oder zumindest die Arbeitswalzen temperiert, insbesondere gekühlt, werden. Vorteilhaft werden die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen temperiert. Die Temperierung der Arbeitswalzen und/oder Stützwalzen dient zu einer Modifikation des Durchmessers und/oder des Verlaufes des Durchmessers entlang der Rotationsachse der temperierten Wal- ze .
Unter Dicke des Walzgutes wird hier die lokale Dicke des Walzgutes verstanden. Lokale Dicke heißt, dass die Dicke des Profils des Walzgutes unterschiedlich sein kann. Beispiels- weise kann die Dicke in der Mitte des Querschnittes, der pa¬ rallel zu den Rotationsachsen der Walzen liegt, in der Mitte zunehmen oder abnehmen. Selbstverständlich sind auch komplexere Formen des Walzgutes, insbesondere des Querschnittes des Walzgutes, vorstellbar.
Unter einer Temperierung wird hier eine bereichsweise Erwärmung und/oder Kühlung einer Walze verstanden. Beispielsweise wird die Arbeitswalze gekühlt im mittleren Bereich gekühlt und gegebenenfalls gleichzeitig oder zeitbereichsweise nahe den Stirnseiten erwärmt. Vorteilhaft wird auch die Zwischenwalze im mittleren Verlauf gekühlt und gegebenenfalls in ih¬ rem äußeren Bereich erwärmt. Sowohl die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen sind vorteilhaft in Bereiche eingeteilt, wobei zumindest einer der Bereiche temperiert wird.
Zur Sicherstellung der Dicke und der Planheit des Walzerzeug¬ nisses werden - nach gegenwärtigen Stand der Technik - die Arbeitswalzen gekühlt. Hauptaugenmerk der Erfindung ist daher die zusätzliche Temperierung der Zwischenwalzen neben einer Temperierung der Arbeitswalzen. Zur weiteren Verbesserung der Planheit ist eine Temperierung der Stützwalzen vorteilhaft. Stützwalzen sind regelmäßig sehr groß, insbesondere im Ver- gleich zu Arbeitswalzen oder Zwischenwalzen. Daher bieten
Stützwalzen eine Wärmespeicherung um die Temperatur der Walzen zu stabilisieren. Eine Temperierung er Arbeitswalzen und/oder der Zwischenwalzen, insbesondere vor dem Walzprozess ein wirksames Mittel, um die Temperierung in der Anfangsphase des Walzprozesses zu unterstützen. Durch die Temperierung der Zwischenwalzen und/oder gegebenenfalls der Stützwalzen kann Position der Arbeitswalzen und damit die Dicke des Walzerzeugnisses verändert werden. Weiter führt ein Temperaturaus¬ gleich zwischen einander beaufschlagenden Walzen zur Schonung des Materials der Walzen und des Walzgutes. Der Temperatur¬ ausgleich wird insbesondere durch eine abgestimmte Temperie¬ rung der Arbeitswalzen der Zwischenwalzen und/oder gegebenenfalls der Stützwalzen erreicht. Regelmäßig erfolgt eine mechanische Verschiebung der Walzen anhand der ermittelten Planheit und der Abmessung des Walzgu¬ tes. Dabei werden die Planheit und die Abmessung des Walzgu¬ tes nach dem Walzprozess ermittelt und anhand der Abweichun¬ gen von Planheit oder Abmessungen die Position und/oder die Ausrichtung der Walzen verändert. Durch das hier beschriebene Verfahren soll mittels der Temperierung der Arbeitswalzen, der Zwischenwalzen und gegebenenfalls der Stützwalzen eine Modifikation des Durchmessers oder dessen Verlauf entlang der Rotationsachse beeinflusst werden. Mittels des beschriebenen Verfahrens kann die Planheit und gegebenenfalls die Genauig¬ keit der Dicke des Walzgutes, insbesondere zum Anfang des Walzvorgangs, verbessert werden.
Für eine größtmögliche Genauigkeit der Planheit und der Dicke des Walzerzeugnisses ist es vorteilhaft, die Temperierung der einzelnen Walzen mit der Kontrolleinrichtung des Walzgerüstes zu verbinden. So kann eine Temperierung der Walzen weitere Maßnahmen zur Qualitätssteigerung des Walzerzeugnisses unterstützen, wobei weitere Maßnahmen beispielsweise ein Verschie¬ ben oder eine Veränderung der Rotationsachse von Walzen zueinander sind. Weiter kann die Temperierung der Zwischenwalzen, insbesondere einer Kühlung der Zwischenwalzen im inneren Bereich sowie eine Erwärmung der Zwischenwalzen im äußeren Bereich, zur Verbesserung der Planheit erfolgen. Vorteilhaft an der Temperie¬ rung der Zwischenwalzen ist die direkte Beaufschlagung der Zwischenwalzen mit den Arbeitswalzen. Weiter vorteilhaft ist die Temperierung der Zwischenwalzen, da die Zwischenwalzen aufgrund ihrer geringen Masse im Vergleich zu den Stützwalzen besonders schnell temperiert werden können. Weitere Verbesserungen der vorstehend geschilderten Maßnahmen sind durch eine gleichzeitige Temperierung der Arbeitswalzen der Zwischenwalzen und der Stützwalzen zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist die Temperierung der Arbeitswalzen und/oder der Stützwalzen und/oder der Zwischenwalzen zur Er- höhung der Planheit zum Beginn des Walzprozesses. Während der ersten Minuten des Walzprozesses treten thermische und mecha¬ nische Unregelmäßigkeiten auf, welche durch Steuerungsmecha¬ nismen ausgeglichen werden. Durch die Ausgleichsmechanismen thermischer und mechatronischer Art ist eine gleichbleibend hohe Qualität des Walzerzeugnisses auch zu Beginn des Walz¬ prozesses erreichbar. Die gleichbleibend hohe Qualität des Walzerzeugnisses, insbesondere in der Anfangszeit des Walz¬ prozesses, ergibt sich aus der schnelleren und genaueren Ein- Stellung der Walzen untereinander. Eine gezielte Kühlung und/oder Erwärmung, insbesondere in unterschiedlichen Bereichen der einzelnen Walzen, unterstützen die Genauigkeit des Walzprozesses sowie die Planheit des Walzerzeugnisses.
Die Temperierung der Walzen erfolgt regelmäßig durch Beauf¬ schlagen der Walzen mit einem Temperierungsmittel. Das Tempe¬ rierungsmittel wird dabei mittels einer Düse auf die Oberflä¬ che der entsprechenden Walze aufgebracht. Das Temperierungs- mittel wird dabei vorteilhaft vorher temperiert und mittels Zuleitungen zu den Düsen transportiert. Ventile dienen zur Steuerung des Durchflusses des Temperierungsmittels durch die Düse . Vorteilhaft sind die Düsen, die den Düsen zugeordneten Venti¬ le, deren Zuleitungen, sowie gegebenenfalls Heizelemente zu einer Temperierungsfunktionseinheit zusammengefasst . Die Tem¬ perierungsfunktionseinheit ist vorteilhaft in ein bestehendes Walzgerüst nachrüstbar. Gegebenenfalls sind Temperatursenso- ren zur Messung der Temperatur der Walzen und/oder einzelnen Bereichen der Walzen vorteilhaft Teil der Temperierungsfunktionseinheit .
Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen und die Zwischenwal¬ zen, welche die Arbeitswalzen beaufschlagen, temperiert werden. Das Verfahren zum Temperieren von Walzen ist insbesondere für ein Walzgerüst bestehend aus zwei Arbeitswalzen, wel¬ che von jeweils einer Zwischenwalze beaufschlagt werden, wo- bei die Zwischenwalzen wiederum jeweils von einer Stützwalze beaufschlagt werden, vorteilhaft. In dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird sowohl die Arbeitswalze als auch, gegebenen¬ falls unabhängig voneinander, die Zwischenwalzen temperiert. Unter einer Temperierung versteht man den Temperaturausgleich der Walze mit weiteren Elementen des Walzgerüstes oder das
Einstellen einer gewünschten Temperatur der Walze bzw. eines abzugrenzenden Bereiches der Walze. Zur Temperierung dient vorteilhaft eine Beaufschlagung der Walzen mit einem Tempe- rierungsmittel oder eine andere Methode zur Erwärmung oder Kühlung der Walzen. Ein besonders vorteilhaftes Einsatzgebiet des Verfahrens ist der Betreib eines Sexto-Kaltwalzwerkes der eines 6-high Walzwerk.
Vorteilhaft bei dem Verfahren ist die ausschließliche Kühlung der Zwischenwalzen und der Arbeitswalzen, wobei die Stützwalzen nicht gesondert temperiert werden. Nachteilig erfordert eine Temperierung der Stützwalzen eine große Menge von Tempe- rierungsmittel, da die Stützwalzen einen erheblich höheren Durchmesser und somit erheblich mehr zu kühlendes Volumina als die Zwischenwalzen und/oder die Arbeitswalzen aufweisen.
Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren ist die zu tempe- rierende Walze in mehrere Bereiche entlang der Richtung der Rotationsachse der Walze eingeteilt und die Temperierung der einzelnen Bereiche erfolgt gesondert. Beispielsweise werden die Walzen in einen inneren und jeweils einen äußeren Bereich eingeteilt, wobei die äußeren Bereiche den inneren Bereich einschließen. Weiter vorteilhaft ist eine Einteilung in eine höhere Anzahl von Bereichen, beispielsweise in sieben oder mehr Bereiche entlang der Rotationsachse der Walze. Je mehr einzelne Bereiche der Walze gesondert temperiert werden, des¬ to genauer kann auf Verschlechterung der Planheit mittels der Temperierung der Walzen reagiert werden. Vorteilhaft können einzelne Bereiche einzelner Walzen gesondert mit verschiede¬ nen Temperierungsmethoden wie Beaufschlagen eines Temperierungsmittels und einer Induktionsheizung temperiert werden. Eine bereichsweise erfolgende Temperierung auf unterschiedli- che Temperaturwerte dient zur Verbesserung der Planheit des Walzerzeugnisses, wobei eine gezielte Erwärmung oder Kühlung einzelner Bereiche der Walzen die mechatronische Anpassung der Position der Walzen unterstützt. Vorteilhaft erfolgt eine derartige Einteilung durch eine Platzierung mehrerer Düsen, durch welche ein Temperierungsmittel auf die einzelnen Berei¬ che der Walzen aufgebracht wird. Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren zur Temperierung von Walzen, wobei als Temperierungsmittel ein organisches Lö¬ sungsmittel, insbesondere Mineralöl, Wasser oder eine Emulsi¬ on aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel dient und wobei das Temperierungsmittel mittels einer oder mehrerer Dü¬ sen auf die Walzen aufgetragen wird. Als organisches Lösungs¬ mittel dient vorteilhaft ein flüssiger Kohlenwasserstoff, ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, ein Alkohol, ein Mineralölerzeugnis, beispielsweise Kerosin oder ein Leichtöl. Weiter vorteilhaft ist ein Gemisch aus verschiedenen Mineralölerzeugnissen. Weiter ist als Temperierungsmittel Wasser oder eine Emulsion aus Wasser und einem Mineralöl und ggf. weite¬ ren Zusätzen vorteilhaft, wobei die Zusätze insbesondere zur Stabilisierung der Emulsion dienen. Insbesondere zur Kühlung ist Wasser besonders gut geeignet, da Wasser einen hohen Wär¬ mekoeffizienten aufweist. Mineralölerzeugnisse besitzen zwar regelmäßig einen geringeren Wärmekoeffizient, sind jedoch da¬ gegen auch zur Schmierung der Walzen untereinander gut geeignet. Vorteilhaft werden unterschiedliche Temperierungsmittel für unterschiedliche Walzgüter verwendet.
Weiter vorteilhaft, insbesondere zur Behandlung von Aluminium durch eine Walze, ist Mineralöl aufgrund seiner chemischen Stabilität gut geeignet. Zudem verhält sich Mineralöl sehr reaktionsträge und ist daher zur Unterstützung eines Walzpro¬ zesses von chemisch reaktiven Metallen wie Kupfer oder Aluminium gut geeignet. Die Auftragung des Temperierungsmittels erfolgt vorteilhaft mittels einer Düse, wobei die Düse in ei¬ nem vorteilhaft variabel gehaltenen Abstand und in einer vor- teilhaft variabel einstellbaren Richtung auf die Walzoberflä¬ che gerichtet ist. Das überflüssige Temperierungsmittel wird vorteilhaft im unteren Bereich des Walzgerüstes gesammelt und nachdem das Temperierungsmittel wieder auf die gewünschte Temperatur gebracht worden ist, wieder dem Temperierungspro- zess zugeführt wird.
Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass als sonstige Temperierungsmethode eine Wechselwirkung der zu temperierenden Walze mit einem elektromagnetischen Feld und/oder einem magnetischen Wechselfeld, insbesondere einem Induktionsheizverfahren, erfolgt. Eine Bestrahlung der Walze mit Wärmestrahlung zur Temperierung der Walze, insbe- sondere einer Zwischenwalze, ist für eine besonders schnelle Aufheizung einzelner Bereiche der Walze vorteilhaft. Zudem können Induktionsheizverfahren eine schnelle und effektive Erwärmung einzelner Bereiche der Walze dienen. Eine schnelle und genau abgestimmte Erwärmung einzelner Bereiche verbessert vorteilhaft die Planheit des Walzerzeugnisses nach Durchlauf des Walzprozesses. Weiter vorteilhaft ist ein Induktionsheiz¬ verfahren oder eine Bestrahlung einer Walze mit Wärmestrahlung zum Ausgleich von Bereichen unterschiedlicher Temperatur. Ein Ausgleich der Temperatur dient zur Erhöhung der Planheit der Walzen. Eine verbesserte Planheit erhöht die Qualität des Walzgutes.
Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren zur Temperierung einer Walze wobei dass das Temperierungsmittel vor der Beaufschla- gung der Walzen temperiert wird. Durch eine Temperierung des Temperierungsmittels vor der Beaufschlagung der Walzen, insbesondere durch Düsen, ist eine schnelle Erwärmung oder Kühlung einzelner Bereiche der Walze möglich. Ein Ausgleich der Temperatur der Walzen dient auch zur Erhöhung der Lebensdauer der Walzen, insbesondere bei hohen Temperaturdifferenzen einzelner Bereiche oder der gesamten Walze. Die Temperierung des Temperierungsmittels erfolgt vorteilhaft zentralisiert oder, als eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Verfahrens, kurz vor der Düse, wobei die Düse zur Beaufschlagung des vorgege- benen Bereiches der Walze vorgesehen ist. Vorteilhaft dient die vorherige Temperierung des Temperierungsmittels sowohl der schnellen und zielgerichteten Temperierung der Walzen als auch einer Schonung des Walzenmaterials, insbesondere bei ei¬ nem ansonsten hohen Temperaturunterschiedes zwischen Tempe- rierungsmittel und Außentemperatur der zu temperierenden Walze . In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung zur Temperierung von Walzen ist sowohl eine Temperierung der beiden Arbeitswalzen als auch eine Temperierung der Zwischenwalzen vorgesehen, wobei die Zwischenwalzen die Arbeitswalzen beaufschlagen. Wie bereits erläutert, besteht ein vorteilhaf¬ tes Walzgerüst aus dem Gerüst sowie zwei Arbeitswalzen, zwei Zwischenwalzen und zwei Stützwalzen. Die Zwischenwalze wird jeweils von einer Arbeitswalze und einer Stützwalze beauf¬ schlagt. Für eine möglichst schnelle und effiziente Kühlung oder Erwärmung einzelner Bereiche der zum Walzprozess beitra¬ genden Walzen ist eine Temperierung der Arbeitswalzen sowie der Zwischenwalzen vorteilhaft, da die Wechselwirkung der Zwischenwalzen und der Arbeitswalzen mit dem Walzgut erheblich höher ist als die Wechselwirkung der Stützwalzen und der Arbeitswalzen mit dem Walzgut. Unter einer Wechselwirkung wird dabei beispielsweise ein Temperaturausgleich verstanden. Überdies ist die Temperierung der Arbeitswalzen und der Zwischenwalzen aber nicht der Stützwalzen - unter verfahrensökonomischen Gesichtspunkten vorteilhaft, da die Massen der Stützwalzen erheblich höher sind als die Massen der Arbeitswalzen bzw. der Massen der Zwischenwalzen. Mittels eines solchen Walzgerüstes kann vorteilhaft ein Erzeugnis produziert werden, welches eine hohe Planheit sowie eine besonders ge¬ ringe Abweichung der Dicke aufweist.
Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren, wobei eine Kontrolleinrichtung die Temperierung der Bereiche der Walze steuert und/oder regelt. Die Kontrolleinrichtung dient vorteilhaft zur Regelung der Temperatur der einzelnen Bereiche der Walzen, insbesondere der temperierten Walzen. Als Eingangsparameter erhalt die Kontrolleinrichtung beispielsweise die ermittelte Planheit des Walzgutes vor und/oder nach dem Walzprozess. Durch die Regelung der Temperatur der Walzen wird gezielt eine bereichsweise auftretende Verformung der Walze erreicht, um die Planheit des Walzgutes zu verbessern. Die Kontrolleinrichtung dient weiter vorteilhaft zur Steuerung der Durchflussmenge des Temperierungsmittels durch die einzelnen Düsen sowie ge¬ gebenenfalls zur Regelung der Temperatur des Temperierungs¬ mittels. Weiter dient die Kontrolleinrichtung zur Steuerung der Heizelemente. Falls die Düsen beweglich sind, kann die Kontrolleinrichtung zusätzlich die Position und/oder die Ausrichtung der Düsen steuern.
Die Kontrolleinrichtung ist vorteilhaft mit einem Steuerungs¬ system des Walzgerüstes und/oder dem Steuerungssystem des Walzwerkes verbunden. Eine Integration der Kontrolleinrichtung zur Unterstützung der weiteren ablaufenden Prozesse des Walzwerkes und/oder des Walzgerüstes ist eine besonders be¬ vorzugte Ausgestaltung des Verfahrens. Besonders vorteilhaft ist eine hier beschriebene Vorrichtung für einem Sexto-Kaltwalzwerk oder einem 6-high-Walzwerk . In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind dabei die Arbeitswalzen und die Stützwalzen temperiert. Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:
FIG 1 eine Anordnung von Arbeitswalzen und Stützwalzen, FIG 2 eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen,
Zwischenwalzen und Stützwalzen,
FIG 3 eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und
Zwischenwalzen,
FIG 4 eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen,
Zwischenwalzen und Stützwalzen mit einer Kontrolleinrichtung,
FIG 5 eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und
Zwischenwalzen,
FIG 6 eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeits- walzen und Zwischenwalzen,
FIG 7 eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und Zwischenwalzen, FIG 8 eine Einteilung einer Zwischenwalze in unterschiedli¬ che Bereiche und einzelne Düsen zur Temperierung.
FIG 1 zeigt eine Anordnung von zwei Arbeitswalzen 3 und zwei Stützwalzen 7. Dabei sind die Arbeitswalzen 3 zwischen den beiden Stützwalzen 7 angeordnet, wobei die Stützwalzen 7 die Arbeitswalzen 3 jeweils beaufschlagen. Zwischen den Arbeitswalzen 2 verläuft das Walzgut 2, wobei die Walzrichtung sich an der Rotationsrichtung der Arbeitswalzen 3 respektive der Stützwalzen 7 orientiert. Zur Temperierung der Arbeitswalzen 3 wie auch der Stützwalzen 7 dient eine Temperierungsfunkti¬ onseinheit T. Die Temperierungsfunktionseinheit T besteht aus Düsen 11, aus Zuleitungen der Düsen 11 sowie aus den zugeordneten Ventilen 9. Das Temperierungsmittel wird durch die Zu- leitungen zu den Düsen 11 geleitet. Die Düsen 11 dienen zur Beaufschlagung der Walzen 3, 7 mit dem Temperierungsmittel. Die Düsen 11 sind nahe der jeweiligen Arbeitswalze 3 und/oder Stützwalze 7 lokalisiert. Vorteilhaft ist die Position der Düsen 11 in Lage und Ausrichtung veränderbar. Die Düsen 11 dienen zur Beaufschlagung der Stützwalzen 7 bzw. der Arbeitswalzen 3 mit den Temperierungsmittel. In dieser einfachen Ausgestaltung dient die Zufuhr von Temperierungsmittel, ins¬ besondere zur Temperierung der Arbeitswalzen 3 sowie vorteilhaft der Kühlung und ggf. zum Ausgleich der Temperaturen der Stützwalzen 7 und den Arbeitswalzen 3 sowie zur Verbesserung der Planheit. Anstelle von Düsen 11 kann das Temperierungs¬ mittel auch mittels eines Leitungssystem (nicht gezeigt) , das durch die Walzen 3, 7 oder nahe der Walzen 3, 7 verläuft, zur Temperierung der Walzen 3, 7 und/oder des Walzgutes 2 dienen.
FIG 2 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und Stützwalzen 7 als Teil eines Walzge- rüsts 1. Das Walzgut 2 wird von den Arbeitswalzen 3 beauf¬ schlagt und durch die Beaufschlagung der Arbeitswalzen 3 in seiner Form, insbesondere seiner Dicke verändert. Die Ar¬ beitswalzen 3 werden jeweils über eine Zwischenwalze 5, mit einer Stützwalze 7 abgestützt. Die Stützwalze dient zum Auf¬ nahme und/oder zum Ausgleich der Kraft, die auf die Arbeits- walze 3 während der Verformung des Walzgutes 2 wirkt. Die Zwischenwalze 5 dient zum Kraftübertrag der Arbeitswalzen 3 zu den Stützwalzen 7. Vorteilhaft sind sowohl die Arbeitswal¬ zen 3 als auch die Zwischenwalzen 5 sowie die Stützwalzen 7 in ihrer Ausrichtung und ihrer Position veränderbar. Dies ist durch die geraden Pfeile an der oberen Stützwalze 7 angedeu¬ tet. Die gebogenen Pfeile nahe dem Mittelpunkt der Walzen 3, 5, 7 geben eine mögliche Rotationsrichtung der Walzen 3, 5, 7 an. Eine Anpassung der Position und/oder Ausrichtung einzel- ner Walzen 3, 5, 7 dient dem Zweck, dass die Planheit des Walzgutes 2 nach dem Durchlauf des Walzgutes 2 durch das Walzgerüst 1 den Erfordernissen genügt. Zur Temperierung der Walzen 3, 5, 7 sowie gegebenenfalls des Walzgutes 2 dient die Temperierungsfunktionseinheit T. Hier weist die Temperie- rungsfunktionseinheit T die Düsen 11, den Düsen 11 zugeordne¬ te Ventile 9 sowie die Zuleitungen auf. Zur Temperierung der Arbeitswalzen 3 sowie der Zwischenwalzen 5 als auch der
Stützwalzen 7 dient jeweils eine oder mehrere Düsen 11, wel¬ che die Walzen 3, 5, 7 mit dem Temperierungsmittel beauf- schlagen. In unmittelbarer Nähe der Düsen 11 befindet sich jeweils ein Ventil 9, welches den Fluss des Temperierungsmit¬ tels durch die Düse 11 und damit die Temperierung der ent¬ sprechenden Walze 3, 5, 7 einstellt. Wie gezeigt, können die Düsen 11 und die Ventile 9 in eine Einheit zusammenfallen. Vorteilhaft kann die Temperierung der Stützwalzen 7 auch entfallen, indem die Ventile 9 der Düsen 11, welche für die Beaufschlagung der Stützwalzen 7 mit dem Temperierungsmittel vorgesehen sind, geschlossen werden. FIG 3 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5. Dargestellt ist auch hier ein Walzge¬ rüst 1, bestehend aus Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und Stützwalzen 7, wobei die Arbeitswalzen 3 zur Bearbeitung des Walzgutes 2 vorgesehen sind, wobei die Stützwalzen 7 und die Zwischenwalzen 5 zur Ausrichtung und/oder Abstützung der Arbeitswalzen 3 vorgesehen sind und wobei die Arbeitswalzen 3 und die Zwischenwalzen 5 mittels einer Temperierungsfunkti¬ onseinheit T temperiert werden. Die Temperierungsfunktions- einheit T für die Walzen 3, 5 weist Düsen 11, zum Beaufschla¬ gung der jeweiligen Walze 3, 5, sowie die Zuleitungen und Ventile 9 auf. Die gezeigte Ausführung verfügt über zwei Ven¬ tile 9, wobei die Ventile 9 vorteilhaft die Durchflussmenge des Temperierungsmittels durch die Zuleitungen steuern. Die obere Ventile 9 steuern die Temperierung der Arbeitswalzen 3 und das untere Ventil 9 steuert die Temperierung der Zwi¬ schenwalzen 5. FIG 4 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und Stützwalzen 7 mit einer Kontrolleinrichtung 15 und mit einem Ventil 9. Hier dient die Kontroll¬ einrichtung 15 zur Steuerung und/oder Regelung der Temperierung von Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und gegebenenfalls der Stützwalzen 7. Die Stützwalzen 7 können vorteilhaft nur zeitweise temperiert werden. Zur Bestimmung der Planheit und/oder der Abmessung des ausgehenden Walzgutes 2 dient eine Abtasteinheit 13, welche die Planheit des Walzgutes 2 nach dem Walzprozess ermittelt. Die Planheit wird an eine Kont- rolleinrichtung 15 übermittelt, wobei die Kontrolleinrichtung 15 die Ventile 9 anweist, die Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und/oder gegebenenfalls die Stützwalzen 7 dergestalt zu temperieren, dass die Planheit des Walzgutes 2 nach dem Walz¬ prozess den Anforderungen entspricht. Zur Beaufschlagung der Walzen 3, 5, 7 mit dem Temperierungsmittel dienen die Düsen 11. Die Düsen 11 werden über die Zuleitungen mit dem Temperierungsmittel versorgt. Vorteilhaft ist das Temperierungs¬ mittel beim Erreichen des Ventils 9 temperiert. Ein
Durchflusstemperierer 10 dient vorteilhaft gezielten Erwär- mung oder Kühlung des Temperierungsmittels. Anstelle eines
Durchflusstemperieres 10 kann auch eine zentrale Temperierung des Temperierungsmittels erfolgen. Vorteilhaft ist auch der Durchflusstemperierer 10 mit der Kontrolleinrichtung 15 verbunden und unterstützt die Verbesserung der Planheit des Walzgutes 2 nach Durchlauf des Walzgutes 2.
Vorteilhaft dient die Kontrolleinrichtung 15 auch zur Ausrichtung und/oder Positionierung der Arbeitswalzen 3 und/oder der Zwischenwalzen 5 und/oder gegebenenfalls der Stützwalzen 7. Eine Veränderung der Position der Arbeitswalzen 3, der Zwischenwalzen 5 und/oder der Stützwalzen 7 ist durch die Pfeile in der oberen Stützwalze angedeutet. Der Pfeil im un- teren Bereich des Walzgerüstes symbolisiert die Durchfluss¬ richtung des Walzgutes 2 durch das Walzgerüst 1.
FIG 5 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5. In dieser Ausführung dienen Reini- gungsdüsen 19 zur Aufbringung von Schmiermittel und/oder Reinigungsmittel auf die Walzen 3, 5, 7 und/oder mittels der Walzen 3, 5, 7 auf das Walzgut 2. Das aufgetragene Reini¬ gungsmittel dient der Reinigung der entsprechenden Walzen 3, 5, 7 und verhindern beispielsweise eine Anlagerung von Parti- kein auf den Walzen 3, 5, 7. Da sich die Walzen 3, 5, 7 druckbehaftet aneinander schmiegen, können selbst kleinste Partikel zu Schäden am Walzgut 2 und/oder an den Walzen 3, 5, 7 selbst führen. Um ein besseren Gleitverhalten der Walzen 3, 5, 7 untereinander zu gewährleisten, werden die Walzen 3, 5, 7, insbesondere nahe der Beaufschlagung zwischen zwei unterschiedlichen Walzen 3, 5, 7, geschmiert. Als Schmiermittel dient vorteilhaft ein geeignetes Mineralöl und zur Reinigung der Walzen 3, 5, 7 dient entweder Wasser, ein Alkohol
und/oder ein leichtes Mineralöl. Vorteilhaft ist die Vorrich- tung zur Schmierung und/oder Reinigung der Walzen 3, 5, 7 in die Vorrichtung zur Temperierung der Walzen 3, 5, 7 miteinander gekoppelt.
Je nach Drehrichtung der Walzen 3, 5, 7 beim Walzprozess ist auch eine Vorrichtung zur Beaufschlagung der Walzen mit
Schmiermittel und/oder Reinigungsmittel denkbar, die sich auf der gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes 1 wie die Ven¬ tile 11 befindet, so dass das Schmiermittel und/oder das Rei¬ nigungsmittel durch die sich drehenden Walzen 3, 5, 7 in den Zwischenraum zwischen den beiden entsprechenden Walzen 3, 5, 7 eingebracht wird und so gleichmäßig verteilt wird. FIG 6 zeigt eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5, wobei zur Bestimmung der Temperatur der jeweiligen Arbeitswalze 3 und/oder Zwischenwalze 5 ein Temperatursensor 8 erfolgt. Als Temperatursensor 8 dient vorteilhaft ein Temperaturfühler 8, der an der Oberfläche der Walze 3, 5, 7 entlangleitet, ein Temperatursensor 8, der die von der Walze 3, 5, 7 emittierte Wärmestrahlung registriert und/oder ein Temperatursensor 8, der in der Walze 3, 5, 7 selbst integriert ist. Die mittels des Temperatursen- sors 8 ermittelten Temperaturwerte dienen vorteilhaft einer Kontrolle der Wirksamkeit der Temperierungsfunktionseinheit T. Insbesondere kann eine Überhitzung der Walzen 3, 5, 7 mittels einer Kontrolle der Temperatur der Walzen 3, 5, 7 vorgebeugt werden. Der Temperatursensor 8 ist vorteilhaft mit der Kontrolleinrichtung 15 (hier nicht gezeigt) und/oder mit einem Durchflusstemperierer 10 verbunden, wobei der
Durchflusstemperierer 10 mittels der Temperatur des Temperierungsmittels die Temperatur der einzelnen Walzen 3, 5, insbesondere von verschiedenen Bereichen der einzelnen Walzen 3, 5, steuert. Weiter sind Ventile 9 den einzelnen Düsen 11 zu¬ geordnet. Auch die Ventile 9 werden vorteilhaft durch die Kontrolleinrichtung 15 (nicht gezeigt) und/oder mittels der Temperatursensoren 8 direkt angesteuert. Die Messung der Temperatur der Walzen 3, 5 erfolgt beispielsweise durch die In- tegration des Temperatursensors in die Walzen 3, 5, 7 selbst oder eine berührungslose Abtastung der Walzen 3, 5, 7 mit¬ tels eines Temperatursensors, der die Wärmestrahlung der Wal¬ zen 3, 5, 7 aufnimmt und so die Temperatur der Walzen 3, 5 und/oder einzelner Bereiche der Walzen 3, 5 ermittelt. Weiter zeigt die Figur symbolisch weitere Reinigungsdüsen 19 zur Beaufschlagung der Walzen 3, 5, 7 mit Reinigungsmittel und/oder Schmiermittel .
FIG 7 zeigt eine weitere Anordnung zur Temperierung von Ar- beitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5, wobei die Zwischenwalzen 5 und die Arbeitswalzen 3 vorteilhaft einen oder mehrere Tem¬ peratursensoren 8 aufweisen, insbesondere zur Bestimmung der Temperatur einzelner Bereiche der Zwischenwalzen 5 und/oder der Arbeitswalzen 3. Neben der Temperierung der Walzen 3, 5, 7 durch die Beaufschlagung eines Temperierungsmittels wird zusätzlich oder alternativ mit Hilfe einer Heizquelle 17 temperiert. Als Heizquelle 17 dienen in der bevorzugten Ausge- staltung ein Induktionsheizelement 17 und/oder eine Quelle für Wärmestrahlung 17. Je nach Einsatzgebiet ist kann eine Temperaturmessung in/an den Walzen 3, 5, 7 auch entfallen oder die Temperatur des Walzgutes 2 selbst ermittelt werden. Eine Ermittlung der Temperatur des Walzgutes erfolgt bei- spielsweise mit einer Wärmekamera oder mit einem anderen Tem¬ peratursensor 8 außerhalb des Walzgerüstes 1. In einer beson¬ ders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Temperatur der Walzen nicht gemessen sondern berechnet. FIG 8 zeigt eine Einteilung einer Zwischenwalze 5 in unter¬ schiedliche Bereiche und einzelne Düsen 11 zur Temperierung. Vorteilhaft sind die Düsen 11 mittels eines zugeordneten Ven¬ tils 9 so einstellbar, dass einzelne Bereiche durch das Auf¬ tragen von Temperierungsmitteln unterschiedlicher Flussge- schwindigkeiten unterschiedlich temperiert werden. In dieser Ausführung sind sämtliche Düsen 11 an eine Quelle des Tempe¬ rierungsmittels angeschlossen, wobei die einzelnen Bereiche durch Steuerung von einzelnen Ventile 9, welche sich vorteilhaft einer jeden Düse 11 zugeordnet ist, angesteuert wird. Die gezeigte Anordnung ist vorteilhaft auch für die Arbeits¬ walzen 3 und/oder die Stützwalzen 7 anwendbar. Die Anzahl der Düsen bestimmt sich vorteilhaft nach der Länge der zu tempe¬ rierenden Walze 3, 5, 7, wobei ein Bereich, der mit einer Düse temperiert wird, eine Breite von 1 cm bis 5 cm aufweist.
Weiter können die Düsen 11 mehrere Löcher aufweisen, wobei durch jedes der Löcher das Temperierungsmittel in unter¬ schiedlicher Richtung auf die Walzen 3, 5, 7 aufgebracht wird. Vorteilhaft weist eine Düse 11 ein Ventil 9 auf, wobei das Ventil 9 zeitweise geöffnet ist. Durch die Dauer des ge¬ öffneten Ventils 9 im Verhältnis zur Dauer des geschlossenen Ventils 9 ergibt sich das Volumen des abgegebenen Temperie- rungsmittels bei einer vorteilhaft konstanten Flussgeschwindigkeit des Temperierungsmittels durch die Düse 11.
Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Temperieren von Walzen 3, 5, 7, insbesondere von den Walzen 3, 5, 7 eines Walzgerüstes 1. Das Walzgerüst 1 weist grundsätzlich Arbeitswalzen 3, Stützwalzen 7 und gegebenenfalls mindestens eine Zwischenwalze 5 auf, wobei die Zwischenwalzen 5 vorteilhaft zwischen den Arbeitswalzen 3 und den Stützwalzen 7 lokalisiert sind. Zur Temperierung der Walzen 3, 5, 7 dient eine Beaufschlagung der Walzen 3, 5, 7 mit einem Temperierungsmittel und/oder einer Heizquelle 17. Es ist vorgesehen, dass sowohl die Arbeitswalzen 3 als auch mindestens eine der Zwischenwalzen 5 und/oder gegebenenfalls mindestens eine der Stützwalzen 7 temperiert werden. Durch die Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5 ist insbesondere eine schnelle Temperaturanpassung des Walzpro¬ fils an das Profil des Walzgutes 2, insbesondere im Bereich der Materialbearbeitung, möglich. Dies führt zu einer Verbes- serung der Planheit des Walzgutes 2 nach dem Walzprozess.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Temperieren von Walzen (3, 5, 7), insbesondere von den Walzen (3, 5, 7) eines Walzgerüstes (1), wobei das Walzgerüst (1) Arbeitswalzen (3), Stützwalzen (7) mindes¬ tens eine Zwischenwalze (5) aufweist, wobei zur Temperierung der Walzen (3, 5, 7) eine Beaufschlagung der Walzen (3, 5, 7) mit einem Temperierungsmittel und/oder eine sonstige Tempe¬ rierungsmethode dient,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sowohl die Arbeitswalzen (3) als auch mindestens eine der Zwischenwalzen (5) und/oder mindestens eine der Stützwalzen (7) temperiert werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Ar¬ beitswalzen (3) und die Zwischenwalzen (5) , welche die Arbeitswalzen (3) beaufschlagen, temperiert werden.
3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die zu temperierende Walze (3, 5, 7) in mehrere Bereiche entlang der Rotationsachse der Walze (3, 5, 7) eingeteilt ist und dass die Temperierung der einzelnen Bereiche gesondert erfolgt.
4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als Temperierungsmittel ein organisches Lösungsmittel, insbeson¬ dere ein Mineralöl, Wasser oder eine Emulsion aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel dient und dass das Temperie¬ rungsmittel mittels einer oder mehrerer Düsen auf die Walzen (3, 5, 7) aufgetragen wird.
5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass als sonstige Temperierungsmethode eine Wechselwirkung der zu tem¬ perierenden Walze mit einem elektromagnetischen Feld und/oder einem Induktionsheizverfahren erfolgt.
6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass
Temperierungsmittel vor der Beaufschlagung der Walzen
7) temperiert wird.
7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die ei¬ ne Kontrolleinrichtung (15) die Temperierung der Bereiche der Walze (3, 5, 7) steuert und/oder regelt.
8. Vorrichtung zur Temperierung von Walzen (3, 5, 7), insbesondere von Walzen (3, 5, 7) eines Walzgerüsts (1), wobei die Vorrichtung Arbeitswalzen (3), Zwischenwalzen (7) und Stütz- walzen (7) sowie eine Temperierungsfunktionseinheit (T) auf¬ weist, wobei die Zwischenwalze (5) durch die Arbeitswalze (3) und durch die Stützwalze (7) beaufschlagt ist,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass die Temperierungsfunktionseinheit (T) sowohl zur Temperierung der Arbeitswalzen (3) als auch mindestens einer Zwischenwalze (5) und/oder mindestens einer Stützwalze (7) vorgesehen ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass sowohl die beiden Arbeitswalzen (3) als auch die Zwischenwalzen (5) , die die Arbeitswalzen (3) beaufschlagen, zur Temperierung mittels der Temperierungsfunktionseinheit (T) vorgesehen sind .
10. Walzgerüst (1), insbesondere als Teil eines Kaltwalzwer¬ kes, aufweisend eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9.
11. Walzwerk, insbesondere ein Sexto-Kaltwalzwerk, aufweisend ein Walzgerüst (1) nach Anspruch 10.
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