LOKALES VERÄNDERN DES WALZSPALTS IM BEREICH DER BANDKANTEN EINES GEWALZTEN BANDS

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft Verfahren und eine Vorrichtung zur lokalen Veränderung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten (10) eines gewalzten Bands (1) in einem Walzgerüst (2). Mittels der Erfindung soll der Walzspalt im Bereich der Bandkanten (10) des Bands (1) während des Warmwalzens lokal verändert werden können. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das axiale Verschieben der Arbeitswalzen (3,4) in entgegengesetzte Richtungen um einen Verschiebeweg s gelöst, wobei s größer oder kleiner

ist und Δr den Ver-schleiß der Lauffläche (8) in radialer Richtung (R) und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts (7) der jeweiligen Arbeitswalze (3,4) angibt.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Walzwerkstechnik, konkret das Warmwalzen eines metallischen Werkstoffes, insbesondere Stahl oder Aluminium, zu einem gewalzten Band in einem Walzgerüst.

Stand der Technik

[0002] Aus der WO 2017/215595 A1 ist es bekannt, dass die obere und die untere Arbeitswalze eines Walzgerüsts je einen kegelförmigen Abschnitt, eine nach innen verlaufende Lauffläche und einen zylindrischen Absatz aufweisen. Die obere Arbeitswalze ist in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze im Walzgerüst eingebaut. Zur Verlängerung einer Walzkampagne ist es vorgesehen, die Arbeitswalzen während des Walzens in entgegengesetzte axiale Richtungen zu verschieben. Dabei liegt eine Bandkante des gewalzten Bands stets auf der Kante zwischen dem kegelförmigen Abschnitt und der Lauffläche auf. Durch diese Maßnahme kann die Lebensdauer der Arbeitswalzen bei einer Walzkampagne ohne einen Wechsel oder ein Nachschleifen der Arbeitswalzen auf 150km und mehr verlängert werden. Wie der Walzspalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze lokal im Bereich der Bandkanten des gewalzten Bands gezielt verändert werden kann, geht aus der Schrift nicht hervor.

Zusammenfassung der Erfindung

[0003] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur lokalen Veränderung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines in einem Walzgerüst gewalzten Bands anzugeben. Der Walzspalt soll lokal im Bereich der Bandkanten des Bands während des Warmwalzens gezielt vergrößert oder verkleinert werden können, ohne den Walzspalt global zu ändern. Eine lokale Änderung des Walzspalts soll zu einer lokalen Änderung der Dickenabnahme im Bereich der Bandkanten des Bands führen. Durch die lokale Änderung des Walzspalts soll die Planheit bzw. das Profil des Bands beeinflusst werden können. Dennoch soll das ununterbrochene Warmwalzen des Bands in dem Walzgerüst über eine lange Zeit aufrechterhalten werden können, ohne dass die Arbeitswalzen gewechselt oder nachgeschliffen werden müssten.

[0004] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird durch je ein Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 4 sowie durch eine Vorrichtung nach Anspruch 7 gelöst. Bevorzugte Ausführungsformen sind jeweils Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0005] Unter einer lokalen Änderung des Walzspalts ist eine lokale, d.h. den Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands betreffende, Änderung (Verkleinerung oder Vergrößerung) des Walzspalts gemeint. Dadurch kann der Walzspalt lokal im Bereich der Bandkanten verändert werden, ohne den globalen Walzspalt - der z.B. durch den vertikalen Abstand zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze eingestellt wird - zu ändern. Der lokale Bereich der Bandkanten kann bspw. bis zu 20% der Bandbreite ausmachen. Bei einer nicht lokalen, d.h. globalen, Änderung des Walzspalts wird der Walzspalt über die gesamte Breite des Bands geändert. Eine Vergrößerung des Walzspalts führt zu einer geringeren Dickenabnahme; eine Verkleinerung des Walzspalts führt zu einer größeren Dickenabnahme.

[0006] Einerseits erfolgt die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe durch ein Verfahren zur lokalen Vergrößerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands in einem Walzgerüst nach Anspruch 1, wobei das Walzgerüst umfasst:

• eine obere Arbeitswalze und eine untere Arbeitswalze, wobei jede Arbeitswalze zwei Enden aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze in Einsatzstücken,
• wobei jede Arbeitswalze in axialer Richtung einen kegelförmigen Abschnitt und nachfolgend eine Lauffläche aufweist,
• wobei die obere Arbeitswalze in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze eingebaut ist,
• wobei jede Arbeitswalze eine separate Verschiebeeinrichtung zum axialen Verschieben der Arbeitswalze aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:
• Warmwalzen eines Walzguts in dem Walzgerüst, wobei die radiale Erstreckung der Lauffläche einer Arbeitswalze während des Walzens um Δr abnimmt,
• axiales Verschieben der Arbeitswalzen in entgegengesetzte Richtungen um einen Verschiebeweg
  
  wobei Δr den Verschleiß der Lauffläche in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts der jeweiligen Arbeitswalze angibt.

[0007] Bezogen auf die Arbeitswalzen geht eine lokale Vergrößerung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten des Bands einher mit einer Reduzierung zumindest eines lokalen Walzendurchmessers der Arbeitswalzen im Bereich der Bandkanten.

[0008] Das Walzgerüst sowie die Arbeitswalzen des Walzgerüsts sind bspw. gemäß der WO 2017/215595 ausgebildet. Bei der vorliegenden Erfindung ist es jedoch nicht zwingend notwendig, dass die Laufflächen der Arbeitswalzen nach innen verlaufend ausgeführt sind. Das Walzgut wird im Walzspalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze des Walzgerüsts warmgewalzt, wobei die Arbeitswalzen durch den Kontakt mit dem Walzgut verschlissen werden. Konkret werden die Laufflächen der Arbeitswalzen verschlissen, wobei der Radius der Laufflächen um Δr abnimmt. Um Verschleißkanten in den Laufflächen der Arbeitswalzen zu vermeiden, werden die Arbeitswalzen jeweils in entgegengesetzte axiale Richtungen verschoben, z.B. die obere Arbeitswalze nach rechts und die untere Arbeitswalze nach links. Wird eine jeweilige Arbeitswalze um einen Verschiebeweg

verschoben, wird der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten des Bands vergrößert, wodurch das Profil bzw. die Planheit des gewalzten Bands gezielt beeinflusst werden kann. Durch das lokale Vergrößern des Walzspalts im Bereich der Bandkanten wird das Band in diesem Bereich etwas dicker als in anderen Bereichen (mit anderen Worten wird der sog. edge drop im Bereich der Bandkanten reduziert), was sich direkt und unmittelbar auf das Profil bzw. die Planheit des Bands auswirkt. Vereinfacht ausgedrückt werden die Bandkanten bzw. der Bereich der Bandkanten des Bands durch das lokale Vergrößern des Walzspalts im Bereich der Bandkanten entlastet. Δr gibt den Verschleiß der Lauffläche einer Arbeitswalze in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts der jeweiligen Arbeitswalze an.

[0009] In dazu äquivalenter Weise kann zur lokalen Vergrößerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands die axiale Verschiebegeschwindigkeit v, d.h. die erste zeitliche Ableitung des Verschiebewegs s, der Arbeitswalze auf einen Wert

eingestellt werden. Δ̇r gibt die Geschwindigkeit des Verschleißes der Lauffläche einer Arbeitswalze in radialer Richtung an. Hierbei ist es möglich, dass die Verschiebegeschwindigkeit v über eine längere Zeit auf einen Wert größer als

eingestellt wird, oder das die Verschiebegeschwindigkeit v nur innerhalb eines begrenzten Zeitfensters während des Betriebs auf einen Wert größer als

eingestellt wird.

[0010] Andererseits erfolgt die Lösung der erfindungsgemäßen Aufgabe durch ein Verfahren zur lokalen Verkleinerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands in einem Walzgerüst nach Anspruch 3, wobei das Walzgerüst umfasst:

• eine obere Arbeitswalze und eine untere Arbeitswalze, wobei jede Arbeitswalze zwei Enden aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze in Einsatzstücken,
• wobei jede Arbeitswalze in axialer Richtung einen kegelförmigen Abschnitt und nachfolgend eine Lauffläche aufweist,
• wobei die obere Arbeitswalze in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze eingebaut ist,
• wobei jede Arbeitswalze eine separate Verschiebeeinrichtung zum axialen Verschieben der Arbeitswalze aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:
• Warmwalzen eines Walzguts in dem Walzgerüst, wobei die radiale Erstreckung der Lauffläche einer Arbeitswalze während des Walzens um Δr abnimmt,
• axiales Verschieben der Arbeitswalzen in entgegengesetzte Richtungen um einen Verschiebeweg
  
  wobei Δr den Verschleiß der Lauffläche in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts der jeweiligen Arbeitswalze angibt.

[0011] Bezogen auf die Arbeitswalzen geht eine lokale Verkleinerung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten des Bands einher mit einer Erhöhung zumindest eines lokalen Walzendurchmessers der Arbeitswalzen im Bereich der Bandkanten.

[0012] Auch bei der Ausführungsform nach Anspruch 3 kann das Walzgerüst bzw. können die Arbeitswalzen des Walzgerüsts z.B. gemäß der WO 2017/215595 ausgebildet sein. Auch hier ist es nicht zwingend notwendig, dass die Lauffläche der Arbeitswalzen nach innen verlaufend ausgeführt ist. Im Gegensatz zu Anspruch 1 wird eine jeweilige Arbeitswalze um einen Verschiebeweg

verschoben. Dadurch wird der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten des gewalzten Bands verkleinert, wodurch das Profil bzw. die Planheit des gewalzten Bands gezielt beeinflusst werden kann. Durch das lokale Verkleinern des Walzspalts im Bereich der Bandkanten wird das Band in diesem Bereich etwas dünner als in anderen Bereichen (mit anderen Worten wird der sog. edge drop im Bereich der Bandkanten gesteigert), was sich direkt und unmittelbar auf das Profil bzw. die Planheit des Bands auswirkt. Vereinfacht ausgedrückt werden die Bandkanten bzw. der Bereich der Bandkanten des Bands durch das lokale Verkleinern des Walzspalts im Bereich der Bandkanten belastet. Δr gibt wiederum den Verschleiß der Lauffläche einer Arbeitswalze in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts der jeweiligen Arbeitswalze an.

[0013] In dazu äquivalenter Weise kann zur lokalen Verkleinerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands die axiale Verschiebegeschwindigkeit v, d.h. die erste zeitliche Ableitung des Verschiebewegs s, der Arbeitswalze auf einen Wert

eingestellt werden. Δ̇r gibt die Geschwindigkeit des Verschleißes der Lauffläche einer Arbeitswalze in radialer Richtung an. Auch hierbei ist es möglich, dass die Verschiebegeschwindigkeit v über eine längere Zeit auf einen Wert kleiner als

eingestellt wird, oder das die Verschiebegeschwindigkeit v nur innerhalb eines begrenzten Zeitfensters während des Betriebs auf einen Wert kleiner als

eingestellt wird.

[0014] Somit decken die Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2 im Vergleich mit den Ansprüchen 3 und 4 entgegengesetzte Zielsetzungen ab. Gemäß der Ansprüche 1 und 2 wird der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten erhöht und die Bandkanten entlastet, wohingegen gemäß der Ansprüche 3 und 4 der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten verkleinert und die Bandkanten belastet werden. In beiden Fällen kann der Bereich der Bandkanten bis zu 20% der Bandbreite umfassen.

[0015] Insbesondere beim Warmwalzen sehr dünner Bänder, zum Beispiel mit einer Dicke zwischen 0,5 und 2 mm, in einem Walzgerüst, wird durch die erfindungsgemäßen Verfahren vor allem die Planheit und weniger stark das Profil des Bands beeinflusst. Dies ist dadurch begründet, dass der sogenannte Querfluss bei sehr dünnen Bändern gering ist. Demgegenüber wird bei der Anwendung der erfindungsgemäßen Verfahren bei Bändern mit einer Dicke > 2 mm vor allem das Profil und weniger stark die Planheit des Bands beeinflusst.

[0016] Bei Untersuchungen der Anmelderin hat sich herausgestellt, dass über den axialen Verschiebeweg s bzw. die axiale Verschiebegeschwindigkeit v der Arbeitswalzen in Abhängigkeit des Verschleißes Δr bzw. der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r gezielt das Profil und/oder die Planheit des gewalzten Bands beeinflusst werden kann. So hat sich herausgestellt, dass ein axiales Verschieben einer Arbeitswalze um einen Verschiebeweg

bzw. einer Verschiebegeschwindigkeit

zu einer lokalen Verkleinerung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten des Bands und zu einer Belastung der Bandkanten führt. Andererseits hat sich herausgestellt, dass ein axiales Verschieben einer Arbeitswalze um einen Verschiebeweg

bzw. einer Verschiebegeschwindigkeit v ≡ ṡ >

zu einer lokalen Vergrößerung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten des Bands und zu einer Entlastung der Bandkanten führt.

[0017] Die erfindungsgemäße Aufgabe wird ebenfalls durch eine Vorrichtung zur lokalen Veränderung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands in einem Walzgerüst nach Anspruch 7 gelöst, wobei das Walzgerüst umfasst:

• eine obere Arbeitswalze und eine untere Arbeitswalze, wobei jede Arbeitswalze zwei Enden aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze in Einsatzstücken,
• wobei jede Arbeitswalze in axialer Richtung einen kegelförmigen Abschnitt und nachfolgend eine Lauffläche aufweist,
• wobei die obere Arbeitswalze in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze angeordnet ist,
• je eine separate Verschiebeeinrichtung für die obere und die untere Arbeitswalze zum axialen Verschieben der Arbeitswalze,
• eine Einrichtung zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche in radialer Richtung,
• ein Messgerät zur Bestimmung des Profils und/oder der Planheit des gewalzten Bands, wobei das Messgerät in Massenflussrichtung nach dem Walzgerüst angeordnet ist,
• eine Regeleinrichtung zum axialen Verschieben der Arbeitswalzen in entgegengesetzte Richtungen in Abhängigkeit des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Arbeitswalzen, sowie des gemessenen Profils PR_Ist und/oder der gemessenen Planheit PL_Ist des gewalzten Bands, wobei die Regeleinrichtung mit der Einrichtung zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r und dem Messgerät zur Bestimmung des Profils und/oder der Planheit des gewalzten Bands signaltechnisch verbunden ist.

[0018] Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist sowohl zur lokalen Vergrößerung als auch zur lokalen Verkleinerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands in einem Walzgerüst geeignet. Durch das Vergrößern oder Verkleinern des Walzspalts im Bereich der Bandkanten kann das Profil und/oder die Planheit des Bands gezielt beeinflusst werden.

[0019] Durch die Einrichtung zur Bestimmung des radialen Verschleißes oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche der Arbeitswalzen wird die Abnutzung der Lauffläche in radialer Richtung bestimmt. Die Bestimmung kann entweder messtechnisch erfolgen, oder bevorzugt unter Zuhilfenahme eines Verschleißmodells, welches beispielsweise die Walzkraft F, den von der Arbeitswalze zurückgelegten Weg s_Umfang und/oder die Walzzeit berücksichtigt. Der von der Arbeitswalze zurückgelegte Weg wird gemäß s_Umfang =r.ϕ bestimmt, wobei ϕ den Winkel für die von der Arbeitswalze zurückgelegten Umdrehungen im Bogenmaß angibt. Für weitere Details zum Verschleißmodell wird auf die EP 2 548 665 B1 verwiesen.

[0020] Das Messgerät zur Bestimmung des Profils bzw. der Planheit des gewalzten Bands kann die Messgrößen entweder kontaktlos, z.B. optisch oder elektromagnetisch, oder kontaktbehaftet, z.B. durch eine Messrolle, bestimmen. Hierbei ist das Messgerät in Massenflussrichtung nach dem Walzgerüst, aber vorzugsweise noch vor einer Kühlstrecke zur Abkühlung des warmgewalzten Bands angeordnet.

[0021] Bei einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Einrichtung zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche mit einer Dickenmesseinrichtung zum Messen der Dicke des gewalzten Bands und einer Einrichtung zur Bestimmung des Abstands zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze verbunden. Aus dem, typischerweise vertikalen, Abstand zwischen den Arbeitswalzen und der gemessenen Dicke des Bands kann der Verschleiß bzw. die Geschwindigkeit des Verschleißes bestimmt werden.

[0022] Gemäß einer alternativen Ausführungsform weist die Einrichtung zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche ein Verschleißmodell (siehe EP 2 548 665 B1) auf, wobei das Verschleißmodell zumindest mit einem aus der Gruppe eines Walzkraft-Messgeräts zur Bestimmung der Walzkraft F, den von der Arbeitswalze zurückgelegten Weg s_Umfang und einer Uhr zur Bestimmung der Walzzeit verbunden ist.

[0023] Die Verschiebeeinrichtung selbst kann z.B. ein elektromechanischer (z.B. eine Kugelumlaufspindel mit einem Elektromotor) oder ein hydraulischer Antrieb sein.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0024] Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei die Figuren zeigen:

Fig 1 eine schematische Darstellung eines Walzgerüsts mit einer oberen und einer unteren Arbeitswalze zur lokalen Veränderung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands

Fig 2 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zur lokalen Veränderung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands mit dem Walzgerüst nach Fig 1

Fig 3a...3d eine Darstellung eines nicht erfindungsgemäßen Verfahrens zum Warmwalzen eines gewalzten Bands in einem Walzspalt eines Walzgerüsts

Fig 4a...4d eine Darstellung eines nicht erfindungsgemäßen Verfahrens zum Warmwalzen eines Bands in einem Walzspalt eines Walzgerüsts, wobei das Verschieben der Arbeitswalzen dem Verschleiß folgt

Fig 5a...5d eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur lokalen Vergrößerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands

Fig 6a...6d eine Darstellung eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur lokalen Verkleinerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten eines gewalzten Bands

Fig 7 eine schematische Darstellung eines Abschnitts einer Arbeitswalze

Fig 8 einer schematische Darstellung der Bereiche der Bandkanten eines gewalzten Bands

Beschreibung der Ausführungsformen

[0025] Die Figur 1 zeigt schematisch ein Walzgerüst 2 als Teil einer Vorrichtung zur lokalen Veränderung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten 10 eines gewalzten Bands 1. Durch das gezielte lokale Verändern des Walzspalts im Bereich der Bandkanten 10 kann das Profil und/oder die Planheit des Bands 1 während des Warmwalzens beeinflusst werden. Das Walzgut wird im Walzspalt zwischen der oberen Arbeitswalze 3 und der unteren Arbeitswalze 4 warmgewalzt. Jede Arbeitswalze 3, 4 weist zwei Enden 5 auf, die jeweils in einem Einbaustück 6 in einem nicht dargestellten Walzenständer des Walzgerüsts 2 verschiebbar eingebaut sind. Außerdem umfasst jede Arbeitswalze 3, 4 einen kegelförmigen Abschnitt 7 und eine Lauffläche 8 (siehe auch Fig 7). Die obere Arbeitswalze 3 ist in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze 4 im Walzgerüst 2 eingebaut. Die obere und die untere Arbeitswalze 3, 4 können über separate Verschiebeeinrichtungen 9 während des Betriebs in axialer Richtung verschoben werden. Die obere Arbeitswalze 3 wird während des Betriebs nach rechts verschoben; die untere Arbeitswalze 4 hingegen nach links (siehe Pfeile). Außerdem kann der globale Walzspalt zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze 3, 4 durch Anstellvorrichtungen 16 eingestellt werden. Um den Verschleiß der Lauffläche 8 der oberen Arbeitswalze 3 während des Betriebs erfassen zu können, weist die obere Arbeitswalze eine Einrichtung zur Bestimmung des Verschleißes 11 oder ein Verschleißmodell auf. Eine einzige Einrichtung 11 bzw. ein einzelnes Verschleißmodell reicht aus, wenn die Arbeitswalzen 3, 4 aus demselben Material gefertigt sind. Natürlich ist es ebenfalls möglich, dass die obere und die untere Arbeitswalze 3, 4 jeweils eine separate Einrichtung zu Bestimmung des Verschleißes 11 oder ein Verschleißmodell aufweisen. Die Messung des Verschleißes Δr bzw. der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche 8 der Arbeitswalzen 3, 4 in radialer Richtung kann kontaktbehaftet, z.B. durch eine Rolle welche die Lauffläche 8 berührt, oder kontaktlos, z.B. optisch, erfolgen. Da das axiale Verschieben der Arbeitswalzen in dem Walzgerüst zur Kompensation des Verschleißes bereits aus der WO 2017/215595 A1 bekannt ist, wird dieses Dokument per Referenz miteinbezogen. Aus diesem Dokument ist jedoch nicht bekannt, wie der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten des Bands gezielt verändert werden kann.

[0026] In den nachfolgenden Figuren wurde auf die Darstellung der Stützwalzen aus Gründen der Übersichtlichkeit verzichtet. Es ist jedem Fachmann auf dem Gebiet der Walzwerkstechnik bekannt, dass Stützwalzen üblich sind und einer Durchbiegung der Arbeitswalzen entgegenwirken.

[0027] In Fig 2 ist schematisch eine Vorrichtung zur lokalen Veränderung des Walzspalts im Bereich b der Bandkanten eines gewalzten Bands in einem Walzgerüst 2 einer fünfgerüstigen Fertigwalzstraße, z.B. in einer Gieß-Walz-Verbundanlage, dargestellt. Das nicht dargestellte Walzgut wird über einen Rollgang 17 der Fertigwalzstraße mit den Walzgerüsten 2a bis 2f zugeführt und dort im warmen Zustand fertiggewalzt. Im letzten Walzgerüst 2, 2f wird der Verschleiß Δr bzw. die Verschleißgeschwindigkeit Δ̇r der Laufflächen 8 der Arbeitswalzen 3, 4 durch die Einrichtung 11 messtechnisch erfasst (siehe Fig 1). Alternativ ist es ebenfalls möglich, die Erfassung von Δr bzw. Δ̇r nicht messtechnisch, sondern unter Einsatz eines sog. Verschleißmodells zu erfassen. Die Vorrichtung umfasst weiters ein Messgerät 12 zu Bestimmung des Profils bzw. der Planheit des gewalzten Bands. Dieses Messgerät ist in Massenflussrichtung nach dem Walzgerüst 2 angeordnet. Im konkreten Fall wird das Ist-Profil PR_Ist einer Regeleinrichtung 13 zugeführt. Neben dem Ist-Profil wird der Regeleinrichtung 13 außerdem das Soll-Profil PR_Soll zugeführt. Die Regeleinrichtung 13 berechnet unter Berücksichtigung des Verschleißes Δr bzw. der Verschleißgeschwindigkeit Δ̇r, des gemessenen Profils PR_Ist und des Soll-Profils PR_Soll den Verschiebeweg s bzw. die Verschiebegeschwindigkeit ṡ für die obere und die untere Arbeitswalze 3, 4 (siehe Fig 1). Durch das schnellere oder langsamere axiale Verschieben der Arbeitswalzen 3, 4 kann der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten des Bands gezielt verändert werden. Bei sehr dünnen Bändern wirkt sich dies vor allem auf die Planheit des Bands aus; im Gegensatz dazu, wirkt sich die lokale Veränderung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten bei dickeren Bändern vor allem auf das Profil des gewalzten Bands aus. Das gewalzte Band wird nach dem Fertigwalzen in einer Kühlstrecke 18 abgekühlt und anschließend ausgefördert.

[0028] Die Verfahren zur lokalen Veränderung eines Walzspalts im Bereich b der Bandkanten 10 eines gewalzten Bands werden nachfolgend anhand der Figuren 3a-3d, 4a-4d, 5a-5d und 6a-6d erörtert.

[0029] In Figur 3a wird ein Band 1 im Walzspalt zwischen der oberen Arbeitswalze 3 und der unteren Arbeitswalze 4 warmgewalzt. Am Anfang weist das Band eine Dicke D₀ auf. Beide Arbeitswalzen 3, 4 weisen jeweils zwei Enden 5, einen kegelförmigen Abschnitt 7 und eine Lauffläche 8 auf. Die obere Arbeitswalze 3 ist in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze 4 eingebaut.

[0030] Nach einer bestimmten Walzzeit sind die Laufflächen 8 der Arbeitswalzen 3, 4 in radialer Richtung um einen Betrag Δr verschlissen (siehe Fig 3b). Wenn der vertikale Abstand zwischen den beiden Arbeitswalzen 3, 4 konstant gehalten wird, weist das gewalzte Band 1 dann eine Dicke von D₀+2Δr auf. Durch das Fortsetzen des Warmwalzens werden die Laufflächen 8 der Arbeitswalzen 3, 4 um den Betrag 2.Δr verschlissen (siehe Fig 3c), sodass die Dicke des Bands 1 dann D₀+4Δr beträgt.

[0031] Es ist möglich, die Dickenänderung des gewalzten Bands 1 durch eine Anstellung zumindest einer Arbeitswalze 3 oder 4 zu kompensieren (siehe WO 2017/215595 A1).

[0032] Wie in Fig 3d ersichtlich, das ein Detail der Fig 3c darstellt, bilden sich in den Arbeitswalzen 3, 4 ausgeprägte Verschleißkanten aus, die zu einer lokalen Verkleinerung des Walzspalts im Bereich der Bandkanten 10 bzw. einer Belastung der Bandkanten des gewalzten Bands 1 führen. Dadurch ist das gewalzte Band 1 im Bereich der Bandkanten 10 dünner als im zentralen Bereich des Bands 1. Da die Arbeitswalzen 3,4 während des Warmwalzens nicht axial verschoben werden, ist das Verfahren nicht erfindungsgemäß.

[0033] In den Fig 4a-4d werden die Arbeitswalzen 3, 4 so axial verschoben, dass eine obere sowie eine untere Bandkante 10 des Bands 1 stets auf einer Kante zwischen dem kegelförmigen Abschnitt 7 und der neu gebildeten (weil verschlissenen) Lauffläche 8 der jeweiligen Arbeitswalze 3, 4 aufliegt. Der Verschiebeweg einer Arbeitswalze 3, 4 in axialer Richtung folgt in diesem Fall der Bedingung

wobei Δr den Verschleiß einer Arbeitswalze 3, 4 in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts angibt. In äquivalenter Weise kann die Verschiebung über die Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r angeschrieben werden, wobei dann eine Arbeitswalze 3,4 mit einer axialen Geschwindigkeit

in axialer Richtung verschoben wird. Gemäß Fig 4b beträgt der Verschleiß der Lauffläche 8 der Arbeitswalzen 3, 4 Δr; daraus ergibt sich ein Verschiebeweg

Gemäß Fig 4c beträgt der Verschleiß der Lauffläche 8 der Arbeitswalze 3, 4 2.Δr; daraus ergibt sich ein Verschiebeweg

Die obere Arbeitswalze 3 wird dabei nach rechts und die untere Arbeitswalze 4 nach links verschoben.

[0034] Wie aus der Fig 4d ersichtlich, führt dieses Verfahren dazu, dass bei einer nicht profilierten Arbeitswalze 3, 4 das Band 1 eine konstante Dicke über der Breite aufweist. Mit anderen Worten ist das gewalzte Band 1 im Bereich der Bandkanten 10 genauso dünn als im zentralen Bereich des Bands 1. Gemäß diesem nicht erfindungsgemäßen Verfahren wird der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten nicht verändert bzw. werden die Bandkanten des Bands 10 weder be- noch entlastet.

[0035] In den Fig 5a-5d werden die Arbeitswalzen 3, 4 so axial verschoben, dass eine obere sowie eine untere Bandkante 10 des Bands 1 stets auf dem kegelförmigen Abschnitt 7 der jeweiligen Arbeitswalze 3, 4 aufliegt. Der Verschiebeweg einer Arbeitswalze 3, 4 in axialer Richtung folgt in diesem Fall der Bedingung

wobei Δr den Verschleiß einer Arbeitswalze 3, 4 in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts angibt. In äquivalenter Weise kann die Verschiebung über die Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r angeschrieben werden, wobei dann eine Arbeitswalze 3,4 mit einer axialen Geschwindigkeit

in axialer Richtung verschoben wird. Gemäß Fig 5b beträgt der Verschleiß der Lauffläche 8 der Arbeitswalze 3,4 Δr; daraus ergibt sich ein Verschiebeweg

Gemäß Fig 5c beträgt der Verschleiß der Lauffläche 8 der Arbeitswalze 3,4 2.Δr; daraus ergibt sich ein Verschiebeweg

Die obere Arbeitswalze 3 wird dabei nach rechts und die untere Arbeitswalze 4 nach links verschoben.

[0036] Wie in Fig 5d ersichtlich, das ein Detail der Fig 5c darstellt, wird durch dieses Verfahren der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten 10 des gewalzten Bands 1 vergrößert bzw. die Bandkanten entlastet. Dadurch ist das gewalzte Band 1 im Bereich der Bandkanten 10 dicker als im zentralen Bereich des Bands 1.

[0037] In den Fig 6a-6d werden die Arbeitswalzen 3, 4 so axial verschoben, dass der Verschiebeweg einer Arbeitswalze 3, 4 in axialer Richtung der Bedingung

folgt, wobei Δr den Verschleiß einer Arbeitswalze 3, 4 in radialer Richtung und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts angibt. In äquivalenter Weise kann die Verschiebung über die Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r angeschrieben werden, wobei dann eine Arbeitswalze 3,4 mit einer axialen Geschwindigkeit

in axialer Richtung verschoben wird. Gemä6 Fig 5b beträgt der Verschleiß der Lauffläche 8 der Arbeitswalze 3, 4 Δr; daraus ergibt sich ein Verschiebeweg

Gemäß Fig 6c beträgt der Verschleiß der Lauffläche 8 der Arbeitswalze 3, 4 2.Δr; daraus ergibt sich ein Verschiebeweg

Die obere Arbeitswalze 3 wird dabei nach rechts und die untere Arbeitswalze 4 nach links verschoben.

[0038] Wie in Fig 6d ersichtlich, das ein Detail der Fig 6c darstellt, wird durch dieses Verfahren der lokale Walzspalt im Bereich der Bandkanten 10 des gewalzten Bands 1 verkleinert bzw. die Bandkanten belastet. Dadurch ist das gewalzte Band 1 im Bereich der Bandkanten 10 dünner als im zentralen Bereich des Bands 1.

[0039] Die Fig 7 zeigt die geometrische Definition des Steigungswinkels α des kegelförmigen Abschnitts 7 einer Arbeitswalze.

[0040] Schließlich zeigt die Fig 8 schematisch die Bereiche b der Bandkanten 10 eines Bands 1. Typischerweise beträgt die Längserstreckung der beiden Bereiche b der Bandkanten bis zu 10 bzw. 20% der Bandbreite B. Das heißt, dass 1 Bereich b der Bandkanten bis zu 5 bzw. 10% der Bandbreite B ausmachen kann.

[0041] Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.

Bezugszeichenliste

[0042] 

1

Band

2, 2a...2e

Walzgerüst

3

obere Arbeitswalze

4

untere Arbeitswalze

5

Ende einer Arbeitswalze

6

Einbaustück

7

kegelförmiger Abschnitt

8

Lauffläche

9

Verschiebeeinrichtung

10

Bandkante

11

Einrichtung zur Bestimmung des Verschleißes oder der Geschwindigkeit des Verschleißes

12

Messgerät zur Bestimmung des Profils und/oder der Planheit

13

Regeleinrichtung zum axialen Verschieben der oberen und der unteren Arbeitswalze

14

Dickenmesseinrichtung

15

Einrichtung zur Bestimmung des Abstands zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze

16

Anstelleinrichtung

17

Rollgang

18

Kühlstrecke

B

Breite des Bands

b

Bereich der Bandkante

D

Dicke des Bands

F

Walzkraft

PR_Soll

Soll-Profil

PR_Ist

Ist-Profil

r

Radius

R

radiale Richtung

Δr

Verschleiß der Lauffläche in radialer Richtung

Δ̇r

Verschleißgeschwindigkeit der Lauffläche in radialer Richtung

s

Verschiebeweg

S_Umfang

zurückgelegter Weg der Arbeitswalze

v

Verschiebegeschwindigkeit

X

axiale Richtung

α

Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts

Ȯ

erste zeitliche Ableitung

Ansprüche

1. Verfahren zur lokalen Vergrößerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten (10) eines gewalzten Bands (1) in einem Walzgerüst (2), wobei das Walzgerüst (2) umfasst:

- eine obere Arbeitswalze (3) und eine untere Arbeitswalze (4), wobei jede Arbeitswalze (3,4) zwei Enden (5) aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze (2,3) in Einsatzstücken (6),

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) in axialer Richtung (X) einen kegelförmigen Abschnitt (7) und nachfolgend eine Lauffläche (8) aufweist,

- wobei die obere Arbeitswalze (3) in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze (4) eingebaut ist,

- wobei jede Arbeitswalze eine separate Verschiebeeinrichtung (9) zum axialen Verschieben der Arbeitswalze (3,4) aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:

- Warmwalzen eines Walzguts in dem Walzgerüst (2), wobei die radiale Erstreckung der Lauffläche (8) einer Arbeitswalze (3,4) während des Walzens um Δr abnimmt,

- axiales Verschieben der Arbeitswalzen (3,4) in entgegengesetzte Richtungen um einen Verschiebeweg

wobei Δr den Verschleiß der Lauffläche (8) in radialer Richtung (R) und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts (7) der jeweiligen Arbeitswalze (3,4) angibt.

2. Verfahren zur lokalen Vergrößerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten (10) eines gewalzten Bands (1) in einem Walzgerüst (2), wobei das Walzgerüst (2) umfasst:

- eine obere Arbeitswalze (3) und eine untere Arbeitswalze (4), wobei jede Arbeitswalze (3,4) zwei Enden (5) aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze (3,4) in Einsatzstücken (6),

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) in axialer Richtung (X) einen kegelförmigen Abschnitt (7)und nachfolgend eine Lauffläche (8) aufweist,

- wobei die obere Arbeitswalze (3) in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze (4) eingebaut ist,

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) eine separate Verschiebeeinrichtung (9) zum axialen Verschieben der Arbeitswalze (3,4) aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:

- Warmwalzen eines Walzguts in dem Walzgerüst (2), wobei die radiale Erstreckung der Lauffläche (8) einer Arbeitswalze (3,4) während des Walzens mit einer Geschwindigkeit Δ̇r abnimmt,

- axiales Verschieben der Arbeitswalzen (3,4) in entgegengesetzte Richtungen mit einer Verschiebegeschwindigkeit

wobei Δ̇r die Geschwindigkeit des Verschleißes der Lauffläche (8) in radialer Richtung (R) und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts (7) der jeweiligen Arbeitswalze (3,4) angibt.

3. Verfahren zur lokalen Verkleinerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten (10) eines gewalzten Bands (1) in einem Walzgerüst (2), wobei das Walzgerüst (2) umfasst:

- eine obere Arbeitswalze (3) und eine untere Arbeitswalze (4), wobei jede Arbeitswalze (3,4) zwei Enden (5) aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze (3,4) in Einsatzstücken (6),

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) in axialer Richtung (X) einen kegelförmigen Abschnitt (7) und nachfolgend eine Lauffläche (8) aufweist,

- wobei die obere Arbeitswalze (3) in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze (4) eingebaut ist,

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) eine separate Verschiebeeinrichtung (9) zum axialen Verschieben der Arbeitswalze (3,4) aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:

- Warmwalzen eines Walzguts in dem Walzgerüst (2), wobei die radiale Erstreckung der Lauffläche (8) einer Arbeitswalze (3,4) während des Walzens um Δr abnimmt,

- axiales Verschieben der Arbeitswalzen (3,4) in entgegengesetzte Richtungen um einen Verschiebeweg

wobei Δr den Verschleiß der Lauffläche (8) in radialer Richtung (R) und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts (7) der jeweiligen Arbeitswalze (3,4) angibt.

4. Verfahren zur lokalen Verkleinerung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten (10) eines gewalzten Bands (1) in einem Walzgerüst (2), wobei das Walzgerüst (2) umfasst:

- eine obere Arbeitswalze (3) und eine untere Arbeitswalze (4), wobei jede Arbeitswalze (3,4) zwei Enden (5) aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze (3,4) in Einsatzstücken (6),

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) in axialer Richtung (X) einen kegelförmigen Abschnitt (7) und nachfolgend eine Lauffläche (8) aufweist,

- wobei die obere Arbeitswalze (3) in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze (4) eingebaut ist,

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) eine separate Verschiebeeinrichtung (9) zum axialen Verschieben der Arbeitswalze (3,4) aufweist, umfassend die Verfahrensschritte:

- Warmwalzen eines Walzguts in dem Walzgerüst (2), wobei die radiale Erstreckung der Lauffläche (8) einer Arbeitswalze (3,4) während des Walzens mit einer Verschleißgeschwindigkeit Δ̇r abnimmt,

- axiales Verschieben der Arbeitswalzen (3,4) in entgegengesetzte Richtungen mit einer Verschiebegeschwindigkeit

wobei Δ̇r die Geschwindigkeit des Verschleißes der Lauffläche (8) in radialer Richtung (R) und α den Steigungswinkel des kegelförmigen Abschnitts (7) der jeweiligen Arbeitswalze (3,4) angibt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei sehr dünnen Bändern (1) mit einer Dicke zwischen 0,5 und 2 mm die Planheit des Bands (1) eingestellt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei bei Bändern (1) mit einer Dicke > 2 mm das Profil des Bands (1) eingestellt wird.

7. Vorrichtung zur lokalen Veränderung eines Walzspalts im Bereich der Bandkanten (10) eines gewalzten Bands (1) in einem Walzgerüst (2), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Walzgerüst (2) umfasst:

- eine obere Arbeitswalze (3) und eine untere Arbeitswalze (4), wobei jede Arbeitswalze (3,4) zwei Enden (5) aufweist zum rotatorischen Lagern der Arbeitswalze (3,4) in Einsatzstücken (6),

- wobei jede Arbeitswalze (3,4) in axialer Richtung (X) einen kegelförmigen Abschnitt (7) und nachfolgend eine Lauffläche (8) aufweist,

- wobei die obere Arbeitswalze (3) in umgekehrter Richtung zur unteren Arbeitswalze (4) angeordnet ist,

- je eine separate Verschiebeeinrichtung (9) für die obere (3) und die untere Arbeitswalze (4) zum axialen Verschieben der Arbeitswalze (3,4),

- eine Einrichtung (11) zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche (8) zumindest einer Arbeitswalze (3,4) in radialer Richtung,

- ein Messgerät (12) zur Bestimmung des Profils und/oder der Planheit des gewalzten Bands (1), wobei das Messgerät (12) in Massenflussrichtung nach dem Walzgerüst (2) angeordnet ist,

- eine Regeleinrichtung (13) zum axialen Verschieben der Arbeitswalzen (3,4) in entgegengesetzte Richtungen in Abhängigkeit des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Arbeitswalzen (3,4), sowie des gemessenen Profils PR_Ist und/oder der gemessenen Planheit PL_Ist des gewalzten Bands (1), wobei die Regeleinrichtung (13) mit der Einrichtung (11) zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r und dem Messgerät (12) zur Bestimmung des Profils und/oder der Planheit des gewalzten Bands (1) signaltechnisch verbunden ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11) zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche (8) mit einer Dickenmesseinrichtung (14) zum Messen der Dicke des gewalzten Bands (1) und einer Einrichtung zur Bestimmung des Abstands (15) zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze (3,4) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (11) zur Bestimmung des Verschleißes Δr oder der Geschwindigkeit des Verschleißes Δ̇r der Lauffläche (8) ein Verschleißmodell aufweist, wobei das Verschleißmodell zumindest mit einem aus der Gruppe eines Walzkraft-Messgeräts zur Bestimmung der Walzkraft F, den von der Arbeitswalze zurückgelegten Weg s_Umfang und einer Uhr zur Bestimmung der Walzzeit verbunden ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebeeinrichtung eine elektromechanische oder eine hydraulische Verschiebeeinrichtung ist.

Zeichnung