Rollenführung, insbesondere für Knüppel-, Stab- und Drahtwalzgerüste

Die Erfindung bezieht sich auf eine Rollenführung, insbesondere für Knüppel-, Stab- und Drahtwalzgerüste, der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ange¬ gebenen Gattung.

Derartige Rollenführungen dienen dazu, das Walzgut in der richtigen Orien¬ tierung in ein Kaliber zweiter Kaliberwalzen des zugehörigen Walzgerüsts einzuführen und sollen insbesondere auch ein Verdrehen des Walzguts um seine Längsachse beim Durchlaufen durch das Kaliber verhindern, was vor allem dann leicht geschehen kann, wenn das Walzgut einen länglichen Quer¬ schnitt, beispielsweise einen Spießkantquerschnitt oder einen ovalen Quer¬ schnitt, aufweist und hochkant zwischen die beiden Kaliberwalzen in ein abgeflachtes oder kreisrundes Kaliber derselben läuft, um unter Verkürzung der längeren Querschnittsachse entsprechend plastisch verformt zu werden. Um das Walzgut sicher zu halten, sind die beiden Führungsrollen entsprechend dem Walzgutquerschnitt profiliert und wird ihr Achsabstand entsprechend dem WaJzgutquerschnitt so eingestellt, daß das Walzgut absolut spielfrei zwischen den beiden Führungsrollen hindurchläuft, welche mit einem vorge¬ gebenen Druck am Walzgut anliegen. Diese gegenseitige Einstellung der Führungsrollen erfolgt in der Regel außerhalb des zugehörigen Walzgerüsts in der Werkstatt mit Hilfe von mechanischen oder optischen Meßeinrichtungen, wonach die Rollenführung am Walzgerüst angebracht wird, wobei eine eben¬ so sorgfältige Einstellung auf das zugehörige Kaliber erfolgt, um sicherzu¬ stellen, daß die Walzgutquerschnittsachsen sich mit den Kaliberquerschnitts- achsen decken.

In der Regel bestehen die Rollenführungen aus einem Gehäuse zur Aufnahme eines Vorleiters, welcher das Walzgut zwischen die beiden Führungsrollen gleiten läßt, und zwei Tragarmen für die Führungsrollen, welche am Gehäuse um zwei zu den Drehachsen der Führungsrollen parallele Achsen schwenkbar gelagert sind, und zwar jeweils etwa in der Mitte zwischen den beiden Enden, an denen die zugehörige Führungsrolle drehbar gelagert bzw. eine Einstell¬ schraube vorgesehen ist, mittels welcher der jeweilige Tragarm bezüglich des Gehäuses bei der Einstellung des Achsabstandes der beiden Führungsrol¬ len verschwenkt wird. Das Gehäuse ist am zugehörigen Walzgerüst befestig- bar, und zwar in einer Stellung, welche bezüglich des der Rollenführung zugeordneten Kalibers genau eingestellt werden kann.

Die geschilderten Rollenführungen ermöglichen bei sorgfältiger Einstellung sehr hohe Walzgeschwindigkeiten von bis zu 100 m/sec, wobei die Führungs- rollen mittels Kugel-, Rollen- oder Kegcllagern gelagert sind, welche mit einem Öl/Luft-Gemisch geschmiert werden. Jedoch ergeben sich Probleme insofern, als die Führungsrollen bzw. deren Achsabstand zu Beginn des Walz¬ prozesses zwar sehr genau auf einen vorgegebenen Walzgutquerschnitt einge¬ stellt werden, dieser sich aber in einer Walzstraße bestehend aus mehreren hintereinander geschalteten Walzgerüsten aufgrund von Verschleiß der Kali¬ berwalzen der Walzgerüste ändert, ebenso wie der Spalt zwischen den Füh¬ rungsrollen aufgrund von Verschleiß derselben, wobei der Kaliberwalzenver¬ schleiß und der Führungsrollenverschleiß mit unterschiedlichen Geschwindig¬ keiten erfolgen. Diese sind bei den hohen Walzgeschwindigkeiten ebenfalls sehr hoch, so daß die Walzung schon nach verhältnismäßig kurzer Zeit kri¬ tisch wird, weil die richtige Einstellung der Walzstraße verlorengeht. Aus diesem Grunde wird eine weitere Erhöhung der Walzgeschwindigkeit als wenig sinnvoll angesehen.

Es ist bekannt, bei den geschilderten Rollenführungen die Tragarme für die Führungsrollen aufeinander zu federzubelasten, so daß auch bei einer Querschnittsabnahme des Walzgutes eine genaue Führung desselben gewähr¬ leistet ist und bei einer Querschnittszunahme des Walzgutes die Führungsrol¬ len und deren Lager nicht übermäßig belastet werden (DE-U 7k 15 378 und DE-A 26 6 006). Allerdings ist es auf diese Weise nicht möglich,

die ursprüngliche Einstellung einer Walzstraße aufrechtzuerhalten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Rollenführung, insbesondere für Knüppel-, Stab- und Drahtwalzgerüste, der im Oberbegriff des Patent- anspruchs 1 angegebenen Gattung zu schaffen, welche es insbesondere er¬ möglicht, die ursprüngliche Einstellung einer Walzstraße selbst beim Betrieb mit extrem hohen Walzgeschwindigkeiten trotz des damit verbundenen Füh¬ rungsrollen- und Kaliberwalzenverschleißes aufrechtzuerhalten, so daß die Erzielung eines Produktes gleichbleibender Abmessungen und Qualität gewähr- leistet ist, und welche ferner insbesondere auch eine einfache und schnelle Anpassung an Änderungen des zugehörigen Kalibers erlaubt, wenn das Kaliber zur Berücksichtigung eines veränderten Um ^' formvcrhaltens des Wal/gutes geändert wird.

Diese Aufgabe ist durch die im kennzeichnenden Teil des Patent anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der erfindungs¬ gemäßen Rollenführung sind in den restlichen Patentansprüchen angegeben.

Die erfindungsgemäße Rollenführung kann je Führungsrolle einen Sensor aufweisen, jedoch reicht es grundsätzlich aus, nur einen Sensor vorzusehen, da die beiden Führungsrollen in der Regel so angeordnet sind, daß ihre Druckbelastungen gleich sind. Das bzw. jedes Sensorausgangssignal kann einer Anzeige- und/oder Registriereinrichtung zugeführt werden, um die Führungsrollen mittels Einstellschrauben während des Betriebes erforderlichen- falls so nachzustellen, daß der ursprüngliche Anpreßdruck an das Walzgut beibehalten wird. Jedoch ist es auch möglich, das Ausgangssignal des Sensors bzw. die Ausgangssignale der Sensoren einem Antrieb zur gegenseitigen Verstellung der Führungsrollen bzw. der Tragarme derselben zuzuführen, um den ursprüngliche Anpreßdruck der Führungsrollen an das Walzgut kon- stant zu halten. Es ist nicht erforderlich, den bzw. die Sensoren zur Messung des absoluten Anpreßdrucks der Führungsrollen an das Walzgut zu eichen, sondern es genügt die Erfassung der Abweichung der Druckbelastung der Führungsrollen von einem vorgegebenen Wert, welcher mittels einer Lehre eingestellt werden kann, die zwischen die beiden Führungsrollen der Rollen- führung eingeschoben wird. In einer Walzstraße kann das Ausgangssignal

des Sensors bzw. können die Ausgangssignale der Sensoren einer Rollenfüh¬ rung eines Walzgerüsts ferner dazu verwendet werden, die beiden das Walz¬ gut verformenden Kaliberwalzen eines vorgeschalteten Walzgerüsts so anzu¬ stellen, daß das Walzgut zwischen den beiden Führungsrollen der Rollenfüh- rung die ursprünglich eingestellte Querschnittsgröße aufweist. Die erfindungs¬ gemäße Rolienführung ermöglicht es, bei Walzstraßen die ursprüngliche Einstellung sozusagen "einzufrieren". Sie ist insbesondere für Knüppel-, Stab- und Drahtwalzstraßen geeignet.

Nachstehend sind Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Rollenführung anhand von Zeichnungen beispielsweise beschrieben. Darin zeigt:

Fig. 1 eine Seitenansicht und

Fig. 2 eine Draufsicht.

Die dargestellte Rollenführung weist ein Gehäuse 1 für einen Vorleiter 2 auf, welches an dem in Fig. 1 und 2 linken Ende mit einer oberen Traver¬ se 3 und zwei unteren Seitenaugen versehen ist, die mit den beiden Enden der Traverse 3 fluchten. Beiderseits des Gehäuses 1 sind zwei Tragarme 5 für zwei Führungsrollen 6 vorgesehen, welche jeweils zwischen dem benach¬ barten Ende der Traverse 3 und dem benachbarten Seitenauge 4 aufgenom¬ men und mitteis eines das Ende der Traverse 3, den Tragarm 5 und das Seitenauge durchsetzenden Bolzens 7 um eine senkrechte Achse 8 am Gehäuse 1 schwenkbar gelagert sind. Die beiden Führungsrollen 6 sind an den in Fig. 1 und 2 linken Enden der beiden Tragarme 5 um zwei zueinander parallele senkrechte Achsen 9 mittels ölnebelgeschmierter Wälzlager drehbar gelagert. An den in Fig. 1 und 2 rechten Enden sind die Tragarme 5 jeweils mit einer waagerechten Einstellschraube 10 sowie einer Feststellschraube 11 für die Einstellschraube 10 versehen, mit welcher sich der jeweilige Tragarm 5 am Gehäuse 1 abstützt. Die zu den beiden Drehachsen 9 der Führungsrollen 6 parallelen Schwenkachsen 8 der Tragarme 5 verlaufen jeweils etwa in der Mitte zwischen der Drehachse 9 der zugehörigen Füh¬ rungsrolle 6 und der zugehörigen Einstellschraube 10.

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Das Gehäuse 1 wird an einem Knüppel-, Stab- oder Drahtwalzgerüst befe¬ stigt, und zwar in einer Stellung, in welcher die beiden Führungsrollen 6 genau auf ein Kaliber zweier Kaliberwalzen des . Walzgerüsts ausgerichtet sind. Der in das Gehäuse 1 eingesetzte, hohle Vorleiter 2, dessen beide Enden aus dem Gehäuse 1 vorstehen, dient dazu, das sich in Richtung des Pfeils A bewegende Walzgut zwischen die beiden Führungsrollen 6 gleiten zu lassen, welche ihrerseits das Walzgut in das unmittelbar anschließende Kaliber in der richtigen Orientierung einführen, so daß die Achsen des Waz- gutquerschnitts und die Achsen des Kaliberquerschnitts sich decken. Dazu weisen die beiden Führungsrollen 6 jeweils einen entsprechend der Gestalt des Walzgutquerschnitts profilierten Umfang auf und ist der gegenseitige Abstand der Drehachsen 9 der Führungsrollen 6 so eingestellt, daß sie am Umfang mit einem bestimmten Druck am Walzgut anliegen, welches zwischen ihnen hindurchläuft.

Die Rollenführung ist mit mindestens einem Sensor 20 zur Erfassung der Druckbelastung der Führungsrollen 6 durch das Walzgut und Abgabe eines entsprechenden Ausgangssignals versehen, welcher im dargestellten Fall als elektrischer Drucksensor ausgebildet ist, nämlich von einer zwischen dem Gehäuse 1 und einer Einsteilschraube 10 angeordneten Druckmeßdose gebildet ist, die ein elektrisches Ausgangssignal abgibt, welches dem durch die Einstellschraube 10 aufgebrachten Druck entspricht. Wie mit gestrichel¬ ten Linien angedeutet, kann der Sensor 20 statt dessen auch als elektrischer Dehnungssensor ausgebildet und von einem Dehnungsmeßstreifen gebildet werden, welcher an einem Tragarm 5 oder an der oberen Traverse 3 des Gehäuses 1 angebracht ist und ein elektrisches Ausgangssignal liefert, welches der Dehnung des Tragarms 5 bzw. der Traverse 3 entspricht. Wenn auch in Fig. 1 und 2 lediglich ein Sensor 20 veranschaulicht bzw. angedeutet ist, so kann doch auch jeder Führungsrolle 6 ein Sensor 20 zugeordnet werden, ebenso wie es möglich ist, den Sensor 20 bzw. die Sensoren 20 anders auszu¬ bilden, nämlich beispielsweise als mechanischen, pneumatischen oder hydrau¬ lischen Druck- oder Dehnungssensor. Wesentlich ist allerdings in jedem Fall eine solche Anordnung, daß der Sensor 20 bzw. die Sensoren 20 die Druckbe¬ lastung der Führungsrolien 6 durch das Walzgut beim Durchlauf desselben zwischen den beiden Führungsrollen 6 erfaßt.

Beim Einstellen des gegenseitigen Abstandes der Führungsrollen 6 bzw. der Drehachsen 9 derselben in der Werkstatt vor Beginn des Walzprozesses auf den Querschnitt des durch die Rollenführung in das zugehörige Kaliber einzuführenden Walzgutes wird die dabei auftretende Druckbelastung der Führungsrollen 6 bzw. das entsprechende Ausgangssignal des - bzw. jedes Sensors 20 mittels eine Lehre bzw. eines Meßdornes entsprechenden Quer¬ schnitts festgestellt, so daß jegliche Veränderung des Ausgangssignals im Betrieb der Rollenführung während des Walzprozesses zu kleineren Werten eine Verringerung des Walzgutquerschnitts und zu höheren Werten eine Vergrößerung des Walzgutquerschnitts zwischen den Führungsrollen 6 anzeigt und dazu benutzt werden kann, die Führungsrollen 6 nachzustellen bzw. die Anstellung der beiden das Walzgut verformenden Kaliberwalzen eines vorgeschalteten Walzgerüstes zu ändern, so daß sich wieder das ursprüngliche Sensorausgangssignal ergibt und also nicht nur die beiden Führungsrollen 6 das Walzgut sicher führen, sondern auch der Walzgutquerschnitt zwischen den beiden Führungsrollen 6 unverändert bleibt.

Die nachstehenden Beispiele dienen der weiteren Erläuterung der Erfindung.

Beispiel 1

Knüppel aus Stahl der Güte bzw. Härte 5 mit den Abmessungen 120 mm x 120 mm werden zu Draht mit einem Durchmesser von 5,5 mm in einer kontinuierlichen Drahtwalzstraße mit 24 Walzgerüsten ausgewalzt, wobei es sich bei den ersten 14 Walzgerüsten um Horizontalwalzgerüste mit Einzcl- antrieb handelt, bei welchen die Kaliberfolge "oval-oval-quadrat-oval-rund- ..." vorliegt. Die Ovale werden durch Rollendrallvorrichtungen hochgestellt und mit Rollenführungen gemäß Fig. 1 und 2, jedoch ohne Sensoren 20, gehalten. Die anschließenden 10 Walzgerüste mit jeweils rundem Kaliber sind zu einem drallfreien Hochgeschwindigkeitsblock mit Gruppenantrieb zusammengefaßt, wobei die jedem Walzgerüst zugeordnete Getriebestufe entsprechend der Walzgutquerschnittsabnahme ausgelegt ist.

Am ersten Walzgerüst liegt die Walzgeschwindigkeit bei 0,12 m/sec, beim letzten Walzgerüst bei 73 m/sec. Das sich infolge der rauher werdenden

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Kaliberwalzen verändernde Umformverhalten wird durch öffnen oder Schlie¬ ßen _# der Kaliberwalzen korrigiert. Es kommt vereinzelt zu Fehlwalzungen im Hochgeschwindigkeitsblock. Bei einer 24-stündigen Walzperiode wird ein Zeitausnutzungsgrad von 80 % bei einem Ausbringungsgrad von 96,3 % erzielt. Der aufgrund von Unrundheit und Walznähten außerhalb der Toleran¬ zen liegende, sogenannte 2a-Anteil des erzeugten Drahtes liegt bei 1,2 %. Es ist ein Auswechseln der Rollenführungen erforderlich. Die Überprüfung der ausgewechselten Rollenführungen des siebten und des achten Walzgerüsts ergibt, daß die Tragarme 5 aufgebogen sind. Sie müssen durch neue Trag- arme 5 ersetzt werden.

Beispiel 2

Knüppel der in Beispiel 1 angegebenen Art werden ebenfalls zu einem Draht mit einem Durchmesser von 5,5 mm ausgewalzt, und zwar in derselben Walzstraße, welche jedoch mit den erfindungsgemäßen Rollenführungen gemäß Fig. 1 und 2 versehen ist. Die mit den Sensoren 20 versehenen Rollen¬ führungen werden optisch eingestellt und dann mit einem Meßdorn auf ein elektrisches Sensorausgangssignal gesetzt. Die Kaliberwalzen der Walzgerüste werden ebenfalls mittels Meßtaster eingestellt.

Der aus dem ersten Knüppel ausgewalzte Draht ist maßhaltig und kann als sogenanntes la-Produkt verkauft werden. Während des Walzprozesses steigen die elektrischen Sensorausgangssignale der Rollenführungen des siebten und des neunten Walzgerüstes an, was durch Schließen der Kaliber¬ walzen des sechsten Walzgerüstes ausgeglichen wird. Der Draht am letzten Walzgerüst wird voll, was durch Schließen der Kaliberwalzen des vierzehnten Walzgerüstes korrigiert wird, was jedoch zur Folge hat, daß das elektrische Sensorausgangssignal der Rollenführung des fünfzehnten Walzgerüstes auf den Wert Null abfällt. Deswegen werden die Kaliberwalzen des vierzehnten Walzgerüstes wieder geöffnet, um die ursprüngliche Ovaldicke wieder zu erhalten, so daß sich auch wieder der ursprüngliche Wert des elektrischen Sensorausgangssignals einstellt. Statt dessen werden die Kaliberwalzen des dreizehnten Walzgerüstes geschlossen, was eine geringere Ovalbreite am vierzehnten Walzgerüst zur Folge hat, jedoch keinen Einfluß auf die Rollen¬ führung am fünfzehnten Walzgerüst hat.

Nach einer 24-st ^' ündigen Walzperiode in der Walzstraße mit einer erfindungs¬ gemäßen Rollenführung ^■ an allen Walzgerüsten, in welche ein Oval einläuft, ergibt sich ein Zeitausnutzungsgrad von 85 % bei einem Ausbringungsgrad von 97,1 %. Der 2a-AnteiI des erzeugten Drahtes liegt bei 0,3 %. Er beruht ausschließlich auf Unrundheit des Drahtes, da Walznähte nicht auftreten. Die Standzeit sämtlicher Rollenführungen erhöht sich um mehr als 10 %.