CN109647894A | 2019-04-19 | |||
US5927127A | 1999-07-27 | |||
JPS6137306A | 1986-02-22 | |||
DE856735C | 1952-11-24 |
Patentansprüche 1. Walzvorrichtung (1) zum Kaltwalzen von Walzgut (3), die WalzVorrichtung (1) umfassend - ein Walzgerüst (5), - mehrere Bestückungssätze zum wahlweisen Bestücken des Walzgerüsts (5) mit einem der Bestückungssätze und - einen Arbeitswalzenantrieb, wobei - jeder Bestückungssatz zwei Arbeitswalzen (7, 8) und für jede Arbeitswalze (7, 8) zwei der Arbeitswalze (7, 8) zugeordnete Arbeitswalzeneinbaustücke (9), die jeweils mindestens ein Arbeitswalzenlager (17) für die Arbeitswalze (7, 8) aufweisen, und einen der Arbeitswalze (7, 8) zugeordneten Spindelkopf (11), der formschlüssig mit einem Arbeitswalzenzapfen (16) der Arbeitswalze (7, 8) verbindbar ist, aufweist, wobei die Arbeitswalzen (7, 8) einen Arbeitswalzendurchmesserbereich aufweisen, der jeweils durch einen minimalen Arbeitswalzendurchmesser und einen maximalen Arbeitswalzendurchmesser der Arbeitswalze (7, 8) bestimmt ist, wobei die Arbeitswalzen (7, 8) eines Bestückungssatzes denselben Arbeitswalzendurchmesserbereich aufweisen und die Arbeitswalzen (7, 8 ) unterschiedlicher Bestückungssätze voneinander verschiedene Arbeitswalzendurchmesserbereiche aufweisen , - das Walzgerüst (5) Halterungen (19) für jeweils ein Arbeitswalzeneinbaustück (9) eines Bestückungssatzes aufweist und - der Arbeitswalzenantrieb zwei Antriebsspindeln (27) aufweist, die jeweils zum Antreiben einer Arbeitswalze (7, 8) über den der Arbeitswalze (7, 8) zugeordneten Spindelkopf (11) durch Drehungen um eine Längsachse der Antriebsspindel (27) ausgebildet sind. 2. Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 1, wobei sich der minimale Arbeitswalzendurchmesser der Arbeitswalzen (7, 8) eines Bestückungssatzes um 40mm bis 90mm von dem maximalen Arbeitswalzendurchmesser unterscheidet . 3. Walzvorrichtung (1) nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Arbeitswalzen eines Bestückungssatzes einen minimalen Arbeitswalzendurchmesser von 340mm und einen maximalen Arbeitswalzendurchmesser von 385mm aufweisen und die Arbeitswalzen eines anderen Bestückungssatzes einen minimalen Arbeitswalzendurchmesser von 375mm und einem maximalen Arbeitswalzendurchmesser von 460mm aufweisen. 4. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Innendurchmesser (dl) der Arbeitswalzenlager (17) aller Bestückungssätze höchstens zwei Prozent voneinander abweichen. 5. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei die Arbeitswalzenzapfen (16) der Arbeitswalzen (7, 8) aller Bestückungssätze identische Zapfendurchmesser (d) und Zapfenformen aufweisen. 6. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Durchmesserverhältnis eines Außendurchmessers (Dl) zu einem Innendurchmesser (dl) eines Arbeitswalzenlagers (17) mit abnehmendem Arbeitswalzendurchmesserbereich der Bestückungssätze abnimmt . 7. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Durchmesserverhältnis eines Außendurchmessers (Dl) zu einem Innendurchmesser (dl) der Arbeitswalzenlager (17) wenigstens eines Bestückungssatzes höchstens 1,41 beträgt und wobei ein Durchmesserverhältnis eines Außendurchmessers (Dl) zu einem Innendurchmesser (dl) der Arbeitswalzenlager (17) wenigstens eines anderen Bestückungssatzes höchstens 1,32 beträgt. 8. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei ein Verhältnis einer Höhe (A) eines Arbeitswalzeneinbaustücks (9) zu einem Außendurchmesser (Dl) eines Arbeitswalzenlagers (17) wenigstens eines Bestückungssatzes kleiner als 1,09 ist. 9. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, wobei eine minimale Wandstärke (Wl) eines Arbeitswalzeneinbaustücks (9) wenigstens eines Bestückungssatzes auf der dem Walzgut (3) zugewandten Seite (33) des Arbeitswalzeneinbaustücks (9) kleiner als sechs Prozent eines Außendurchmessers (Dl) eines Arbeitswalzenlagers (17) des Arbeitswalzeneinbaustücks (9) ist . 10. Walzvorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine minimale Wandstärke (Wl) eines Arbeitswalzeneinbaustücks (9) wenigstens eines Bestückungssatzes auf einer dem Walzgut (3) zugewandten Seite (33) höchstens so groß wie eine minimale Wandstärke (W2) auf einer von dem Walzgut (3) abgewandten Seite (34) des Arbeitswalzeneinbaustücks (9) ist. 11. Verfahren zum Kaltwalzen von Walzgut (3) mit einer WalzVorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Walzgerüst (5) mit einem Bestückungs satz bestückt wird, der in Abhängigkeit von dem Walzgut (3) ausgewählt wird . 12. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Walzgerüst (5) mit einem Bestückungssatz bestückt wird, der in Abhängigkeit von einer Position der WalzVorrichtung (1) in einer Walzstraße (35) ausgewählt wird. 13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, wobei für wenigstens einen Bestückungssatz eine Biegungsgrenze für Positivbiegungen der Arbeitswalzen (7, 8) in Abhängigkeit von einer minimalen Wandstärke (Wl) der Arbeitswalzeneinbaustücke (9) auf den dem Walzgut (3) zugewandten Seiten (33) der Arbeitswalzeneinbaustücke (9) festgelegt wird und die Arbeitswalzen (7, 8) nicht mehr als die Biegungsgrenze positiv gebogen werden. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, wobei die Arbeitswalzen (7, 8) wenigstens eines Bestückungssatzes in Abhängigkeit von einer Balligkeit der Arbeitswalzen (7, 8) negativ gebogen werden. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, wobei für wenigstens einen Bestückungs satz eine Axialverschiebung der Arbeitswalzen (7, 8) relativ zueinander in Abhängigkeit von einer Breite und Dicke des Walzguts (3) eingestellt wird. 16. Walzstraße (35) mit wenigstens einer Walzvorrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10. |
Beim Kaltwalzen wird ein Walzgut, beispielsweise ein
metallisches Walzband, zwischen zwei Arbeitswalzen
hindurchgeführt, die durch einen Walzspalt beabstandet sind. Die Arbeitswalzen sind in einem Walzgerüst angeordnet und werden durch einen Antrieb um ihre Längsachsen gedreht.
Häufig sind mehrere Walzgerüste hintereinander angeordnet und bilden eine so genannte Walzstraße, die von dem Walzgut in einer Walzrichtung durchlaufen wird, wobei die Dicke des Walzguts schrittweise reduziert wird. In typischen
Anwendungen erhöht sich die Walzgeschwindigkeit von
Walzgerüst zu Walzgerüst und die Walzmomente reduzieren sich von Walzgerüst zu Walzgerüst. Die Anzahl der Walzgerüste und die maximale Dickenreduktion können jedoch prozesstechnisch nicht beliebig erhöht werden, da sich die Materialfestigkeit des Walzguts abhängig von der Dickenreduktion erhöht. Dies führt ab gewissen Walzgutfestigkeitswerten und
Arbeitswalzendurchmessern zu hohen Abplattungen der
Arbeitswalzen und verminderter Dickenreduktion des Walzguts.
Meist weist ein Walzgerüst neben den Arbeitswalzen so genannte Stützwalzen auf, die die Arbeitswalzen stützen. Jede Walze ist an ihren Enden drehbar auf Lagern montiert, die jeweils von einem so genannten Einbaustück getragen werden, das vertikal verschiebbar in einer Halterung des Walzgerüsts installiert ist. Durch die vertikale Verschiebbarkeit der Einbaustücke können die Positionen der Walzen verändert und einander und der Dicke des Walzguts angepasst werden. Über die Arbeitswalzeneinbaustücke können ferner Biegekräfte auf die Arbeitswalzen ausgeübt werden, mit denen die
Arbeitswalzen beim Walzen leicht gebogen werden, um eine gleichmäßige Dicke des Walzguts in axialer Richtung, das heißt entlang der Langsächsen der Arbeitswalzen, zu erzielen.
Die Arbeitswalzen nutzen sich beim Walzen des Walzguts ab. Daher werden die Arbeitswalzen jeweils nach einer gewissen Walzdauer abgeschliffen. Dadurch verringern sich sukzessive die Walzendurchmesser der Arbeitswalzen. Schließlich werden die Arbeitswalzen ausgetauscht, wenn sich ihre
Walzendurchmesser durch das Abschleifen auf einen minimalen Arbeitswalzendurchmesser verkleinert haben. Der Durchmesser einer erstmalig eingesetzten Arbeitswalze ist gleich dem maximalen Arbeitswalzendurchmesser der Arbeitswalze und kann durch wiederholtes Abschleifen bis auf den minimalen
Arbeitswalzendurchmesser verringert werden. Die Differenz zwischen maximalem und minimalem Arbeitswalzendurchmesser wird unter anderem durch die sogenannte Einhärtetiefe bestimmt, welche jenen von der Oberfläche einer Arbeitswalze radial in das Innere reichenden Bereich definiert, der eine größere Härte aufweist als das restliche Material der
Arbeitswalze. Nur wenn der aktuelle Durchmesser einer
Arbeitswalze zwischen dem entsprechenden maximalen und minimalen Arbeitswalzendurchmesser - und somit die aktuelle Oberfläche der Arbeitswalze in einem Bereich mit größerer Härte als der restliche Arbeitswalzenkörper - liegt, wird die Arbeitswalze am Walzgerüst eingesetzt. Der minimale und der maximale Arbeitswalzendurchmesser einer Arbeitswalze
definieren somit den Arbeitswalzendurchmesserbereich dieser Arbeitswalze, innerhalb welchem der sinnvolle Einsatz der Arbeitswalze zum Walzen möglich ist: wenn der
Arbeitswalzendurchmesser durch ein weiteres Abschleifen den Arbeitswalzendurchmesserbereich verlassen würde, wird sie nicht mehr verwendet.
Der minimale Arbeitswalzendurchmesser wird weiterhin bestimmt durch die Walzparameter (Walzmoment, Walzkraft, Walzzüge,
Walzgeschwindigkeit) und deren Auswirkung auf die Auswahl der Arbeitswalzenlager und Arbeitswalzenzapfen, an denen die Arbeitswalzen angetrieben werden und die wiederum einen minimalen Innendurchmesser der Arbeitswalzenlager bestimmen. Der Außendurchmesser und die Breite eines Arbeitswalzenlagers bestimmen die Kapazität des Arbeitswalzenlagers. Zu dem Außendurchmesser und der Belastung des Arbeitswalzenlagers korrespondiert eine empfohlene minimale Wandstärke des
Arbeitswalzeneinbaustücks. Somit bestimmen die Dimensionen der Arbeitswalzenlager, die Wandstärken der
Arbeitswalzeneinbaustücke und ein Sicherheitsabstand, welcher die Kollision der Arbeitswalzen und Arbeitswalzeneinbaustücke vermeiden soll, den minimalen verwendbaren Durchmesser der Arbeitswalzen. Die Walzparameter werden wiederum von den Materialeigenschaften des Walzguts sowie von dessen
Einlaufdicke , Auslaufdicke und Breite bestimmt. So stellt ein relatives weiches Walzgut mit einer großen
Breite und Dicke und einer hohen geforderten Dickenreduktion von beispielsweise mehr als 80 Prozent hohe
Drehmomentanforderungen speziell an die ersten beiden
Walzgerüste einer Walzstraße und bewirkt hohe
Temperaturbelastungen der Komponenten der hinteren
Walzgerüste. Für ein derartiges Walzen weichen Walzguts sind daher große Arbeitswalzendurchmesser bevorzugt.
Das Walzen hoch- und höchstfesten Walzguts mit Auslaufdicken von beispielsweise mehr als 0,5 mm führt zu hohen Walzkräften an allen Walzgerüsten und speziell zu einem geringeren
Dickenreduktionsvermögen an den hinteren Walzgerüsten
(beispielsweise am dritten und vierten Walzgerüst) im
Vergleich zu weicherem Walzgut. Die Drehmomentanforderungen sind im höheren und höchsten Bereich. Das Walzen sehr dünnen hochfesten Walzguts, beispielsweise zum Herstellen von
Elektrobandstahl mit relativ hohem Siliziumgehalt und
Auslaufdicken von weniger als 0,5 mm, führt zu hohen
spezifischen Walzkräften mit moderaten Drehmomenten. In beiden Fällen führen mittlere und große
Arbeitswalzendurchmesser zu hohen Abplattungen der
Arbeitswalzen an den hinteren Walzgerüsten, so dass in diesen Fällen insbesondere an den hinteren Walzgerüsten kleine Arbeitswalzendurchmesser bevorzugt sind.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine
Walzvorrichtung, ein Verfahren und eine Walzstraße anzugeben, die eine Produktion unterschiedlicher Walzprodukte,
insbesondere von Walzprodukten unterschiedlicher Härten und Dicken, ermöglichen. Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Walzgerüst mit den Merkmalen des Anspruchs 1, ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 10 und eine Walzstraße mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche .
Eine erfindungsgemäße Walzvorrichtung zum Kaltwalzen von Walzgut umfasst ein Walzgerüst, mehrere Bestückungs Sätze zum wahlweisen Bestücken des Walzgerüsts mit einem der
Bestückungssätze und einen Arbeitswalzenantrieb. Jeder
Bestückungssatz umfasst zwei Arbeitswalzen und für jede Arbeitswalze zwei der Arbeitswalze zugeordnete
Arbeitswalzeneinbaustücke, die jeweils mindestens ein
Arbeitswalzenlager für die Arbeitswalze aufweisen, und einen der Arbeitswalze zugeordneten Spindelkopf, der formschlüssig mit einem Arbeitswalzenzapfen der Arbeitswalze verbindbar ist. Arbeitswalzen ein- und desselben Bestückungssatzes weisen jeweils denselben Arbeitswalzendurchmesserbereich auf. Die Arbeitswalzen unterschiedlicher Bestückungssätze weisen voneinander verschiedene Arbeitswalzendurchmesserbereiche auf, wobei sich der Arbeitswalzendurchmesserbereich eines Bestückungssatzes vom Arbeitswalzendurchmesserbereich eines anderen Bestückungssatzes dann unterscheidet, wenn sich zumindest der minimale oder der maximale
Arbeitswalzendurchmesser der Arbeitswalzen des einen
Bestückungssatzes vom jeweiligen minimalen bzw. maximalen Arbeitswalzendurchmesser der Arbeitswalzen des anderen Bestückungssatzes unterscheidet. Das Walzgerüst weist
Halterungen auf, die jeweils zum Aufnehmen eines
Arbeitswalzeneinbaustücks eines Bestückungssatzes ausgebildet sind. Der Arbeitswalzenantrieb weist zwei Antriebsspindeln auf, die jeweils zum Antreiben einer Arbeitswalze über den der Arbeitswalze zugeordneten Spindelkopf durch Drehungen um eine Längsachse der Antriebs spindel ausgebildet sind.
Das Walzgerüst einer erfindungsgemäßen Walzvorrichtung kann also mit Arbeitswalzen unterschiedlicher
Arbeitswalzendurchmesserbereiche bestückt werden. Dazu umfasst jeder Bestückungssatz zu seinen beiden Arbeitswalzen korrespondierende Arbeitswalzeneinbaustücke, um die
Arbeitswalzen in das Walzgerüst einzubauen, und für jede Arbeitswalze einen zu ihr korrespondierenden Spindelkopf, über den die Arbeitswalze mit einer Antriebsspindel des Arbeitswalzenantriebs angetrieben werden kann. Damit kann das Walzgerüst vorteilhaft dem jeweiligen Walzgut angepasst werden. So können beispielsweise zum Walzen hochfesten
Walzguts Arbeitswalzen kleineren Arbeitswalzendurchmessers eingesetzt werden als zum Walzen relativ weichen Walzguts.
Die unterschiedliche Bauhöhe von Bestückungssätzen mit
Arbeitswalzen unterschiedlicher
Arbeitswalzendurchmesserbereiche kann durch die vertikale Verschiebbarkeit der Einbaustücke im Walzgerüst ausgeglichen werden. Dadurch eignet sich eine erfindungsgemäße
WalzVorrichtung für ein großes Produktspektrum
herzustellender Walzprodukte. Insbesondere zielt die
Erfindung darauf ab, mit derselben Walzvorrichtung profitabel sowohl relativ weiches Walzgut bearbeiten zu können als auch qualitativ hochwertige hochfeste Stahlprodukte mit geringen Dicken, beispielsweise Dicken kleiner als 0,5 mm, hersteilen zu können.
Bei einer Ausgestaltung der WalzVorrichtung sind die
Arbeitswalzenlager aller Bestückungs sätze als Wälzlager, beispielsweise als Kegelrollenlager, ausgebildet. Bei einer weiteren Ausgestaltung der WalzVorrichtung
unterscheidet sich der minimale Arbeitswalzendurchmesser um 40mm bis 90mm von dem maximalen Arbeitswalzendurchmesser eines Bestückungssatzes.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der WalzVorrichtung weisen die Arbeitswalzen eines Bestückungssatzes einen minimalen Arbeitswalzendurchmesser von 340mm und einen maximalen
Arbeitswalzendurchmesser von 385mm auf und die Arbeitswalzen eines anderen Bestückungssatzes weisen einen minimalen
Arbeitswalzendurchmesser von 375mm und einem maximalen
Arbeitswalzendurchmesser von 460mm auf. Dadurch kann ein Walzgerüst nur durch Wechseln des Bestückungssatzes für das Walzen von höchstfestem Walzgut eingerichtet werden, für welche Walzendurchmesser von kleiner als 375mm benötigt werden. Dadurch wird vorteilhaft die Erweiterung des
produziertbaren Produktspektrums mit geringem Aufwand ermöglicht . Vorzugsweise weichen die Innendurchmesser der
Arbeitswalzenlager aller Bestückungs sätze höchstens zwei Prozent voneinander ab. Dadurch können Arbeitswalzen mit Arbeitswalzenzapfen gleichen Zapfendurchmessers verwendet werden, so dass auch die Spindelköpfe gleiche
Innendurchmesser aufweisen und die Arbeitswalzen aller
Bestückungssätze mit denselben Antriebsspindeln angetrieben werden können. Die Antriebsspindeln müssen daher bei einer Umrüstung des Walzgerüsts auf Arbeitswalzen eines anderen Arbeitswalzendurchmessers nicht gewechselt werden.
Dementsprechend sieht eine weitere Ausgestaltung der
WalzVorrichtung vor, dass die Arbeitswalzenzapfen der
Arbeitswalzen aller Bestückungssätze identische
Zapfendurchmesser und Zapfenformen aufweisen. Ein Durchmesserverhältnis eines Außendurchmessers zu einem Innendurchmesser eines Arbeitswalzenlagers kann mit
abnehmendem Arbeitswalzendurchmesserbereich der Arbeitswalzen der Bestückungssätze abnehmen. Beispielsweise beträgt ein Durchmesserverhältnis eines Außendurchmessers zu einem
Innendurchmesser der Arbeitswalzenlager wenigstens eines Bestückungssatzes höchstens 1,41 und ein
Durchmesserverhältnis eines Außendurchmessers zu einem
Innendurchmesser der Arbeitswalzenlager wenigstens eines anderen Bestückungssatzes höchstens 1,32. Das Walzgerüst kann durch Auswahl des Bestückungssatzes mit einem jeweiligen Durchmesserverhältnis der Arbeitswalzenlager an entsprechende Walzgutklassen angepasst werden. Die Abnahme des
Durchmesserverhältnisses der Arbeitswalzenlager mit dem Arbeitswalzendurchmesser berücksichtigt, dass die Summe des Außenradius der Arbeitswalzenlager und der Wandstärke der Arbeitswalzeneinbaustücke auf den dem Walzgut zugewandten Seiten kleiner sein muss als der minimale
Arbeitswalzenradius, da andernfalls die Arbeitswalzenlager der beiden sich gegenüberliegenden Arbeitswalzen im
Walzgerüst Zusammenstößen beziehungsweise sich im Wege stehen würden. Ein möglichst geringes Durchmesserverhältnis
ermöglicht, insbesondere bei vorgegebenem Innendurchmesser der Arbeitswalzenlager, eine möglichst geringe Bauhöhe der Arbeitswalzeneinbaustücke und damit kleine
Arbeitswalzendurchmesser. Kleine Arbeitswalzendurchmesser eignen sich wiederum zum Walzen hoch- und höchstfesten
Walzguts, insbesondere in hinteren Walzgerüsten einer
Walzstraße wie oben bereits ausgeführt wurde. Kleine
Arbeitswalzendurchmesser erleichtern außerdem das Biegen der Arbeitswalzen, da die zum Biegen erforderlichen Biegekräfte reduziert werden.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der WalzVorrichtung ist ein Verhältnis einer Höhe eines Arbeitswalzeneinbaustücks zu einem Außendurchmesser eines Arbeitswalzenlagers wenigstens eines Bestückungssatzes kleiner als 1,09. Auch diese
Ausgestaltung der Walzvorrichtung zielt auf die Reduzierung der Arbeitswalzendurchmesser durch Reduzierung der Höhe der Arbeitswalzeneinbaustücke. Bei vorgegebenem Innendurchmesser der Arbeitswalzenlager wird die Reduzierung der Höhe eines Arbeitswalzeneinbaustücks insbesondere in Kombination mit der oben genannten Reduzierung des Durchmesserverhältnisses des Außendurchmessers zu einem Innendurchmesser des
Arbeitswalzenlagers ermöglicht. Bei einer weiteren Ausgestaltung der WalzVorrichtung ist eine minimale Wandstärke eines Arbeitswalzeneinbaustücks
wenigstens eines Bestückungs satzes auf der dem Walzgut zugewandten Seite des Arbeitswalzeneinbaustücks kleiner als sechs Prozent eines Außendurchmessers eines
Arbeitswalzenlagers des Arbeitswalzeneinbaustücks.
Bei einer weiteren Ausgestaltung der WalzVorrichtung ist eine minimale Wandstärke eines Arbeitswalzeneinbaustücks
wenigstens eines Bestückungs satzes auf einer dem Walzgut zugewandten Seite höchstens so groß wie eine minimale
Wandstärke auf einer von dem Walzgut abgewandten Seite des Arbeitswalzeneinbaustücks .
Die vorgenannten Ausgestaltungen der WalzVorrichtung
berücksichtigen, dass sich mit abnehmenden
Arbeitswalzendurchmessern die Arbeitswalzeneinbaustücke einander annähern und damit die Gefahr wächst, dass die Arbeitswalzeneinbaustücke kollidieren beziehungsweise sich im Wege stehen. Eine Reduzierung der minimale Wandstärken der Arbeitswalzeneinbaustücke auf deren dem Walzgut zugewandten Seiten vergrößert den Abstand der Arbeitswalzeneinbaustücke voneinander und ermöglicht dadurch eine weitere Reduzierung der Arbeitswalzendurchmesser, ohne dass die
Arbeitswalzeneinbaustücke kollidieren beziehungsweise sich im Wege stehen.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Kaltwalzen von
Walzgut mit einer Walzvorrichtung nach einem der
vorhergehenden Ansprüche wird das Walzgerüst mit einem
Bestückungssatz bestückt, der in Abhängigkeit von dem Walzgut ausgewählt wird. Dadurch werden insbesondere die
Arbeitswalzendurchmesser der zum Walzen verwendeten Arbeitswalzen der Festigkeit, Breite, Einlaufdicke und/oder Auslaufdicke des Walzguts angepasst.
Bei einer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird das Walzgerüst mit einem Bestückungs satz bestückt, der in
Abhängigkeit von einer Position der Walzvorrichtung in einer Walzstraße ausgewählt wird. Unter der Position einer
WalzVorrichtung in einer (mehrgerüstigen) Walzstraße wird die Position verstanden, die das Walzgerüst der Walzvorrichtung in einer Abfolge aller Walzgerüste der Walzstraße einnimmt, in der das Walzgut die Walzgerüste durchläuft. Diese
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens
berücksichtigt, dass sich entlang der Walzstraße die
Festigkeit und Dicke des Walzguts sowie die
Walzgeschwindigkeit und die erforderlichen Walzmomente ändern, wodurch wiederum die für den Walzprozess
vorteilhaftesten Arbeitswalzendurchmesser der Arbeitswalzen einer Walzvorrichtung von der Position der Walzvorrichtung in der Walzstraße abhängen können.
Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird für wenigstens einen Bestückungssatz eine Biegungsgrenze für Positivbiegungen der Arbeitswalzen in Abhängigkeit von einer minimalen Wandstärke der
Arbeitswalzeneinbaustücke auf den dem Walzgut zugewandten Seiten der Arbeitswalzeneinbaustücke festgelegt und die Arbeitswalzen werden nicht mehr als die Biegungsgrenze positiv gebogen. Diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zielt insbesondere auf die oben genannte
Ausgestaltung einer erfindungsgemäßen Walzvorrichtung, bei der minimale Wandstärken von Arbeitswalzeneinbaustücken auf dem Walzgut zugewandten Seiten reduziert werden. Eine
Reduzierung dieser Wandstärken bewirkt eine Reduzierung der Belastbarkeit der Arbeitswalzeneinbaustücke bei
Positivbiegungen der Arbeitswalzen. Die vorgenannte
Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens berücksichtigt dies durch eine entsprechende Begrenzung von Positivbiegungen der Arbeitswalzen. Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens werden die Arbeitswalzen wenigstens eines
Bestückungssatzes in Abhängigkeit von einer Balligkeit der Arbeitswalzen negativ gebogen. Auch diese Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens zielt auf eine Entlastung der Arbeitswalzeneinbaustücke bei Biegungen der Arbeitswalzen auf ihren dem Walzgut zugewandten Seiten, indem statt diese Seiten besonders belastenden Positivbiegungen bevorzugt mit einer Balligkeit der Arbeitswalzen zusammenwirkende
Negativbiegungen der Arbeitswalzen durchgeführt werden, was eine geeignet gestaltete Balligkeit der Arbeitswalzen voraussetzt . Bei einer weiteren Ausgestaltung des erfindungsgemäßen
Verfahrens wird für wenigstens einen Bestückungssatz eine Axialverschiebung der Arbeitswalzen relativ zueinander in Abhängigkeit von einer Breite und Dicke des Walzguts
eingestellt. Dadurch können die Bandkanten des Walzguts entlastet werden, beispielsweise um Kantenrisse der
Bandkanten zu vermeiden, die ohne eine Entlastung der
Bandkanten beim Walzen von kantenrissgefährdetem Walzgut, beispielsweise von Elektrobandstahl mit einem Siliziumgehalt von mindestens zwei Prozent, auftreten können. Außerdem kann durch eine derartige gegenseitige Axialverschiebung der
Arbeitswalzen verhindert werden, dass sich Mittelbereiche der Arbeitswalzen, in denen die Arbeitswalzen ihren maximalen Arbeitswalzendurchmesser annehmen, beim Walzen sehr dünnen Walzguts im Bereich außerhalb des Walzguts berühren.
Eine erfindungsgemäße Walzstraße weist wenigstens eine erfindungsgemäße Walzvorrichtung auf. Die Vorteile einer derartigen Walzstraße ergeben sich aus den oben genannten Vorteilen einer erfindungsgemäßen Walzvorrichtung .
Insbesondere ermöglicht eine erfindungsgemäße Walzstraße die Umrüstung der erfindungsgemäßen WalzVorrichtungen in
Abhängigkeit von dem jeweiligen Walzgut, das heißt die
Anpassung der Bestückung der Walzgerüste dieser WalzVorrichtungen an das Walzgut, und damit eine Bearbeitung unterschiedlichen Walzguts beziehungsweise die Herstellung unterschiedlicher Walzprodukte mit derselben Walzstraße. Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im
Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von
Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den
Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
FIG 1 eine Schnittdarstellung eines Ausführungsbeispiels einer Walzvorrichtung im Bereich einer Arbeitswalze, FIG 2 Arbeitswalzen und ein zwischen den Arbeitswalzen durchgeführtes Walzgut,
FIG 3 einen Arbeitswalzenzapfen, einen Spindelkopf und eine Antriebs spindel in einer Schnittdarstellung,
FIG 4 ein Arbeitswalzeneinbaustück eines weiteren
Ausführungsbeispiels einer Walzvorrichtung,
FIG 5 schematisch eine Walzstraße mit vier
WalzVorrichtungen .
Einander entsprechende Teile sind in allen Figuren mit den gleichen Bezugszeichen versehen. Figur 1 zeigt eine Schnittdarstellung eines
Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen
WalzVorrichtung 1 zum Kaltwalzen von Walzgut 3. Die
WalzVorrichtung 1 umfasst ein Walzgerüst 5, mehrere
Bestückungssätze zum wahlweisen Bestücken des Walzgerüsts 5 mit einem der Bestückungssätze und einen
Arbeitswalzenantrieb. Jeder Bestückungssatz umfasst zwei Arbeitswalzen 7, 8 und für jede Arbeitswalze 7, 8 zwei der Arbeitswalze 7, 8 zugeordnete Arbeitswalzeneinbaustücke 9 und einen der Arbeitswalze 7, 8 zugeordneten Spindelkopf 11. Die beiden Arbeitswalzen 7, 8 eines Bestückungssatzes weisen einen gleichen Arbeitswalzendurchmesserbereich auf, die Arbeitswalzen 7, 8 unterschiedlicher Bestückungssätze weisen voneinander verschiedene Arbeitswalzendurchmesserbereiche auf .
Figur 2 zeigt die Arbeitswalzen 7, 8 eines Bestückungssatzes und ein zwischen den Arbeitswalzen 7, 8 durchgeführtes
Walzgut 3 mit einer Breite b. Der Arbeitswalzendurchmesser D einer Arbeitswalze 7, 8 ist ein maximaler Durchmesser der
Arbeitswalze 7, 8 und wird von der Arbeitswalze 7, 8 in einem Mittelbereich 13 angenommen, der annähernd kreiszylindrisch und in der Regel ballig oder flaschenförmig geschliffen ist. Ein Ende des Mittelbereichs 13 jeder Arbeitswalze 7, 8 weist eine Fase 15 auf, wobei die Fasen 15 der beiden
Arbeitswalzen 7, 8 einander gegenüberliegend angeordnet werden. Jeder Endbereich einer Arbeitswalze 7, 8 ist als ein
Arbeitswalzenzapfen 16 ausgebildet, dessen
Zapfendurchmesser d kleiner als der
Arbeitswalzendurchmesser D ist. Die Zapfendurchmesser d der Arbeitswalzen 7, 8 aller Bestückungs sätze stimmen überein.
In Figur 2 sind die Arbeitswalzen 7, 8 gegeneinander derart axial verschoben, dass die Fasen 15 der beiden
Arbeitswalzen 7, 8 jeweils im Bereich einer der beiden seitlichen Bandkanten des Walzguts 3 angeordnet sind. Dadurch werden die Bandkanten des Walzguts 3 beim Walzen entlastet, beispielsweise um Kantenrisse der Bandkanten zu vermeiden, die ohne eine Entlastung der Bandkanten beim Walzen von kantenrissgefährdetem Walzgut 3, beispielsweise von
Elektrobandstahl mit einem Siliziumgehalt von mindestens zwei Prozent, auftreten können. Außerdem kann durch eine derartige gegenseitige Axialverschiebung der Arbeitswalzen 7, 8 verhindert werden, dass sich die Mittelbereiche 13 der
Arbeitswalzen 7, 8 beim Walzen sehr dünnen Walzguts 3 im Bereich außerhalb des Walzguts 3 berühren. Jedes Arbeitswalzeneinbaustück 9 weist ein
Arbeitswalzenlager 17 für einen Arbeitswalzenzapfen 16 einer Arbeitswalze 7, 8 auf. Das Arbeitswalzenlager 17 ist ein Wälzlager, beispielsweise ein Kegelrollenlager, mit einem Innendurchmesser dl, der zu dem Zapfendurchmesser d des Arbeitswalzenzapfens 16 korrespondiert, und einem
Außendurchmesser Dl. Die Innendurchmesser dl der
Arbeitswalzenlager 17 aller Bestückungssätze sind zumindest annähernd identisch; beispielsweise weichen sie höchstens zwei Prozent voneinander ab. Die Außendurchmesser Dl der Arbeitswalzenlager 17 der verschiedenen Bestückungs sätze können sich dagegen signifikant voneinander unterscheiden. Beispielsweise nimmt ein Durchmesserverhältnis Dl/dl des Außendurchmessers Dl zu dem Innendurchmesser dl eines
Arbeitswalzenlagers 17 mit abnehmendem Walzendurchmesser D der Arbeitswalzen 7, 8 der Bestückungssätze ab.
Beispielsweise beträgt dieses Durchmesserverhältnis für wenigstens einen Bestückungs satz , insbesondere für
Bestückungssätze mit kleinen Arbeitswalzendurchmessern D, höchstens 1,32. Ferner ist ein Verhältnis A/Dl einer Höhe A eines Arbeitswalzeneinbaustücks 9 zu dem Außendurchmesser Dl des Arbeitswalzenlagers 17 des Arbeitswalzeneinbaustücke 9 für wenigstens einen Bestückungssatz, insbesondere für alle Bestückungssätze, vorzugsweise kleiner als 1,09.
Zum Walzen eines Walzguts 3 mit der Walzvorrichtung 1 wird das Walzgerüst 5 mit den Arbeitswalzeneinbaustücken 9 und Arbeitswalzen 7, 8 eines Bestückungssatzes bestückt. Das Walzgerüst 5 weist dazu vier Halterungen 19, die jeweils ein Arbeitswalzeneinbaustück 9 aufnehmen und in denen die
Arbeitswalzeneinbaustücke 9 vertikal verschiebbar sind, beispielsweise durch (nicht dargestellte) Hydraulikzylinder. Insbesondere können über die Halterungen 19 Biegekräfte auf die Arbeitswalzen 7, 8 ausgeübt werden. Durch eine Biegekraft in einer von dem Walzgut 3 weg gerichteten ersten
Biegekraftrichtung 21 kann eine Arbeitswalze 7, 8 positiv gebogen werden. Dabei wird insbesondere eine dem Walzgut 3 zugewandte erste Lastzone 23 des Arbeitswalzeneinbaustücks 9 belastet, wobei in Figur 1 dabei wirkende Kräfte durch Pfeile in der ersten Lastzone 23 dargestellt sind. Durch eine
Biegekraft in einer zu dem Walzgut 3 hin gerichteten zweiten Biegekraftrichtung 22 kann eine Arbeitswalze 7, 8 negativ gebogen werden. Dabei wird insbesondere eine von dem
Walzgut 3 abgewandte zweite Lastzone 24 des
Arbeitswalzeneinbaustücks 9 belastet, wobei in Figur 1 dabei wirkende Kräfte durch Pfeile in der zweiten Lastzone 24 dargestellt sind.
Die Walzvorrichtung 1 des in Figur 1 gezeigten
Ausführungsbeispiels weist ferner Stützwalzen 25 auf, die oberhalb und unterhalb der Halterungen 19 angeordnet und vertikal verschiebbar sind, so dass ihre Positionen den Arbeitswalzendurchmessern D und Positionen der
Arbeitswalzen 7, 8 anpassbar sind.
Figur 3 zeigt den Arbeitswalzenzapfen 16 einer
Arbeitswalze 7, 8, den der Arbeitswalze 7, 8 zugeordneten Spindelkopf 11 und eine Antriebs spindel 27 des
Arbeitswalzenantriebs der Walzvorrichtung 1 in einer
Schnittdarstellung. Der Spindelkopf 11 ist rohrartig
ausgebildet. Ein dem Arbeitswalzenzapfen 16 zugewandtes Ende des Spindelkopfs 11 bildet eine Öffnung, deren Querschnitt zu einem Querschnitt des Endes des Arbeitswalzenzapfens 16 korrespondiert und in die das Ende des
Arbeitswalzenzapfens 16 hineinragt. Der Querschnitt des Endes des Arbeitswalzenzapfens 16 ist nicht kreisförmig, sondern hat beispielsweise die Form eines Kreises, aus dem zwei durch eine Punktspiegelung am Kreismittelpunkt des Kreises
auseinander hervorgehende Kreissegmente herausgeschnitten sind. Dadurch sind der Spindelkopf 11 und das Ende des
Arbeitswalzenzapfens 16 formschlüssig miteinander verbunden. In das andere Ende des Spindelkopfes 11 ragt ein Ende der
Antriebsspindel 27 hinein. Dieses Ende der Antriebs spindel 27 weist eine Außenverzahnung 29 auf, die zu einer
Innenverzahnung 31 an einer Innenoberfläche des Spindelkopfes 11 korrespondiert, so dass Drehungen der
Antriebsspindel 27 um ihre Längsachse auf den Spindelkopf 11 und über den Spindelkopf 11 auf den Arbeitswalzenzapfen 16 übertragen werden und die Arbeitswalze 7, 8 antreiben. Die Drehungen der Antriebsspindel 27 werden durch eine (nicht dargestellte) Antriebseinheit des Arbeitswalzenantriebs, beispielsweise durch einen Motor, erzeugt.
Eine Wandstärke, ein Außendurchmesser und die
Innenverzahnung 31 des Spindelkopfes 11 sind auf das maximale Drehmoment des Arbeitswalzenantriebs für den Antrieb der Arbeitswalze 7, 8, der der Spindelkopf 11 zugeordnet ist, ausgelegt. Der Spindelkopf 11 ist ferner derart gestaltet, dass ein Winkel zwischen den Längsachsen der
Antriebsspindel 27 und des Spindelkopfes 11 verstellbar ist, um eine Positionsänderung der Arbeitswalze 7, 8,
beispielsweise nach einem Abschleifen der Arbeitswalze 7, 8, auszugleichen. Figur 4 zeigt ein Arbeitswalzeneinbaustück 9 eines weiteren Ausführungsbeispiels einer Walzvorrichtung 1. Das
Arbeitswalzeneinbaustück 9 weist auf einer dem Walzgut 3 zugewandten Seite 33 eine minimale Wandstärke W1 auf, die kleiner als eine minimale Wandstärke W2 auf der von dem Walzgut 3 abgewandten Seite 34 ist. Beispielsweise ist die minimale Wandstärke W1 auf der dem Walzgut 3 zugewandten Seite 33 kleiner als sechs Prozent des Außendurchmessers Dl des Arbeitswalzenlagers 17 des Arbeitswalzeneinbaustücks 9. Bei Verwendung derartiger Arbeitswalzeneinbaustück 9 wird vorzugsweise eine Biegungsgrenze für Positivbiegungen der Arbeitswalzen 7, 8 in Abhängigkeit von der minimalen
Wandstärke W1 der Arbeitswalzeneinbaustücke 9 auf den dem Walzgut 3 zugewandten Seiten festgelegt und die
Arbeitswalzen 7, 8 werden nicht mehr als die Biegungsgrenze positiv gebogen.
Figur 5 zeigt schematisch eine Walzstraße 35 mit vier erfindungsgemäßen Walzvorrichtungen 1. Die WalzVorrichtungen 1 sind entlang einer Walzrichtung 37, in der das Walzgut 3 die Walzstraße 35 durchläuft,
hintereinander angeordnet. Vorzugsweise sind alle
WalzVorrichtungen 1 der Walzstraße 35 gleichartig
hinsichtlich der Antriebsspindeln 27, Spindelköpfe 11,
Arbeitswalzenzapfen 16 der Arbeitswalzen 7, 8 und
Arbeitswalzeneinbaustücke 9 ausgebildet, so dass diese
Komponenten zwischen den Walzvorrichtungen 1 austauschbar sind. Dies vereinfacht vorteilhaft die Ersatzteilvorhaltung und erhöht die Profitabilität der Walzstraße 35.
Erfindungsgemäß wird das Walzgerüst 5 einer Walzvorrichtung 1 mit einem Bestückungssatz bestückt, der in Abhängigkeit von dem Walzgut 3, insbesondere von dessen Festigkeit, Breite b, Einlaufdicke und/oder Auslaufdicke sowie von einer Position der Walzvorrichtung 1 in der Walzstraße 35 ausgewählt.
Beispielsweise werden im Falle einer in Figur 5 gezeigten viergerüstigen Walzstraße 35 zur Herstellung von dünnem, hoch- und höchstfestem Walzgut 3, beispielsweise von
Elektrobandstahl mit Siliziumgehalt, die Walzgerüste 5 der beiden hinteren Walzvorrichtungen 1 mit Arbeitswalzen 7, 8 bestückt, deren Arbeitswalzendurchmesser D kleiner sind als die Arbeitswalzendurchmesser D der Arbeitswalzen 7, 8, mit denen die Walzgerüste 5 der beiden vorderen
WalzVorrichtungen 1 bestückt werden. Beispielsweise werden die beiden hinteren Walzvorrichtungen 1 mit Arbeitswalzen 7,
8 mit Arbeitswalzendurchmessern D von höchstens 350 mm bis 430 mm (abhängig von der Breite b des Walzguts 3) bestückt und die beiden vorderen WalzVorrichtungen 1 werden mit
Arbeitswalzen 7, 8 mit Arbeitswalzendurchmessern D von höchstens 400 mm bis 490 mm (abhängig von der Breite b des Walzguts 3) bestückt. Bezugszeichenliste
I Walzvorrichtung
3 Walzgut
5 Walzgerüst
7, 8 Arbeitswalze
9 Arbeitswalzeneinbaustück
II Spindelkopf
13 Mittelbereich
15 Fase
16 Arbeitswalzenzapfen
17 Lager
19 Halterung
21, 22 Biegekraftrichtung 23, 24 Lastzone
25 Stützwalze
27 Antriebsspindel
29 Außenverzahnung
31 Innenverzahnung
33, 34 Seite
35 Walzstraße
37 Walzrichtung
A Höhe
b Breite
D Arbeitswalzendurchmesser d Zapfendurchmesser
Dl Außendurchmesser dl Innendurchmesser
Wl, W2 minimale Wandstärke