Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein Walzgerüst zum Walzen, insbesondere zum Kaltwalzen von Walzgut, insbesondere von Metallband, weiter insbesondere von Stahlband.

Walzgerüste und Verfahren zu deren Betrieb sind im Stand der Technik hinlänglich bekannt. Weiterhin ist es bekannt, insbesondere Stahlband mit Emulsionen vor seinem Eintritt in den Walzspalt eines Walzgerüstes zu schmieren. Bei der Schmierung mit einer Emulsion, d. h. mit einer Mischung aus Wasser und einem Schmiermittel ist es bekannt, die optimalen Reibverhältnisse im Walzspalt durch Auftragung von Emulsionen mit unterschiedlicher Konzentration an Schmiermittel auf die Oberseite und die Unterseite des Walzgutes geeignet einzustellen.

Die individuelle Einstellung von Schmiermittel-Konzentrationen bei Emulsionen für die Oberseite und die Unterseite eines Walzgutes ist beispielsweise bekannt aus der WO 2013/120750. Weiterhin ist es bekannt, den oberen und unteren Spritzdüsen auf der Eingangsseite eines Walzgerüstes Mischer bzw. Zerstäubereinrichtungen vorzuschalten, welche ausgebildet sind, die Tröpfchengröße der durch die Sprühdüsen auf das Walzgut aufgetragenen Emulsion in Abhängigkeit von Walzbedingungen einzustellen. Die so voreingestellte Tröpfchengröße gilt für die Oberseite und die Unterseite des Walzgutes gleichermaßen; siehe JP 5076920 A.

Weiterhin ist es aus der japanischen Druckschrift JP 2007/160367 A bekannt, sowohl die Konzentration wie auch die Tröpfchengröße einer Emulsion individuell einzustellen in Abhängigkeit der Walzgeschwindigkeit. Schließlich sind im Stand der Technik kombinierte Mischer- und Zerstäubereinrichtungen für Emulsionen bekannt; sie werden beispielsweise von einer Firma Silverson Machines hergestellt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein bekanntes Walzgerüst und ein bekanntes Verfahren zum Walzen von Walzgut dahingehend weiterzubilden, dass die Reibverhältnisse im Walzspalt optimiert und die Kosten dafür minimiert werden. Diese Aufgabe wird durch das in Patentanspruch 1 beanspruchte Verfahren gelöst. Demnach ist dieses Verfahren gekennzeichnet durch folgende Schritte: Ermitteln eines eventuellen Größenunterschieds zwischen der Reibung zwischen der oberen Arbeitswalze und der Oberseite des Walzgutes und der Reibung unten zwischen der unteren Arbeitswalze und der Unterseite des Walzgutes und Verkleinern der Tröpfchengröße der ersten Emulsion und/oder Vergrößern der Tröpfchengröße der zweiten Emulsion, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten; und umgekehrt.

Die Begriffe„Reibung oben“ und„Reibung unten“ sind so zu verstehen, wie sie im Anspruch 1 definiert sind.

Der Begriff „erste Emulsion“ bezeichnet die Emulsion, die auf die obere Arbeitswalze und/oder auf die Oberseite des Walzgutes aufgespritzt wird. Analog bezeichnet der Begriff „zweite Emulsion“ diejenige Emulsion, welche auf die untere Arbeitswalze und/oder auf die Unterseite des Walzgutes aufgespritzt wird.

Der Begriff „Walzgerüst“ meint insbesondere ein Duo-, Quarto- oder Sexto- Walzgerüst. Je nach Art des Walzgerüstes ist ein oberer Walzenantrieb vorgesehen zum Antreiben der oberen Arbeitswalze, einer oberen Zwischenwalze oder einer oberen Stützwalze; und ist ein unterer Walzantrieb vorgesehen zum Antreiben der unteren Arbeitswalze, einer oberen Zwischenwalze oder einer oberen Stützwalze.

Durch eine Verkleinerung der Tröpfchengröße der Emulsion kann die Reibung im Walzspalt verringert werden; umgekehrt bewirkt eine Vergrößerung der Tröpfchengröße eine Erhöhung der Reibung.

Der Ausdruck„und umgekehrt“ am Ende des Anspruchs 1 meint eine Alternative für den letzten Verfahrensschritt wie folgt: Vergrößern der Tröpfchengröße der ersten Emulsion und/oder Verkleinern der Tröpfchengröße der zweiten Emulsion, solange die Reibung oben kleiner ist als die Reibung unten.

Die beanspruchte optimale Einstellung der Reibverhältnisse im Walzspalt, d. h. der angestrebte Ausgleich zwischen der Reibung oben und der Reibungen unten primär durch geeignete Veränderung der Tröpfchengröße bietet den Vorteil, dass dieses Vorgehen preiswerter ist als eine Änderung der Konzentration des Schmiermittels in der Emulsion. Schmiermittel ist grundsätzlich teuer und sollte vorteilhafterweise sowohl aus Preisgründen wie auch zur Vermeidung einer unnötigen Belastung der Umwelt auf eine Minimalmenge reduziert werden. Da bietet sich die beanspruchte Einstellung der Reibverhältnisse im Walzspalt durch die beanspruchte Änderung der Tröpfchengröße als vorteilhaft an, denn bei dieser Vorgehensweise bedarf es keines unnötigen Einsatzes von Schmiermittel, d. h. es kommt auch nicht zu einem unnötigen Austrag von Schmiermittel über die fertig gewalzte Bandoberfläche. Das beeinflusst die Bandsauberkeit positiv. Der Ausgleich der Reibverhältnisse zwischen der oberen Arbeitswalze und der Oberseite des Bandes und der unteren Arbeitswalze und der Unterseite des Bandes bewirkt grundsätzlich, d. h. unabhängig davon, ob er durch eine Änderung der Ölkonzentration oder durch eine Änderung der Tröpfchengröße erfolgt, vorteilhafterweise eine Einflussnahme auf Drehmomenten-Verwerfungen sowie auf Chatter-Probleme im Walzgerüst und ermöglicht darüber hinaus eine beliebige Erweiterung des Produktspektrums für bestimmte Walzgerüste. Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel werden Unterschiede zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentiv ermittelt als Unterschied zwischen dem von dem oberen Walzenantrieb erzeugten Drehmoment und dem von dem unteren Walzenantrieb erzeugten Drehmoment. Zum Ausgleich dieser Drehmomente und damit auch zum Ausgleich eventueller Reibungsunterschiede zwischen der Reibung oben und der Reibung unten sieht das erste Ausführungsbeispiel vor, dass die Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange das von dem oberen Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M1 größer ist als das von dem unteren Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M2; und umgekehrt.

Alternativ kann ein eventueller Reibungsunterschied zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentativ auch ermittelt werden als Unterschied zwischen dem durch den oberen Walzenantrieb fließenden Strom und dem durch den unteren Walzenantrieb fließenden Strom. Auch bei diesem zweiten Ausführungsbeispiel ist dann die Tröpfchengröße der ersten Emulsion zu verkleinern und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion zu vergrößern, solange der durch den oberen Walzenantrieb fließende Strom größer ist als der durch den unteren elektrischen Walzenantrieb fließende Strom; und umgekehrt.

Aus den oben genannten Kostengründen sieht das erfindungsgemäße Verfahren primär eine Anpassung der Reibung oben an die Reibung unten durch eine geeignete Änderung der Tröpfchengröße der ersten und der zweiten Emulsion vor, wie soeben beschrieben. Diese versuchte Angleichung der Reibungen erfolgt vorzugsweise bei zunächst voreingestellter minimaler Konzentration des Schmiermittels in der ersten und der zweiten Emulsion, wie gesagt, aus Kostengründen, um die Kosten für das Schmiermittel möglichst gering zu halten. Zusätzlich zu der Tröpfchengröße kann jedoch auch die Konzentration des Schmiermittels in der ersten und/oder in der zweiten Emulsion verändert werden, insbesondere wenn sich die Reibverhältnisse durch eine Veränderung der Tröpfchengröße alleine nicht hinreichend anpassen lassen. Die Konzentration des Schmiermittels in zumindest einer der beiden Emulsionen kann dann erhöht werden, um die Reibung noch weiter zu verringern, wenn eine weitergehende Verkleinerung der Tröpfchengröße nicht mehr möglich ist; und umgekehrt.

Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Walzgerüst gemäß den Ansprüchen 7 bis 10 gelöst. Die Vorteile des erfindungsgemäßen Walzgerüstes entsprechen den oben mit Bezug auf das beanspruchte Verfahren genannten Vorteilen

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Der Erfindung ist eine einzige Figur beigefügt, welche das Walzgerüst mit diversen Komponenten zum Aufträgen von Emulsionen zeigt.

Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf diese Figur in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. Die Figur zeigt ein Walzgerüst 100 zum Walzen, insbesondere zum Kaltwalzen eines Walzgutes 200, insbesondere eines Metallbandes. Das Walzgerüst umfasst eine obere und eine untere Arbeitswalze 140-1, 140-11, welche einen Walzspalt aufspannen zum Walzen des Walzgutes 200. Die besagten Arbeitswalzen können jeweils durch Stützwalzen abgestützt sein.

Dem Walzgerüst zugeordnet sind obere Spritzdüsen 130-11 zum Spritzen einer ersten Emulsion auf die obere Arbeitswalze 140-1 und/oder auf die Oberseite des Walzgutes 200 auf der Eintrittsseite E des Walzgerüstes 100. Analog sind untere Spritzdüsen 130-11 vorgesehen zum Spritzen einer zweiten Emulsion auf die untere Arbeitswalze 140-11 und/oder auf die Unterseite des Walzgutes 200, ebenfalls auf der Eintrittsseite E des Walzgerüstes. Bei der Ermittlung des Drehmomenten-Unterschieds kann die Walze unmittelbar angetrieben sein oder mittelbar per Schleppantrieb einer benachbarten angetriebenen Walze.

Zur Herstellung der ersten Emulsion ist eine erste Mischeinrichtung 110-1 vorgesehen, welche zum Herstellen der ersten Emulsion Wasser aus einem Wassertank 180 in einem vorgegebenen Mischungsverhältnis mit einem Schmiermittel, beispielsweise Walzöl oder Kerosin aus einem Schmiermitteltank 190 mischt. Die so am Ausgang der oberen Mischeinrichtung 110-1 bereitgestellten ersten Emulsion wird einer nachgeschalteten oberen Zerstäubereinrichtung 120-1 zugeführt, welche ausgebildet ist, die Tröpfchengröße der ersten Emulsion in Abhängigkeit eines ersten Stellsignals S1 einzustellen, bevor die Emulsion der oberen Spritzdüse 130-1 zugeführt wird.

Eine analoge Mischeinrichtung 110-11 und Zerstäubereinrichtung 120-11 sind bereitgestellt zum Erzeugen der zweiten Emulsion und zum Einstellen der Tröpfchengröße in der zweiten Emulsion im Ansprechen auf ein zweites Stellsignal S2. Die auf diese Weise analog hergestellte zweite Emulsion wird nachfolgend der unteren Spritzdüse 130-11 zugeführt.

In der Figur ist weiterhin zu erkennen, dass die obere Arbeitswalze 140-1 über beispielsweise eine Spindel von einem oberen Walzenantrieb 160-1 angetrieben wird. Analog wird die untere Arbeitswalze 140-11 über beispielsweise eine Spindel von einem unteren Walzenantrieb 160-1 angetrieben. Erfindungsgemäß ist eine Ermittlungseinrichtung 170 vorgesehen zum Ermitteln eines (Größen-) Unterschieds AR zwischen der Reibung oben zwischen der oberen Arbeitswalze 140-1 und der Oberseite des Walzgutes 200 und der Reibung unten zwischen der unteren Arbeitswalze 140-11 und der Unterseite des Walzgutes 200. Gemäß der Erfindung ist weiterhin eine Steuereinrichtung 150 vorgesehen zum Generieren eines ersten Stellsignals S1 für die obere Zerstäubereinrichtung 120-1 und eines zweiten Stellsignals S2 für die untere Zerstäubereinrichtung 120-11 in Abhängigkeit des von der Ermittlungseinrichtung 170 ermittelten eventuellen Unterschieds AR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten. Konkret erzeugt die Steuereinrichtung 150 das erste Stellsignal S1 für die obere Zerstäubereinrichtung 120-1 so, dass die Tröpfchengröße für die erste Emulsion verkleinert wird und/oder das zweite Stellsignal S2 für die untere Zerstäubereinrichtung 120-11 so, dass die Tröpfchengröße für die zweite Emulsion vergrößert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten. Umgekehrt kann die Steuereinrichtung 150 auch das erste Stellsignal S1 und das zweite Stellsignal S2 so ausbilden, dass die Tröpfchengröße der ersten Emulsion vergrößert und/oder die Tröpfchengröße der zweiten Emulsion verkleinert wird, solange die Reibung oben kleiner ist als die Reibung unten.

Die erfindungsgemäße (eventuell unterschiedliche) Einstellung der Tröpfchengröße oben und unten zielt immer auf einen Ausgleich der Reibungen oben und unten ab, d. h. die Reibung oben und die Reibung unten sollen gleich groß sein bzw. werden.

Zur Ermittlung eines eventuellen Reibungsunterschiedes zwischen der Reibung oben und der Reibung unten sieht die vorliegende Erfindung grundsätzlich zwei Alternativen zur Ausbildung einer Ermittlungseinrichtung vor.

Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist die Ermittlungseinrichtung 170 eine erste Drehmomentmesseinrichtung 172-1 zum Messen des von dem oberen Walzenantrieb 160-1 erzeugten Drehmomentes M1 und eine zweite

Drehmomentmesseinrichtung 172-11 auf zum Messen des von dem unteren Walzenantrieb 160-11 erzeugten Drehmomentes M2. Zusätzlich weist die Ermittlungseinrichtung 170 eine Berechnungseinrichtung 176 auf zum Berechnen des Größenunterschiedes AR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentiv als Unterschied zwischen dem von dem oberen Walzenantrieb erzeugten Drehmoment M1 und dem von dem unteren Walzenantrieb erzeugten Drehmoment M2. Der Unterschied wird beispielsweise berechnet als Differenz oder als Quotient zwischen den beiden Drehmomenten M1 und M2.

Bei dem beschriebenen ersten Ausführungsbeispiel für die Ermittlungseinrichtung erzeugt die Steuereinrichtung 150 die beiden Stellsignale S1 und S2 für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung 120-1, 120-11 in Abhängigkeit des berechneten Unterschiedes zwischen den Drehmomenten M1 und M2. Konkret ist die Steuereinrichtung 150 dann ausgebildet, die Stellsignale S1 , S2 derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung 120-1 erzeugte Tröpfchengröße für die erste Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren Zerstäubereinrichtung 120-11 erzeugte Tröpfchengröße bei der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange das von dem oberen Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M1 größer als das von dem unteren Walzenantrieb erzeugte Drehmoment M2; und umgekehrt.

Gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel ist die Ermittlungseinrichtung 170 ausgebildet zum Ermitteln des Größenunterschieds AR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten in Abhängigkeit der Ströme durch die Walzenantriebe. In diesem Fall weist die Ermittlungseinrichtung 170 eine erste Strommesseinrichtung 174-1 zum Messen des durch den oberen Walzenantrieb 160-1 fließenden Stromes und eine zweite Strommesseinrichtung 174-11 auf zum Messen des durch den unteren Walzenantrieb 160-11 fließenden Stromes. Darüber hinaus weist die Ermittlungseinrichtung 170 die Berechnungseinrichtung 176 auf, welche in diesem Fall ausgebildet ist, zum Berechnen des Größenunterschiedes AR zwischen der Reibung oben und der Reibung unten repräsentiv als Unterschied zwischen dem durch den oberen Walzenantrieb fließenden Strom und dem durch den unteren Walzenantrieb fließenden Strom. Der Reibungsunterschied AR kann als Differenz oder als Quotient der Ströme ermittelt werden. Die Steuereinrichtung 150 ist gemäß diesem zweiten Ausführungsbeispiel ausgebildet, die Stellsignale S1 und S2 für die obere und die untere Zerstäubereinrichtung 120-1, 120-11 derart zu generieren, dass die von der oberen Zerstäubereinrichtung 120-1 erzeugte Tröpfchengröße der ersten Emulsion verkleinert und/oder die von der unteren Zerstäubereinrichtung 120-11 erzeugte Tröpfchengröße der zweiten Emulsion vergrößert wird, solange der durch den oberen Walzenantrieb 160-1 fließende Strom größer ist als der durch den unteren Walzenantrieb 160-II fließende Strom. Auch dies gilt wiederum umgekehrt.

Wenn zusätzlich zu einer Änderung der Tröpfchengröße auch eine Änderung der Konzentration des Schmiermittels in der ersten und/oder zweiten Emulsion gewünscht oder erforderlich wird, kann die Steuereinrichtung 150 auch ausgebildet sein, weitere Stellsignale S3 und S4 für die Mischeinrichtungen 110-1 und 110-11 zu generieren. Diese Stellsignale werden dann von der Steuereinrichtung derart generiert, dass die von den Mischeinrichtungen eingestellte Konzentration des Schmiermittels in der ersten Emulsion vergrößert und/oder für die zweite Emulsion verkleinert wird, solange die Reibung oben größer ist als die Reibung unten, und umgekehrt.

Bezugszeichenliste

100 Walzgerüst

110-1 Mischeinrichtung für erste Emulsion

110-11 Mischeinrichtung für zweite Emulsion

120-1 obere Zerstäubereinrichtung

120-11 untere Zerstäubereinrichtung

130-1 obere Spritzdüse

130-11 untere Spritzdüse

140-1 obere Arbeitswalze

140-11 untere Arbeitswalze

150 Steuereinrichtung

160-1 oberer Walzenantrieb

160-11 unterer Walzenantrieb

170 Ermittlungseinrichtung für Reibungsunterschied

172-1 (erste) Drehmomentmesseinrichtung für oberen Walzenantrieb 172-11 (zweite) Drehmomentmesseinrichtung für unteren Walzenantrieb

174-1 (erste) Strommesseinrichtung für oberen Walzenantrieb

174-11 (zweite) Strommesseinrichtung für unteren Walzenantrieb 176 Berechnungseinrichtung

180 Wassertank

190 Schmiermitteltank

200 Walzgut

A Auslaufseite des Walzgerüstes

E Einlaufseite des Walzgerüstes

M1 Drehmoment des oberen Walzenantriebs

M2 Drehmoment des unteren Walzenantriebs

S1 Stellsignal für obere Zerstäubereinrichtung 52 Stellsignal für unsere Zerstäubereinrichtung

53 Stellsignal für obere Mischeinrichtung

54 Stellsignal für untere Mischeinrichtung

AR Unterschied zwischen der Reibung oben und der Reibung unten