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Title:
METHOD AND DEVICE FOR COOLING AND/OR LUBRICATING CYLINDERS AND/OR ROLLING STOCK
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/115651
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive method for cooling and/or lubricating cylinders (1, 2) and/or rolling stock (3) consists in supplying a cooling medium to the cylinders (1, 2) and a base oil for lubricating the rolling stock from several nozzles or nozzle rows (7, 7', 8, 8', 9, 9') in a gap between cylinders, wherein said nozzles or nozzle rows (7, 7', 8, 8', 9, 9') are individually and independently of each other adjustable, the cooling medium is applied to the cylinders (1, 2) separately from the base oil and exclusively the water-free oil is applied directly to the entire width of rolling stock (3) as a support medium in a quantity lesser than a common quantity. For this purpose, medium locking means (12, 12') are disposed between a nozzle or a nozzle row (9, 9') for applying the cooling medium to the cylinders (1, 2) and between the nozzle rows (7, 7', 8, 8') for applying the base oil to the rolling stock.

Inventors:
BUENTEN ROLF (DE)
PAWELSKI HARTMUT (DE)
WEINGARTEN LUDWIG (DE)
SIEBEL HEINER (DE)
RICHTER HANS-PETER (DE)
GRIMM KLAUS (DE)
DAUB DIETER (DE)
Application Number:
PCT/EP2005/004992
Publication Date:
December 08, 2005
Filing Date:
May 09, 2005
Export Citation:
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Assignee:
SMS DEMAG AG (DE)
BUENTEN ROLF (DE)
PAWELSKI HARTMUT (DE)
WEINGARTEN LUDWIG (DE)
SIEBEL HEINER (DE)
RICHTER HANS-PETER (DE)
GRIMM KLAUS (DE)
DAUB DIETER (DE)
International Classes:
B67D99/00; B21B27/10; B21B45/02; B21B15/00; (IPC1-7): B21B27/10; B21B45/02
Domestic Patent References:
WO2003020451A12003-03-13
Foreign References:
EP0794023A21997-09-10
US5090225A1992-02-25
Other References:
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 009, no. 022 (M - 354) 30 January 1985 (1985-01-30)
PATENT ABSTRACTS OF JAPAN vol. 2000, no. 01 31 January 2000 (2000-01-31)
Attorney, Agent or Firm:
Valentin, Ekkehard (Gihske Gross, Hammerstr. 2 Siegen, DE)
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Claims:
Patentansprüche:
1. Verfahren zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walz¬ gut, bei dem aus mehreren Düsen/Dϋsenreihen einerseits ein Kühlmedi¬ um auf die Walzen und zur Schmierung andererseits ein Grundöl vor dem Walzspalt auf das Walzgut aufgebracht wird, wobei die Du sen/Düsenreihen einzeln und unabhängig voneinander angestellt werden können, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium getrennt von dem Grundöl auf die Walzen und aus¬ schließlich das Grundöl ohne Wasser als Trägermedium in einer bezogen auf die übliche Menge sehr kleinen Menge direkt auf das Walzgut über dessen gesamte Breite aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Grundöl an der Einlaufseite (5) der Walzen (1 , 2) auf die Ober¬ seite (10) und/oder auf die Unterseite (11) des Walzgutes (2) aufgebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kühlmedium sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig auf die Walzen (1 , 2) aufgebracht wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass kaltgewalztes Walzgut (3) gekühlt und/oder geschmiert wird.
5. Vorrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut, bei dem aus mehreren Düsen/Düsenreihen einerseits ein Kühl¬ medium auf die Walzen und zur Schmierung andererseits ein Grundöl vor dem Walzspalt auf das Walzgut aufgebracht wird, wobei die Dü sen/Düsenreihen einzeln und unabhängig voneinander angestellt werden können, insbesondere zum Durchführen des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen den Düsen/Düsenreihen (9, 9') zur Aufbringung des Kühl¬ mediums auf die Walzen (1, 2) und den Düsen/Düsenreihen (7, T bzw.8, 8') zur Aufbringung des Grundöls auf das Walzgut (3) eine Mediensperre (12, 12') angeordnet ist.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine GrundölDüsen/Düsenreihenanordnung (7, T) vertikal auf die Oberfläche des Walzguts (3) und eine andere GrundölDüsen /Düsenreihenanordnung (8, 8') schräg in den Walzspalt (15) gerichtet ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen/Düsenreihen (7, T, 8, 8'; 9,9') für das Kühlmedium und für das Grundöl in einem Düsenbalken (14, 14') angeordnet sind.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen/Düsenreihen (7, 7', 8, 8'; 9, 9') unabhängig voneinander anstellbar sind.
9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen/Düsenreihen (7, T, 8, 8'; 9, 9') mit unterschiedlichen Drü¬ cken beaufschlagt sind,.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass auslaufseitig angeordnete KühlmittelDüsen/Düsenreihen (13, 13') auf die Walzen (1 , 2) gerichtet sind.
Description:
Verfahren und Vorrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Kühlung und/oder Schmierung von Walzen und/oder Walzgut, bei dem aus mehreren Dü¬ sen/Düsenreihen einerseits ein Kühlmedium auf die Walzen und zur Schmie¬ rung andererseits ein Grundöl vor dem Walzspalt auf das Walzgut aufgebracht wird, wobei die Düsen/Düsenreihen einzeln und unabhängig voneinander an¬ gestellt werden können.

Aus der EP 0 054 172 A2 ist es bekannt, zum spannungsfreien Walzen von Kaltband den Reibwert zwischen der Bandoberfläche und den Walzenballen¬ mantelflächen durch Beaufschlagung mit Walzemulsion zu beeinflussen. Die Walzemulsion wird dabei in Abhängigkeit von hinter dem letzten Walzgerüst in Querrichtung des Bandes liegenden Zonen ermittelten partiellen Zugspannun¬ gen zugeführt. Damit bei geringem Erstellungs-, Unterhaltungs- und Be¬ triebsaufwand unter den in der Stahl- und Aluminiumindustrie vorkommenden Arbeitsbedingungen der Kaltwalzgerüste kurze Regelzeiten erreichbar sind, wird dem Trägermedium Wasser der Walzemulsion ein Grundöl vor dem Einlauf des Bandes in den Walzspalt in durch die ermittelten partiellen Zugspannungen bestimmter Menge und in örtlich begrenzten Bereichen zugegeben. Durch die lokal auf Streifen des zu walzenden Bandes aufgebrachten Schmierbestandteile soll durch die damit erreichte, lokal verbesserte Schmierung die Walzkraft lokal gesenkt und damit auch die lokale Abplattung der Walzen sowie auch die lokale Enddicke des Bandes verringert werden. Weiterhin sollen Planheitsfehler des gewalzten Bandes vermieden werden, indem vergleichbar mit einer Zonenküh¬ lung die Reibungswärme der Walzen lokal verringert wird.

Durch die DE 41 34 599 C1 sind ein Warmwalzverfahren und ein Warmwalz- werk für Metallband aus einem oder mehreren Walzgerüsten bekanntgeworden. Zur Vermeidung von Oberflächenfehlern auf den Arbeitswalzen wird eine Kühl- flüssigkeit in einem schmalen, sich unmittelbar vor dem Walzspalt erstrecken¬ den Bereich aufgesprüht, wobei sowohl die Mäntel der Arbeitswalzen als auch das Metallband beaufschlagt werden. Die Temperatur an der Oberfläche der Mäntel der Arbeitswalzen wird so eingestellt, dass zumindest unmittelbar vor dem Walzspalt eine Temperatur erreicht wird, die unter der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit liegt.

Aus der EP 0 367 967 B1 sind ein Verfahren und eine Vorrichtung bekannt, bei dem bzw. der die Konzentration einer Emulsion an Walzöl gezielt beeinflusst und die Emulsion bzw. Dispersion nach dem Austritt aus dem Walzspalt bzw. beim Ablaufen vor dem Walzspalt aufgefangen und wieder getrennt wird. Hier¬ mit wird es möglich, die Emulsion bzw. Dispersion, die in den Walzspalt einge¬ bracht wird, immer wieder mit einer bestimmten Konzentration zeitgerecht vor Einzug in den Walzspalt herzustellen. Der Schwerpunkt dieser Lösung liegt in der aktuellen Herstellung der Emulsion und der Trennung der beteiligten Me- dien.

Den bekannten Kühl- und/oder Schmierverfahren bzw. -Vorrichtungen ist ge¬ meinsam, dass bei den aufgetragenen Emulsionen der Schmierfilm, bestehend aus dem Trägermedium Wasser und den eigentlichen schmierenden Anteilen (Additiv bzw. Öl) nicht effektiv im Walzspalt ankommt. Als Folge der ungenü¬ genden Schmierung kommt es zu unzureichenden Bandoberflächen, zu erhöh¬ ten Walzen- und Band- bzw. Walzguttemperaturen und auch zu einem sich e- benfalls nachteilig auf die Oberflächengüte des Walzgutes auswirkenden Ge¬ rüstrattern mit entsprechenden Rattermarken auf der Walzgut-Oberfläche. Eine Verbesserung konnte auch durch veränderte Anteile des Additivs und durch Veränderung der Walzgeschwindigkeit nicht erreicht werden.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vor¬ richtung der eingangs genannten Art ohne die genannten Nachteile zu schaffen und mit insbesondere deutlich verbesserter Schmierung im Walzspalt zu errei¬ chen. Diese Aufgabe wird für ein Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Kühlmedium getrennt von dem Grundöl auf die Walzen und ausschließlich das Grundöl ohne Wasser als Trägermedium in einer bezogen auf die übliche Menge sehr kleinen Menge direkt auf das Walzgut über dessen gesamten Brei- te aufgebracht wird. Der Erfindung liegt die durch zahlreiche Versuche bestätig¬ te überraschende Erkenntnis zugrunde, dass mit dem Direktauftrag ausschlie߬ lich des schmierenden Additivs bzw. Öls, das abgedichtet bzw. getrennt von dem Kühlmedium zum Einsatz kommt, das schmierende Additiv im Walzspalt seine volle Wirkung entfaltet.

Hierbei wurde weiterhin erkannt, dass eine kleine Menge ausreicht, z.B. statt üblich bis 4.000 l/min nur noch etwa 1 bis 2 I pro Bund, weil sich das Öl als inkrompressible, trennende Schicht zwischen dem Walzgut und den Walzen in den Rauhigkeiten der Walzgut-Oberfläche ablagern kann. Das ist völlig anders bei den üblichen großen Auftragmengen, bei denen das schmierende Additiv unwirksam, nahezu komplett weggeschaltet wird.

Bei Walzversuchen mit Messing und Kupfer hat sich zudem gezeigt, dass trotz der erfindungsgemäß sehr kleinen Ölmenge keine Erhöhung der Walzgut- bzw. Bandtemperatur vorlag, diese vielmehr sogar niedriger als bei herkömmlichen Kühlverfahren ist. Durch die erfindungsgemäße Trennung von Kühlmedium und Öl bzw. Additiv durch Abdichtung zwischen den Walzen und dem Walzspalt kann das direkt aufgetragene Additiv bzw. Öl nicht von der Bandoberfläche ab¬ gewaschen werden. Damit wird die Reibung zwischen dem Walzband und dem Walzgut deutlich verringert, womit gleichzeitig die Wärmeentwicklung herabge¬ setzt wird. Gleichwohl wird aber eine notwendige geringe Reibung aufrechter¬ halten, um die Verformung des Walzgutes über den Walzspalt übertragen zu können.

Ein Vorschlag der Erfindung sieht vor, dass das Grundöl an der Einlaufseite auf die Oberseite und/oder auf die Unterseite des vorzugsweise kaltgewalzten Walzgutes aufgebracht wird. Das sowohl ober- als auch unterseitige Auftragen kann je nach Materialbeschaffenheit des Walzgutes zweckmäßig sein.

Wenn vorteilhaft das Kühlmedium sowohl einlaufseitig als auch auslaufseitig auf die Walzen aufgebracht wird, lässt sich neben der Bandkühlung gleichzeitig auch ein Waschen der Arbeitswalzen erreichen, noch bevor die Walzen ihre Umdrehung zur Einlaufseite beendet haben. Wie sich herausgestellt hat, wird nicht nur die Standzeit der Arbeitswalzen wesentlich erhöht, sondern neben nahezu blitzeblanken Walzen werden auch die Walzgutoberflächen deutlich sauberer.

Bei einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zwischen den Düsen/Düsenreihen zur Aufbringung des Kühlmediums auf die Walzen und den Düsen/Düsenreihen zur Aufbringung des Grundöls auf das Walzgut eine Mediensperre, z.B. eine Abdichtung in Form eines Schotts, ange- ordnet. Das Kühlmedium wird dadurch sicher von dem Öl bzw. Additiv fern- bzw. getrenntgehalten, so dass das direkt auf die Walzgut-Oberfläche aufgetra¬ gene Additiv/Öl nicht abgewaschen werden kann.

Nach einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist eine Grundöl-Düsen- /Düsenreihenanordnung vertikal auf die Oberfläche des Walzguts und eine an¬ dere Grundöl-Düsen-/Düsenreihenanordnung schräg in den Walzspalt gerichtet. Damit lässt sich die gezielte Wirkung des Additivs/Öls am Ort des Geschehens, nämlich im Walzspalt mit höchster Wirkung erreichen.

Durch eine vorzugsweise Anordnung der Düsen/Düsenreihen in Düsenbalken lässt sich der Herstellungs- und Montageaufwand begrenzen.

Nach Ausgestaltungen der Erfindung sind die Düsen/Düsenreihen unabhängig voneinander anstellbar bzw. mit unterschiedlichen Drücken beaufschlagbar. Zur Begünstigung des Wascheffekts können vorteilhaft auch auslaufseitig angeord¬ nete Kühlmittel-Düsen/Düsenreihen auf die Walzen gerichtet sein. Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den An¬ sprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand einer sehr schematischen Zeichnung. Die einzige Figur zeigt eine Sei¬ tenansicht einer erfindungsgemäßen Walzenanordnung mit Düsen/Düsenreihen für das Walzgut, den Walzspalt und die Walzen.

Wie dargestellt, wird zwischen einer oberen Arbeitswalze 1 und einer unteren Arbeitswalze 2 ein Walzgut 3 in der mit dem Pfeil 4 angegebenen Durchlaufrich¬ tung ausgewalzt; das Walzgut bzw. -band 3 wird im Walzspalt 15 zwischen den Arbeitswalzen 1 , 2 verformt.

An der Einlaufseite 5 des weiter nicht gezeigten Walzgerüstes für die Arbeits¬ walzen 1 , 2 sind Düsen/Düsenreihen 7, T und 8, 8' bzw. 9, 9' angeordnet, von denen die Düsen/Düsenreihen 9, 9' von einer nicht dargestellten Versorgungs- quelle zugeführtes Kühlmedium auf die Oberfläche der Arbeitswalzen 1 , 2 auf¬ tragen. Von diesen Kühlmedium-Düsen/Düsenreihen 9, 9' durch ein Schott 12, 12' getrennt, wird von den Düsen/Düsenreihen 7, T bzw. 8, 8' ein Additiv bzw. Öl direkt, vertikal durch die Düsen/Düsenreihen 7, T auf die Ober- und Unter¬ seite 10, 11 des Walzguts aufgetragen bzw. durch die Düsen/Düsenreihen 8, 8' mit schräger Ausrichtung in den Walzspalt 15 auf das Walzgut 3 aufgetragen. Die Menge des von den Düsen/Düsenreihen 7, T bzw. 8, 8' direkt aufgetrage¬ nen Additivs bzw. Öls ist sehr gering und kann beispielsweise von einem Behäl¬ ter zugeführt werden. Wenn das Walzgerüst der Arbeitswalzen 1 , 2 im Rever- sierbetrieb arbeitet, können entsprechende Düsen/Düsenreihen 7, 7', 8, 8' bzw. 9, 9' auch an der Auslaufseite 6 vorgesehen werden.

Die im Ausführungsbeispiel in Düsenbalken 14, 14' angeordneten Dü¬ sen/Düsenreihen 7, T, 8, 8' bzw. 9, 9' können getrennt beaufschlagt und unab¬ hängig voneinander angestellt sowie mit unterschiedlichen Drücken beauf- schlagt werden. So können beispielsweise die zum Auftragen des Additivs bzw. Öls auf die Oberseite 10 und/oder Unterseite 11 des Walzgutes 3 vertikal ge- richteten Düsen/Düsenreihen 7, T mit einem Druck von 2 bis 5 bar, die schräg auf den Walzspalt 15 gerichteten Additiv/Öl-Düsen/Düsenreihen 8, 8' mit einem Druck von 2 bis 7 bar und die die große Menge des Kühlmediums auf die Ar¬ beitswalzen 1 , 2 aufbringenden Düsen/Düsenreihen 9, .9' mit einem Druck von 2 bis 10 bar versorgt werden.

Auf jeden Fall wird die große Menge Kühlmedium durch die im Ausführungsbei¬ spiel als Schott 12, 12' ausgebildete Abdichtung getrennt von der geringen Menge an Additiv/Öl gehalten, das somit voll wirksam im Walzspalt 15 zur Ent¬ faltung gelangt. Zur Verbesserung einerseits der Kühlung und andererseits der Reinigung der Arbeitswalzen 1 , 2 sind auch auf der Auslaufseite 6 Dü¬ sen/Düsenreihen 13, 13' angeordnet, die auf die Arbeitswalzen 1 , 2 gerichtet sind.