[0001] Verfahren zum Einstellen der Lage einer Walze in einem Walzwerkständer eines Walzwerks
und System bestehend aus einem Walzwerk und einem Kalibrierstand zur Durchführung
des Verfahrens
[0002] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Einstellen der Lage mindestens einer Walze
in einem Walzwerkständer eines Walzwerks, wobei der Walzwerkständer mindestens ein
Walzgerüst mit einer Anzahl von Walzen aufnimmt, wobei jede Walze in einer Walzenanstellung
angeordnet ist, und wobei die Walzenanstellungen beaufschlagende Mittel zur Anstellung
der Walzen relativ zum Walzgerüst vorhanden sind. Des weiteren betrifft die Erfindung
ein System bestehend aus einem Walzwerk und einem Kalibrierstand gemäß Oberbegriff
des Patentanspruchs 7.
[0003] Zum Walzen von Rohren und Stäben werden Walzgerüste eingesetzt, in denen mehrere
Walzenanordnungen vorhanden sind, die jeweils eine Walze lagern. Mehrere Walzen sind
dabei um die Walzachse herum angeordnet und umfassen im wesentlichen den gesamten
Umfang des Walzguts. Die Walzen bilden dabei zusammen das Walzenkaliber. Walzwerke
mit derartigen Walzgerüsten sind beispielsweise aus der
DE 103 16 650 B3, aus der
DE 10 2005 042 835 B3, aus der
DE 103 07 199 B3 und aus der
DE 200 05 700 U1 bekannt.
[0004] Eine bevorzugte Ausführung der bekannten Walzwerke sieht vor, dass die Einstellung
der Walzen und ihrer Walzgerüste außerhalb der Maschine (Walzwerkständer) erfolgt
und dass dann nach Einbau der Walzen samt Walzgerüsten nur noch eine Walzenanstellung
in der Maschine stattfindet. Dabei kann jede Walze in ihrem Walzgerüst separat eingestellt
werden.
[0005] Bei Zweiwalzen-Systemen ist es bekannt, dass man beim Einstellen der Walzen die Walzen
zusammenfährt, vorspannt und hierdurch das System eicht. Von der so gefundenen Position
aus werden dann die definierten angestrebten Walzenspalte angefahren.
[0006] Bei Dreiwalzen-Systemen ist es bekannt, dass die Walzgerüste außerhalb der Maschine
auf ein Nennmaß eingestellt werden. Die Maschine wird durch eine Eichvorrichtung geeicht.
Vorteilhaft ist es dabei, wenn die gleiche Eichvorrichtung zum Eichen der Maschine
und zum Eichen der Walzgerüsteinstellvorrichtung genutzt wird.
[0007] Als nachteilig hat sich mit Blick auf die zuletzt beschriebene Vorgehensweise folgendes
erwiesen: Die Umgebungsverhältnisse zwischen der Walzgerüsteinstellvorrichtung und
der Maschine sind nicht identisch, da einerseits die gesamten Maßketten toleranzbehaftet
sind und sich andererseits die Bedingungen ständig ändern können. Beispielsweise können
Verschleiß oder Verschmutzung die Einstellung der Walzen auf das benötigte (ideale)
Kaliber verfälschen. Liegt z. B. das Walzgerüst durch Schmutz in der Maschine etwas
höher als in der Einstellvorrichtung, so ist die Walzenpositionierung um diesen Betrag
fehlerhaft.
[0008] Die Folge sind Qualitätseinbußen am fertig gewalzten Produkt.
[0009] Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten
Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, auf einfachem und schnellem Wege zu einer
genauen Einstellung der Walzen auf das gewünschte (ideale) Kaliber zu gelangen, so
dass die Qualität des Walzprodukts optimal ist, sowie ein korrespondierendes System
bestehend aus einem Walzwerk und einem Kalibrierstand vorzuschlagen, mit dem das Verfahren
betrieben werden kann. Damit soll die Reproduzierbarkeit der Walzeneinstellung und
der Walzenanstellung auch unter Berücksichtigung von Störgrößen (Verschleiß, Verschmutzung)
gewährleistet werden.
[0010] Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass das Verfahren die Schritte
aufweist:
- a) Anordnung mindestens eines Walzgerüstes mit seinen Walzen in einem Kalibrierstand;
- b) Beaufschlagen der Walzenanstellung mit einer Kraft in einer Anstellrichtung, so
dass die Walze mit einer definierten Anlage gegen eine Anlagefläche des Walzgerüstes
des Kalibrierstandes drückt und Vermessen des tatsächlichen Kalibers der Walze in
dieser Stellung;
- c) Bestimmung des Abweichbetrages in Anstellrichtung zwischen der Stellung gemäß Schritt
und der Walzenlage zur Erzielung eines idealen Kalibers;
- d) Einbau des Walzgerüsts samt Walze aus dem Kalibrierstand in den Walzwerkständer
des Walzwerks und Beaufschlagen der Walzenanstellung mit einer Kraft in Anstellrichtung,
so dass die Walze mit einer definierten Anlage gegen eine Anlagefläche des in den
Walzwerkständer des Walzwerks eingebauten Walzgerüstes drückt;
- e) Verstellen der Walzenanstellung entgegen der Anstellrichtung um den Abweichbetrag
und Beginn des Walzbetriebs in dem Walzwerk mit der für das betriebsfertige Walzgerüst
so gewonnenen Einstellung der Walzenanstellung und der Walze.
[0011] Vorzugsweise werden die Walzen dabei zur Fertigung eines Rohrs oder eines Stabes
verwendet. Besonders bevorzugt wirken dabei drei Walzen zusammen, um den wesentlichen
Umfang des Walzguts zu umfassen. Die Walzen sind dabei mit Vorteil frei von einer
mechanischen Kopplung.
[0012] Das Vermessen des Kalibers gemäß obigem Schritt b) erfolgt bevorzugt auf optische
Weise.
[0013] Der Betrag der Kraft wird vorteilhaft bei obigem Schritt b) und bei obigem Schritt
d) gleich groß gewählt.
[0014] Das vorgeschlagene System bestehend aus einem Walzwerk und einem Kalibrierstand,
wobei das Walzwerk mindestens einen Walzwerkständer zur Aufnahme von in einem Walzgerüst
angeordneten Walzen aufweist, wobei das Walzgerüst Mittel zur Anstellung der Walzen
relativ zum Walzwerkständer aufweist und wobei der Kalibrierstand zur Aufnahme mindestens
eines Walzgerüsts mit seinen Walzenanstellungen und Walzen ausgebildet ist, zur Durchführung
des erfindungsgemäßen Verfahrens, zeichnet sich dadurch aus, dass die Walzenanstellung
mindestens eine in Anstellrichtung wirksame definierte Anlage aufweist, die mit einer
Anlagefläche am Walzwerkständer und einer Anlagefläche am Kalibrierstand zusammenwirkt.
Die Walzenanstellung kann damit sowohl im Kalibrierstand als auch nach dem Einbau
des Walzgerüsts in den Walzwerkständer des Walzwerks gegen die definierte Anlage gedrückt
werden. Der Kalibrierstand kann ein Walzwerkständer üblicher Bauweise sein oder ein
mit den entsprechenden Funktionselementen ausgerüsteter, zur Aufnahme eines Walzgerüsts
geeigneter Tragrahmen oder dergleichen.
[0015] Der Kalibierstand hat dabei bevorzugt Mittel zur Beaufschlagung der Walzenanstellung,
um die Anlage der Walze in Anstellrichtung mit einer Kraft gegen die Anlagefläche
am Walzgerüst des Kalibrierstands zu drücken.
[0016] Der Kalibierstand kann weiterhin Mittel, vorzugsweise optische Mittel, zum Vermessen
des tatsächlichen Kalibers der Walze im Walzgerüst des Kalibrierstands aufweisen.
[0017] Vorzugsweise sind drei Walzen vorgesehen, die den wesentlichen Umfang des Walzguts
umfassen.
[0018] Das erfindungsgemäße Einstellverfahren ist besonders in Walzwerken anwendbar, bei
denen die Walzeneinstellung bestimmungsgemäß außerhalb der Maschine bzw. des Walzwerks
und die Walzenanstellung innerhalb der Maschine erfolgt. Hierbei ist bevorzugt jede
Walze einzeln einstellbar. Es besteht dabei vorzugsweise keine mechanische Kopplung
der einzelnen Walzen.
[0019] In vorteilhafter Weise gewährleistet das vorgeschlagene Vorgehen ein reproduzierbares
Anstellen der einzelnen Walzen im Walzwerkständer. Es erfolgt gemäß einem Kern der
Erfindung eine mechanische Fixierung der Eichposition im Walzgerüst, so dass diese
Position unabhängig von der Positionierung des Walzgerüsts sowohl in der Einstellvorrichtung
(Kalibrierstand) als auch in der Maschine (Walzwerkständer) im Walzwerk reproduzierbar
angefahren werden kann.
[0020] Demgemäß ergibt sich der Vorteil, dass unabhängig von äußeren Einflüssen immer die
exakte Kalibereinstellung in der Maschine sichergestellt ist.
[0021] In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
- Fig. 1
- schematisch einen Walzwerkständer mit darin angeordnetem Walzgerüst in Walzrichtung
betrachtet, in dem mit drei Walzen ein Rohr gewalzt wird;
- Fig. 2
- von einem weiter nicht gezeigten Kalibrierstand einen Ausschnitt eines Walzgerüsts
mit Walzenanstellung in der Ausgangsposition;
- Fig. 3
- den linken oberen Bereich der Darstellung gemäß Fig. 2 in vergrößerter Ansicht, wobei
die Walzenanstellung gegen den Anschlag im Walzgerüst angedrückt ist;
- Fig. 4
- drei zusammenwirkende Walzen, in Walzrichtung betrachtet, in Kalibrierstellung; und
- Fig. 5
- die drei zusammenwirkenden Walzen gemäß Fig. 4, in Walzrichtung betrachtet, in zum
Walzen eingestellter Position.
[0022] In Fig. 1 ist von einem Walzwerk ein Walzwerkständer 1 schematisch dargestellt, der
ein Walzgerüst 5 mit drei Walzenanstellungen 6, 7 und 8 aufweist, in denen jeweils
eine Walze 2, 3, 4 lagert. Bei dem Walzwerk handelt es sich um ein Kontiwalzwerk,
um ein Maßwalzwerk oder um ein Streckreduzierwalzwerk. Die drei Walzen 2, 3, 4 umfassen
beim Walzen den wesentlichen Umfang eines zu walzenden Rohrs 15. Die drei Walzen 2,
3, 4 bilden zusammen das Kaliber 13, das dem Walzgut beim Walzen die Form des Rohrs
15 gibt.
[0023] Damit dem Rohr 15 durch das Walzen die korrekte Geometrie aufgeprägt wird, müssen
die drei Walzen in eine Anstellrichtung z genau positioniert werden. Die ideale Lage
der Walzen 2, 3, 4 in Anstellrichtung ist mit z
0 bezeichnet. Die Anstellung der Walzen 2, 3, 4 in ihren Walzenanstellungen 6, 7, 8
erfolgt durch Mittel 9, von denen nur eines schematisch dargestellt ist.
[0024] Zum reproduzierbaren und genauen Auffinden der richtigen Walzenlage z
0 wird wie folgt vorgegangen: In Fig. 2 ist ein Walzgerüst 10 in einem Kalibrierstand
ausschnittsweise dargestellt, in den das Walzgerüst 10 samt eingebauter Walze 2, 3,
4 eingesetzt werden kann. Wie in Fig. 2 gesehen werden kann, weist die Walzenanstellung
6 (wie die Walzenanstellungen 7 und 8 gleichermaßen) zwei Anlagen 11 auf, die mit
korrespondierenden Anlageflächen 12 am Walzgerüst 10 zusammenwirken können. Ferner
sind nicht dargestellte Mittel vorhanden, mit denen auf die Walzenanstellung 6 eine
Kraft F in der eingetragenen Richtung ausgeübt werden kann, um die Anlagen 11 auf
die Anlageflächen 12 zu drücken.
[0025] Dies ist in Fig. 3 gezeigt. Die so erreichte (Kalibrier-)Stellung ist mit A bezeichnet.
In dieser Stellung A wird das Kaliber 13 der Walze bzw. wird die Walzenlage z
K beim Kalibrieren ermittelt, wofür sich optische Messsysteme besonders eignen. Nunmehr
kann alleine aufgrund der gemessenen geometrischen Daten leicht ermittelt werden,
um welchen Betrag Δz die Walze entgegen der Anstellrichtung aus der Position, bei
der die Anlage 11 die Anlagefläche 12 kontaktiert, zurückgezogen werden muss, um die
ideale Walzenlage z
0 zu erreichen. Dies ist in den Figuren 4 und 5 verdeutlicht. In Fig. 4 ist die Kalibrierstellung
A zu sehen, bei der die Anlagen 11 an den korrespondierenden Anlagenflächen 12 des
Walzgerüstes 10 anliegen, während in Fig. 5 zu erkennen ist, dass die Walze 2 um einen
Abweichbetrag Δz in Anstellrichtung zurückgezogen wurde, um die ideale Lage z
0 zu erreichen.
[0026] Zur Übertragung dieser idealen Position in die Maschine, d. h. in den Walzwerkständer
1 des in Fig. 1 gezeigten Walzwerks, wird das komplette Walzgerüst 10 des Kalibrierstandes
als Walzgerüst 5 in den Walzwerkständer 1 eingebaut. Mit den Mitteln 9 zur Anstellung
der Walze wird nunmehr wiederum die Kraft F aufgebracht, und zwar in der Weise, dass
die Anlagen 11 der Walzenanstellungen 6, 7, 8 an korrespondierenden Anlageflächen
14 (s. Fig. 1) am Walzgerüst 5 anliegen. Diese Anlageflächen 14 sind analog zu den
Anlageflächen 12 des Walzgerüsts im Kalibrierstand ausgeführt. Aus dieser Stellung
werden nun die Walzenanstellungen 6, 7, 8 samt Walzen 2, 3, 4 um den ermittelten Abweichbetrag
Δz zurückgezogen, um die ideale Lage der Walzen 2, 3, 4 zu erreichen. In Fig. 1, in
der die so gewonnene Stellung dargestellt ist, kann gesehen werden, dass sich demgemäß
die Anlagen 11 von den Anlageflächen 14 wieder abgehoben haben.
[0027] Die Mittel 9 zur Anstellung der Walzen in der Maschine können als hydraulische oder
als elektromechanische Verstellelemente ausgeführt sein.
[0028] Die Einstellung der Walzen erfolgt außerhalb der Maschine (des Walzwerks) in dem
Kalibrierstand. Die Position der Walzen wird bevorzugt optisch erfasst. Eine Referenzposition
11 wird mit definierter Kraft gegen den mechanischen Anschlag 12 im Kalibrierstand
angefahren. In dieser Position wird das Kaliber vermessen und die Abweichung zum idealen
Kaliber erfasst.
[0029] In der Maschine wird die Referenzposition mit gleicher Kraft über die Walzenverstellung
angefahren und das Wegmesssystem wird in dieser Position geeicht. Das Messsystem erhält
den zuvor im Kalibrierstand ermittelten Korrekturwert (Abweichbetrag Δz) für die optimale
Kaliberposition und stellt darüber das ideale Kaliber ein.
[0030] Damit ist die Einstellung des Walzkalibers, unabhängig von der Position des Walzgerüsts
in der Maschine und von Fehlern im Wegmesssystem, immer reproduzierbar.
Bezugszeichenliste:
[0031]
- 1
- Walzwerksständer
- 2
- Walze
- 3
- Walze
- 4
- Walze
- 5
- Walzgerüst
- 6
- Walzenanstellung
- 7
- Walzenanstellung
- 8
- Walzenanstellung
- 9
- Mittel zur Anstellung der Walze
- 10
- Walzgerüst (im Kalibrierstand; nach dem Einbau in das Walzwerk Walzgerüst 5)
- 11
- Anlage
- 12
- Anlagefläche
- 13
- Kaliber
- 14
- Anlagefläche
- 15
- Walzgut (Rohr)
- A
- Kalibrierstellung
- F
- Kraft
- z
- Anstellrichtung
- z0
- ideale Walzenlage
- zK
- Walzenlage beim Kalibrieren
- Δz
- Abweichbetrag in Anstellrichtung
1. Verfahren zum Einstellen der Lage (z
0) mindestens einer Walze (2, 3, 4) in einem Walzwerkständer (1) eines Walzwerks, wobei
der Walzwerkständer (1) mindestens ein Walzgerüst (5) mit einer Anzahl von Walzen
(2, 3, 4) aufnimmt, wobei jede Walze (2, 3, 4) in einer Walzenanstellung (6, 7, 8)
angeordnet ist, und wobei die Walzenanstellungen (6, 7, 8) beaufschlagende Mittel
(9) zur Anstellung der Walzen (2, 3, 4) relativ zum Walzgerüst (5) vorhanden sind,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Verfahren die Schritte aufweist:
a) Anordnung mindestens eines Walzgerüstes (10) mit seinen Walzen (2, 3, 4) in einem
Kalibrierstand;
b) Beaufschlagen der Walzenanstellung (6, 7, 8) mit einer Kraft (F) in einer Anstellrichtung
(z), so dass die Walze (2, 3, 4) mit einer definierten Anlage (11) gegen eine Anlagefläche
(12) des Walzgerüstes (10) des Kalibrierstandes drückt und Vermessen des tatsächlichen
Kalibers (13) der Walze (2, 3, 4) in dieser Stellung (A);
c) Bestimmung des Abweichbetrages (Δz) in Anstellrichtung (z) zwischen der Stellung
(A) gemäß Schritt b) und der Walzenlage zur Erzielung eines idealen Kalibers (z0);
d) Einbau des Walzgerüsts samt Walze (2, 3, 4) aus dem Kalibrierstand in den Walzwerkständer
(1) des Walzwerks und Beaufschlagen der Walzenanstellung (6, 7, 8) mit einer Kraft
(F) in Anstellrichtung (z), so dass die Walze (2, 3, 4) mit einer definierten Anlage
(11) gegen eine Anlagefläche (14) des in den Walzwerkständer (1) des Walzwerks eingebauten
Walzgerüstes (5) drückt;
e) Verstellen der Walzenanstellung (6, 7, 8) entgegen der Anstellrichtung (z) um den
Abweichbetrag (Δz) und Beginn des Walzbetriebs in dem Walzwerk mit der für das betriebsfertige
Walzgerüst (5) so gewonnenen Einstellung (z0) der Walzenanstellung (6, 7, 8) und der Walze (2, 3, 4).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzen (2, 3, 4) zur Fertigung eines Rohrs oder eines Stabes verwendet werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
dass drei Walzen (2, 3, 4) zusammenwirken.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen (2, 3, 4) frei von einer mechanischen Kopplung sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
dass das Vermessen des Kalibers (13) gemäß Schritt b) nach Anspruch 1 auf optische Weise
erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Betrag der Kraft (F) gemäß Schritt b) und gemäß Schritt d) nach Anspruch 1 gleich
groß ist.
7. System bestehend aus einem Walzwerk und einem Kalibrierstand, wobei das Walzwerk mindestens
einen Walzwerkständer (1) zur Aufnahme von in einem Walzgerüst (5) angeordneten Walzen
(2, 3, 4) aufweist, wobei das Walzgerüst (5) Mittel (9) zur Anstellung der Walzen
(2, 3, 4) relativ zum Walzwerkständer (1) aufweist und wobei der Kalibrierstand zur
Aufnahme mindestens eines Walzgerüsts (10) mit seinen Walzen (2, 3, 4) und Walzenanstellungen
(6, 7, 8) ausgebildet ist, zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche
1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
dass die Walzenanstellung (6, 7, 8) mindestens eine in Anstellrichtung (z) wirksame definierte
Anlage (11) aufweist, die mit einer Anlagefläche (14) am Walzwerkständer (1) und einer
Anlagefläche (12) am Kalibrierstand zusammenwirkt.
8. System nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kalibierstand Mittel zur Beaufschlagung der Walzenanstellungen (6, 7, 8) aufweist,
um die Anlage (11) der Walzenanstellung (6, 7, 8) in Anstellrichtung (z) mit einer
Kraft (F) gegen die Anlagefläche (12) am Walzgerüst (10) des Kalibrierstands zu drücken.
9. System nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
dass der Kalibierstand weiterhin Mittel, vorzugsweise optische Mittel, zum Vermessen des
tatsächlichen Kalibers (13) der Walze (2, 3, 4) im Walzgerüst (10) des Kalibrierstands
aufweist.