STABILISIERUNG DER ARBEITS- UND STÜTZWALZEN EINES WALZGERÜSTS WÄHREND DES WARMWALZENS EINES WALZGUTS ZU EINEM BAND IN DEM WALZGERÜST

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft die Stabilisierung der Arbeits- (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30) während des Warmwalzens eines Walzguts (31) zu einem Band (32) in dem Walzgerüst (30). Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30) zu finden, wodurch die auftretenden Gerüstschwingungen dauerhaft und zuverlässig reduziert werden können. Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, umfassend
- pro Biegeblock (4a) mehrere erste hydraulische Anpresseinheiten (6) zum Stabilisieren der Arbeitswalzen (1) in dem Gerüstständer (3), wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten (3) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) vor der Arbeitswalze (1) angeordnet sind, wobei jede erste hydraulische Anpresseinheit (6) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Biegeblock (4a) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an ein Arbeitswalzeneinbaustück (4) angepresst werden kann, und
- pro Gerüstständer (3) zumindest eine zweite hydraulische Anpresseinheit (7) zum Stabilisieren der Stützwalzen (2) in dem Gerüstständer (3), wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) nach der Stützwalze (2) angeordnet ist, wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Gerüstständer (3) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an das Stützwalzeneinbaustück (5) angepresst werden kann.

Beschreibung

Gebiet der Technik

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft das technische Gebiet der Walzwerkstechnik, konkret das Walzen, vorzugsweise das Warmwalzen, eines Walzguts, vorzugsweise aus Stahl, zu einem Band in einem Walzgerüst.

[0002] Beim Walzen in einem Walzgerüst wird das Walzgut im Walzspalt zwischen zwei Arbeitswalzen in seiner Dicke reduziert. Bei einem sog. Quarto- bzw. "4-high" Walzgerüst stützen sich die Arbeitswalzen an Stützwalzen ab. Bei einem sog. Sexto- bzw. "6-high" Walzgerüst stützen sich die Arbeitswalzen an Zwischenwalzen und die Zwischenwalzen an Stützwalzen ab. Typischerweise befinden sich die Zwischen- bzw. Stützwalzen in vertikaler Richtung unter- bzw. oberhalb der Arbeitswalzen. Die Stützwalzen werden vorzugsweise hydraulisch angestellt, wobei sich der Hydraulikzylinder an einem Gerüstständer des Walzgerüsts abstützt.

[0003] Zur Führung der Arbeits-, Zwischen- und Stützwalzen sind im Walzgerüst Arbeitswalzeneinbaustücke, ggf. Zwischenwalzeneinbaustücke, und Stützwalzeneinbaustücke vorhanden. Außerdem sind die Arbeits-, Zwischen- und Stützwalzen in den Arbeits-, Zwischen- und Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagert.

[0004] Einerseits betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, wobei das Walzgerüst umfasst

• eine obere und eine untere Arbeitswalze zum Walzen des Walzguts zu dem Band,
• eine obere und eine untere Stützwalze zum Abstützen der Arbeitswalzen im Walzgerüst,
• einen bedienseitigen und einen antriebsseitigen Gerüstständer,
• ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Arbeitswalzeneinbaustück, wobei die Arbeitswalzen in den Arbeitswalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind,
• bedienseitige und antriebsseitige Biegeblöcke zum Durchbiegen der Arbeitswalzen,
• ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Stützwalzeneinbaustück, wobei die Stützwalzen in den Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind.

[0005] Andererseits betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens, vorzugsweise Warmwalzens, eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, umfassend den Verfahrensschritt:

• Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze.

Stand der Technik

[0006] Das gattungsgemäße Walzgerüst sowie das Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze vor dem Walzen, vorzugsweise Warmwalzen, eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst sind aus dem Stand der Technik bekannt.

[0007] Sowohl bei Warm- als auch bei Kaltwalzwerken kommt es unter bestimmten Produktionsbedingungen zu fremd- oder eigenerregten Gerüstschwingungen. Es hat sich herausgestellt, dass Gerüstschwingungen eher bei hohen Dickenreduktionsraten und hohen Walzgeschwindigkeiten auftreten. Somit treten Gerüstschwingungen insbesondere bei Walzwerken auf, die mit einer hohen Produktivität arbeiten.

[0008] Untersuchungen der Anmelderin haben ergeben, dass es insbesondere bei der Herstellung von dünnen Bändern (Enddicke ≤ 1mm) auf einer Gieß-Walz-Verbundanlage, z.B. vom Typ Arvedi ESP, im ersten, zweiten und dritten Walzgerüst der Fertigstraße zu Gerüstschwingungen kommen kann. Bezüglich Bandqualität sind Gerüstschwingungen im dritten Gerüst der Fertigwalzstraße (manchmal auch F3 genannt) besonders schädlich, da sich nach einigen Bändern Schwingungsmarken in die Arbeitswalzen einprägen können, wodurch die Oberflächenqualität des Fertigbandes herabgesetzt wird. Weiters stellen Gerüstschwingungen zusätzliche Belastungen für mechanische Komponenten bzw. Systeme dar, wodurch deren Lebensdauer herabgesetzt wird.

[0009] Wie die Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüsts während des Warmwalzens eines Walzguts zu einem Vor- oder Fertigband in dem Walzgerüst zuverlässig stabilisiert werden können, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor.

Zusammenfassung der Erfindung

[0010] Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- und der Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst und ein Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen des Walzgerüsts zu finden, wodurch die auftretenden Gerüstschwingungen dauerhaft und zuverlässig reduziert werden können. Dadurch soll einerseits die Oberflächenqualität der produzierten Bänder verbessert und andererseits die Belastung des Walzgerüsts reduziert werden.

[0011] Der vorrichtungsseitige Aspekt dieser Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0012] Konkret erfolgt die Lösung durch eine Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeits- und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, wobei das Walzgerüst umfasst

• eine obere und eine untere Arbeitswalze zum Walzen des Walzguts zu dem Band,
• eine obere und eine untere Stützwalze zum Abstützen der Arbeitswalzen im Walzgerüst,
• einen bedienseitigen und einen antriebsseitigen Gerüstständer,
• ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Arbeitswalzeneinbaustück, wobei die Arbeitswalzen in Arbeitswalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind,
• bedienseitige und antriebsseitige Biegeblöcke zum Durchbiegen der Arbeitswalzen,
• ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Stützwalzeneinbaustück, wobei die Stützwalzen in Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagert sind,

gekennzeichnet durch

• pro Biegeblock mehrere, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt vier, erste hydraulische Anpresseinheiten zum Stabilisieren der Arbeitswalzen in dem Gerüstständer, wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten in der Transportrichtung des Walzguts vor der Arbeitswalze angeordnet sind, wobei jede erste hydraulische Anpresseinheit einen Kolben mit einer Kolbenstange und eine Druckplatte aufweist, wobei der Kolben und die Kolbenstange in den Biegeblock integriert sind und die Druckplatte hydraulisch an ein Arbeitswalzeneinbaustück angepresst werden kann;
• pro Gerüstständer zumindest eine zweite hydraulische Anpresseinheit zum Stabilisieren der Stützwalzen in dem Gerüstständer, wobei die zweite hydraulische

[0013] Anpresseinheit in der Transportrichtung des Walzguts nach der Stützwalze angeordnet ist, wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit einen Kolben mit einer Kolbenstange und eine Druckplatte aufweist, wobei der Kolben und die Kolbenstange in dem Gerüstständer integriert sind und die Druckplatte hydraulisch an das Stützwalzeneinbaustück angepresst werden kann.

[0014] Durch die ersten hydraulischen Anpresseinheiten in den einlaufseitigen Biegeblöcken werden die Arbeitswalzeneinbaustücke mit den Gerüstständern verspannt sowie die Arbeitswalzeneinbaustücke und die in den Arbeitswalzeneinbaustücken drehbar gelagerten Arbeitswalzen in horizontaler Richtung in den Gerüstständern des Walzgerüsts mechanisch stabilisiert. Dabei pressen die ersten hydraulischen Anpresseinheiten gegen typischerweise vertikale Führungsflächen der Arbeitswalzeneinbaustücke, sodass die einlaufseitig angeordneten Biegeblöcke mit den Arbeitswalzeneinbaustücken mechanisch verspannt werden. Die ersten hydraulischen Anpresseinheiten sind einlaufseitig angeordnet.

[0015] Durch die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten in den auslaufseitigen Gerüstständern werden die Stützwalzeneinbaustücke mit den Gerüstständern verspannt sowie die Stützwalzeneinbaustücke und die in den Stützwalzeneinbaustücken drehbar gelagerten Stützwalzen in horizontaler Richtung in den Gerüstständern des Walzgerüsts mechanisch stabilisiert. Dabei presst eine zweite hydraulische Anpresseinheit gegen eine typischerweise vertikale Führungsfläche eines Stützwalzeneinbaustücks, sodass die auslaufseitig angeordneten Stützwalzeneinbaustücke mit den Gerüstständern mechanisch verspannt wird. Die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten sind auslaufseitig angeordnet.

[0016] Durch die erfindungsgemäße Vorrichtung können dauerhaft und zuverlässig fremd- oder eigenerregte Gerüstschwingungen, insbesondere bei der Herstellung von dünnen Bändern mit hoher Produktivität, reduziert werden, wodurch

• der Produktionsanteil von dünnen Warmbändern an der Gesamtproduktionsmenge erhöht werden kann,
• durch Gerüstschwingungen hoch belastete Komponenten, wie Lager, Verzahnungen, Walzenoberflächen... geschont werden können, und
• die Walzkampagnen zwischen zwei Arbeitswalzenwechsel verlängert werden können.

[0017] Die Erfindung ist sowohl für Quarto- ("4-high") als auch für Sexto- ("6-high") Walzgerüste anwendbar. Außerdem ist die Erfindung nicht auf Gieß-Walz-Verbundanlagen beschränkt und insbesondere auch für Gieß-Walz-Verbundanlagen vom Typ Arvedi ESP, CSP der Fa. SMS oder QSP bzw. DUE der Fa. Danieli vorteilhaft einsetzbar.

[0018] Es ist ebenfalls möglich, dass neben einem einlaufseitigen Biegeblock mit mehreren ersten hydraulischen Anpresseinheiten auch ein auslaufseitiger Biegeblock mit einer bzw. mehreren ersten hydraulischen Anpresseinheiten vorhanden ist. Außerdem ist es möglich, dass ein Gerüstständer neben einer bzw. mehreren auslaufseitig angeordneten zweiten hydraulischen Anpresseinheit auch eine bzw. mehrere einlaufseitig angeordnete zweite hydraulischen Anpresseinheiten aufweist.

[0019] Bei einer ersten verschlechterten Ausführungsform weist ein Biegeblock nur eine auslaufseitige bzw. mehrere auslaufseitige erste hydraulische Anpresseinheiten auf. Bei einer zweiten verschlechterten Ausführungsform weist ein Gerüstständer nur eine einlaufseitige zweite hydraulische Anpresseinheit auf. Bei einer dritten verschlechterten Ausführungsform weist ein Stützwalzeneinbaustück keine zweite hydraulische Anpresseinheit auf.

[0020] Vorzugsweise weist jeder einlaufseitig angeordnete Biegeblock zwei bzw. vier erste hydraulische Anpresseinheiten auf, wobei die Anpresseinheiten z.B. horizontal nebeneinander und/oder vertikal untereinander angeordnet sind.

[0021] Vorzugsweise enthält eine, bevorzugt jede, erste hydraulische Anpresseinheit einen Schwingungstilger, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheit reduziert. Dadurch können die Arbeitswalzen zusätzlich hydraulisch stabilisiert werden.

[0022] Vorzugsweise enthält eine, bevorzugt jede, zweite hydraulische Anpresseinheit einen Schwingungstilger, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheit reduziert. Dadurch können die Stützwalzen zusätzlich hydraulisch stabilisiert werden.

[0023] Durch die Schwingungstilger werden die auftretenden Druckschwingungen in den ersten hydraulischen Anpresseinheiten und/oder den zweiten hydraulischen Anpresseinheiten signifikant reduziert, was zu einer weiteren Stabilisierung der Walzen führt.

[0024] Bei einer sehr kompakten Ausführungsform weist die Kolbenstange einer ersten und/oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit zwei Längsbohrungen auf, wobei eine erste Längsbohrung mit dem kolbenseitigen Druckraum und eine zweite Längsbohrung mit dem stangenseitigen Druckraum verbunden ist.

[0025] Außerdem ist es sinnvoll, dass der Kolben und die Kolbenstange fix mit dem Biegeblock bzw. Gerüstständer verbunden sind. In diesem Fall bewegt sich nicht der Kolben bzw. die Kolbenstange, sondern das sog. "Zylinderrohr". Am vorderen Ende des Zylinderrohrs ist die Druckplatte befestigt.

[0026] Gemäß einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Schwingungstilger als ein Helmholtz Resonator mit einem eine hydraulische Induktivität ausbildenden Längskanal und einem eine hydraulische Kapazität ausbildenden Volumen ausgebildet. Hierbei ist ein Druckraum der Anpresseinheit mit dem Längskanal und der Längskanal mit dem Volumen des Helmholtz Resonators verbunden.

[0027] Zur Einstellung der Dämpfung des Helmholtz Resonators kann es vorteilhaft sein, wenn der Längskanal eine einstellbare Drossel, z.B. ein Ventil, aufweist.

[0028] Alternativ zum Helmholtz Resonator können die Schwingungstilger auch als sog. λ/4-Resonatoren oder als Feder-Masse-Schwinger ausgebildet sein. Ein λ/4-Resonator weist eine Länge auf, die einem Viertel der Wellenlänge der charakteristischen Eigenschwingung entspricht. Zur Reduktion bzw. Kompensation von Druckschwingungen in einer hydraulischen Anpresseinheit ist ein Druckraum der Anpresseinheit mit dem λ/4-Resonator verbunden.

[0029] Für eine möglichst gute Wirkung des Schwingungstilgers ist es vorteilhaft, wenn für die Eigenfrequenz f_T des Schwingungstilger gilt, 0,75*fr ≤ f_C ≤ 1,33*f_T, wobei fc eine im Walzgerüst auftretende charakteristische Frequenz ist. Bspw. sollte bei einer im Walzgerüst charakteristisch auftretenden Frequenz von 100 Hz die Eigenfrequenz des Schwingungstilgers zwischen 75 und 133 Hz liegen.

[0030] Der verfahrensmäßige Aspekt der erfindungsgemäßen Aufgabe wird durch ein Verfahren nach Anspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

[0031] Konkret erfolgt die Lösung durch ein Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen eines Walzgerüsts, vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, nach einem der vorhergehenden Ansprüche während des Walzens, vorzugsweise Warmwalzens, eines Walzguts zu einem Band in dem Walzgerüst, umfassend die Verfahrensschritte:

• Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze;
• Stabilisieren der Arbeitswalzen durch das Beaufschlagen der ersten hydraulischen Anpresseinheiten mit einem ersten hydraulischen Druck, wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten an die Arbeitswalzeneinbaustücke angepresst werden;
• Stabilisieren der Stützwalzen durch das Beaufschlagen der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mit einem zweiten hydraulischen Druck, wobei die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten an die Stützwalzeneinbaustücke angepresst werden;
• Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheiten mittels mehrerer Schwingungstilger, und
• Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mittels mehrerer Schwingungstilger.

[0032] Erfindungsgemäß wird dabei wie folgt vorgegangen: Zuerst wird der Walzspalt in vertikaler Richtung zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze eingestellt. Typischerweise erfolgt die Einstellung des Walzspalts über einen Hydraulikzylinder (manchmal als HGC Hydraulic Gap Control Zylinder bezeichnet), der am Gerüstständer angreift. Nach der Einstellung des Walzspalts werden die ersten und zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mit Druck beaufschlagt, sodass diese an die Arbeitswalzeneinbaustücke bzw. die Stützwalzeneinbaustücke angepresst werden. Dadurch werden die Arbeits- und Stützwalzen des Walzgerüsts mechanisch stabilisiert. Anschließend werden auftretende Druckschwingungen in den Druckräumen, vorzugsweise den kolbenseitigen Druckräumen, der ersten hydraulischen Anpresseinheiten und der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten mittels mehrerer Schwingungstilger reduziert. Dadurch werden die Arbeits- und Stützwalzen des Walzgerüsts hydraulisch stabilisiert.

[0033] Erfindungsgemäß ist es ebenfalls möglich, dass insbesondere im Endlosbetrieb beim sog. "Flying Gauge Change" die Arbeits- und Stützwalzen mit Druck beaufschlagt bleiben, obwohl während des ununterbrochenen Betriebs die Auslaufdicke des Bands verändert wird.

[0034] Auf einer Warmbandstraße im Batchbetrieb, bei dem von Band zu Band stets ein neues Band angestochen wird, wird vorteilhafterweise vor dem Anstich das Einbaustück mit höherer Kraft gegen den Ständer gedrückt und die Andrückkraft unmittelbar nach dem Anstich reduziert.

[0035] Vorzugsweise führt das Walzgerüst einen n-ten Walzstich in einer Fertigwalzstraße durch, wobei die Schwingungstilger auf eine Eigenfrequenz zwischen f_Low und f_High eingestellt werden

n-ter Walzstich	fLow [Hz]	fHigh [Hz]
1	22	40
2	48	87
3	75	133

[0036] Insbesondere beim Fertigwalzen in einer Fertigwalzstraße (auch mehrgerüstige Tandem-Fertigwalzstraße genannt) wirken sich Gerüstschwingungen sehr negativ auf die Oberflächenqualität des Fertigbands aus, sodass sich eine Reduktion der Gerüstschwingungen bzw. die Stabilisierung der Arbeits- und Stützwalzen besonders vorteilhaft auswirkt.

[0037] Beim Betrieb der ersten hydraulischen Anpresseinheiten ist es vorteilhaft, wenn eine erste Anpresseinheit eine beliebig regelbare Klemmkraft und einen Hub zwischen 4 und 8 mm aufbringen kann. Beim Betrieb der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten ist es vorteilhaft, wenn eine zweite Anpresseinheit eine beliebig regelbare Klemmkraft und einen Hub zwischen 4 und 8 mm aufbringen kann.

[0038] Die Klemmkraft einer ersten hydraulischen Anpresseinheit wird vorzugsweise während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil eingestellt.

[0039] Die Klemmkraft einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit wird vorzugsweise während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil eingestellt.

[0040] Ein Druckregler erlaubt die Einstellung "beliebiger" Drücke bis zum Systemdruck. Damit können und werden ggf. auch kleinere Drücke eingestellt (um eine Behinderung der vertikalen Regelbewegung bestmöglich zu vermeiden)

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

[0041] 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 mehrerer Zeichnungen. Dabei zeigen:

Fig 1 ein teilweise geschnittener Aufriss eines Walzgerüsts mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeitswalzen und Stützwalzen,

Fig 2 eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Linie A-A aus Fig 1,

Fig 3 eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Linie B-B aus Fig 1,

Fig 4 eine Schnittdarstellung eines Arbeitswalzeneinbaustücks mit einer ersten hydraulischen Anpresseinheit,

Fig 5 eine axonometrische Darstellung des Biegeblocks mit vier ersten hydraulischen Anpresseinheiten aus Fig 4,

Fig 6 ein Hydraulikschema für die erste hydraulische Anpresseinheit aus Fig 4,

Fig 7 eine axonometrische Darstellung eines Gerüstständers mit einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit,

Fig 8 ein Hydraulikschema für die zweite hydraulische Anpresseinheit aus Fig 7 und

Fig 9 eine Funktionsschema für eine erste hydraulische Anpresseinheit im eingefahrenen und ausgefahrenen Zustand.

Beschreibung der Ausführungsformen

[0042] In Fig 1 ist ein Aufriss eines Walzgerüsts 30, konkret das dritte Warmwalzgerüst F3 einer Fertigstraße einer Arvedi ESP Anlage, schematisch dargestellt. Im Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen 1 des Walzgerüsts 30 wird das Walzgut 31 aus Stahl zu einem Band 32 warmgewalzt. Jede Arbeitswalze 1 ist in zwei Arbeitswalzeneinbaustücken 4 drehbar gelagert. Die Arbeitswalzen 1 stützen sich an Stützwalzen 2 ab. Auch jede Stützwalze 2 ist in zwei Stützwalzeneinbaustücken 5 drehbar gelagert. Die Arbeitswalzeneinbaustücke 4 und die Stützwalzeneinbaustücke 5 sind in den Gerüstständern 3 in vertikaler Richtung verschieblich ausgebildet. Die Einstellung des Walzspalts zwischen den beiden Arbeitswalzen 1 erfolgt durch zumindest einen Hydraulikzylinder 33. Über die Biegeblöcke 4a, die zwischen den Gerüstständern 3 und den Arbeitswalzeneinbaustücken 4 angeordnet sind, können die Arbeitswalzen 1 durchgebogen werden. Dadurch kann u.a. das Profil und/oder die Planheit des gewalzten Bands 32 verändert werden. Biegeblöcke sind aus dem Stand der Technik grundsätzlich bekannt. Um die Klarheit zu erhöhen, wurden in den Fig 1 und 3 die Biegeblöcke 4a ohne die Hydraulikzylinder zur Durchbiegung der Arbeitswalzen 1 dargestellt. Zur Reduktion von Gerüstschwingungen im Walzgerüst 3 bzw. zur Stabilisierung der Arbeitswalzen 1 sowie der Stützwalzen 2 während des Walzens des Walzguts 31 zu dem Band 32 werden die ersten hydraulische Anpresseinheiten 6 gegen die Arbeitswalzeneinbaustücke 4 angepresst. Die ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 sind in den links dargestellten Biegeblock 4a integriert und auf die Transportrichtung TR des Walzguts 31 bezogen einlaufseitig angeordnet. Die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten können an die Stützwalzeneinbaustücke 5 angepresst werden. Die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten 7 sind in den Gerüstständer 3 integriert und auf die Transportrichtung TR des Walzguts 31 bezogen auslaufseitig angeordnet.

[0043] In den Figuren 2 und 3 ist jeweils eine teilweise geschnittene Darstellung entlang der Schnittlinie A-A (Figur 2) und entlang der Schnittlinie B-B (Figur 3) dargestellt.

[0044] Aus der Figur 2 ist ersichtlich, dass die Stützwalze 2 durch zwei Stützwalzeneinbaustücke 5 in den Gerüstständern 3 gelagert ist. Die Stützwalzeneinbaustücke 5 können durch die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten 7 mit den Gerüstständern 3 verspannt werden. Durch die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten 7 werden die Stützwalzen 2 mechanisch stabilisiert.

[0045] In dazu analoger Weise zeigt die Figur 3, dass die Biegeblöcke 4a durch jeweils zwei erste hydraulische Anpresseinheiten 6 mit den Arbeitswalzeneinbaustücken 4 verspannt werden können. Durch die ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 werden die Arbeitswalzen 1 mechanisch stabilisiert.

[0046] Die Figur 4 zeigt eine Schnittdarstellung einer ersten hydraulischen Anpresseinheit 6. Um die Druckkräfte der Druckplatte 10 direkt in den Biegeblock 4a einleiten zu können und aus Gründen der Kompaktheit, sind die Kolbenstange 9 und der Kolben 8 der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 in den Biegeblock 4a integriert. Die Kolbenstange 9 weist bspw. einen Durchmesser D1 von 60 mm, der Kolben 8 einen Durchmesser D2 von 80 mm und die Druckplatte 10 einen Durchmesser D3 von 250 mm auf. Die erste hydraulische Anpresseinheit 6 weist vier Anschlüsse auf: Eine Ölversorgung für die Kolbenseite 34, eine Ölversorgung für die Stangenseite 35, einen Leckageanschluss 36 sowie eine Schmierstoffversorgung 37. Die Ölversorgung für die Kolbenseite 34 mündet in eine erste Längsbohrung in der Kolbenstange 9, welche mit dem kolbenseitigen Druckraum der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 verbunden ist. Die Ölversorgung für die Stangenseite 35 mündet in eine zweite Längsbohrung in der Kolbenstange, 9 welche mit dem stangenseitigen Druckraum der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 verbunden ist. Der Leckageanschluss 36 stellt sicher, dass etwaige Leckagen aus der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 abgeführt werden. Schließlich stellt die Schmierstoffversorgung 37 sicher, dass die Druckplatte 10 ausreichend mit Schmierstoff versorgt wird. Die angegebenen Maße der ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 dienen nur der Illustration und sind nicht einschränkend. Die erste hydraulische Anpresseinheit 6 kann einen Hub von 6 mm und eine max. Klemmkraft von 125 kN aufbringen. Jeder einlaufseitige Biegeblock 4a weist vier erste hydraulische Anpresseinheiten 6 auf (siehe Fig 5).

[0047] Bis auf die angegebenen Durchmesser D1 bis D3, den angegebenen Hub und die max. Klemmkraft ist der Aufbau einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit identisch zum Aufbau einer erste hydraulische Anpresseinheit 6.

[0048] Die Fig 5 zeigt eine Außenansicht eines Biegeblocks 4a mit vier ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6. Der Biegeblock 4a ist am Gerüstständer 3 fixiert.

[0049] In Fig 6 ist ein Hydraulikschema für die Ansteuerung von zwei ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 dargestellt, die über ein Schaltventil 39 freigeschaltet werden. Das Proportional-/Regel- bzw. Servoventil (derartige Ventile werden auch als Stetigventile bezeichnet) 38 hat die Funktion, ein bestimmtes Druckniveau auf der Kolbenseite der zwei ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 einzustellen, sodass ein Arbeitswalzeneinbaustück mit einer definierten Anpresskraft an ein Arbeitswalzeneinbaustück gepresst wird. Die beiden Druckbegrenzungsventile 41 dienen dazu, den Maximaldruck zu begrenzen. Schließlich ist aus Fig 6 zu erkennen, dass die Kolbenseiten der zwei ersten hydraulischen Anpresseinheiten 6 mit einem Schwingungstilger 11 verbunden sind, wobei der Schwingungstilger 11 als ein Helmholtz Resonator mit einer hydraulischen Induktivität L und einem Volumen 17 als hydraulische Kapazität C ausgebildet ist. Die Eigenfrequenz fr eines Helmholzresonators beträgt

sodass die Eigenfrequenz f_T einfach an die während des Betriebs auftretenden Gerüstschwingungen angepasst werden kann.

[0050] Die Figur 7 zeigt eine Außenansicht einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7, die in einen Gerüstständer 3 integriert ist. Die Kolbenstange weist bspw. einen Durchmesser von 140 mm, der Kolben einen Durchmesser von 160 mm und die Druckplatte einen Durchmesser von 350 mm auf. Auch die zweite hydraulische Anpresseinheit 7 weist vier Anschlüsse auf: Eine Ölversorgung für die Kolbenseite 34, eine Ölversorgung für die Stangenseite 35, einen Leckageanschluss 36 und eine Schmierstoffversorgung 37. Die angegebenen Maße der zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 dienen nur der Illustration und sind nicht einschränkend. Die zweiten hydraulische Anpresseinheit 7 kann einen Hub von 6 mm und eine Klemmkraft von 500 kN aufbringen. Somit kann eine zweite hydraulische Anpresseinheit 7 mit 500 kN gegen ein Stützwalzeneinbaustück 5 pressen.

[0051] In Fig 8 ist ein Hydraulikschema für die Ansteuerung einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 dargestellt. Über ein Schaltventil 39 wird die Druckversorgung für das freigeschaltet. Das Proportional-/Regel-/Servoventil bzw. Stetigventil 38 hat die Funktion, ein bestimmtes Druckniveau auf der Kolbenseite der zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 einzustellen, sodass ein Stützwalzeneinbaustück 5 mit einer definierten Anpresskraft an den Gerüstständer gepresst wird. Die beiden Druckbegrenzungsventile 41 dienen dazu, den Maximaldruck zu begrenzen. Schließlich ist aus Fig 8 zu erkennen, dass die Kolbenseite der zweiten hydraulischen Anpresseinheit 7 mit einem Schwingungstilger 11 verbunden sind, wobei der Schwingungstilger 11 als ein λ/4-Resonator mit einer Länge von λ/4 ausgebildet ist.

[0052] Die Berechnung der Länge des ein λ/4-Resonators erfolgt wie folgt: Die Schallgeschwindigkeit c_s in Öl ergibt sich durch die Formel

wobei B der Kompressionsmodul und ρ die Dichte des Öls angibt. Bei Öl beträgt B ca. 12000 bar und p ca. 850 kg/m³. Somit ergibt sich cs= 1188 m/s. Wie oben beschrieben beträgt die Frequenz der Gerüstschwindung im dritten Fertigwalzgerüst ca. 100 Hz. Die Wellenlänge λ einer Schwingung mit 100 Hz in Öl ergibt sich durch λ = c_s/f = 11,88 m. Ein λ/4-Resonator hat somit eine Länge von λ/4 = 2,97 m. Der λ/4-Resonator kann entweder so wie dargestellt als gerades oder auch gebogenes Rohr- bzw. Schlauchstück ausgeführt sein. Über die Länge kann der λ/4-Resonator sehr einfach angepasst werden.

[0053] Die Fig 9 zeigt die Funktionsweise einer ersten hydraulischen Anpresseinheit 6 im eingefahrenen (oben dargestellt) und im ausgefahrenen Zustand (unten dargestellt) anhand zweier Halbeschnitte. Durch das Beaufschlagen der Ölversorgung der Kolbenseite 34 mit Druck verfährt die Druckplatte 10 nach rechts um den Weg x. Die Kolbenstange stützt sich am Gehäuse des Biegeblocks 4a ab und nur das Zylinderrohr mit der Druckplatte 10 verfährt. Dies ergibt eine besonders kompakte Bauform, sodass der Kolben und die Kolbenstange einfach in den Biegeblock 4a integriert werden können. Im ausgefahrenen Zustand liegt die Druckplatte 10 am Arbeitswalzeneinbaustück 4 an, sodass das Arbeitswalzeneinbaustück 4 mit der nicht dargestellten Arbeitswalze 1, der Biegeblock 4a und der Gerüstständer 3 mechanisch verspannt werden.

[0054] Für die Erfindung spielt es keine Rolle, ob die Biegeblöcke 4a in den Gerüstständern 3 vertikal verschieblich sind oder unverschieblich in die Gerüstständer 3 eingebaut sind.

[0055] 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

[0056] 

1

Arbeitswalze

2

Stützwalze

3

Gerüstständer

4

Arbeitswalzeneinbaustück

4a

Biegeblock

5

Stützwalzeneinbaustück

6

erste hydraulische Anpresseinheit

7

zweite hydraulische Anpresseinheit

8

Kolben

9

Kolbenstange

10

Druckplatte

11

Schwingungstilger

14

Längsbohrung

15

Helmholtz Resonator

16

Längskanal

17

Volumen

19

λ/4-Resonator

30

Walzgerüst

31

Walzgut

32

Band

33

HGC Hydraulikzylinder

34

Ölversorgung Kolbenseite

35

Ölversorgung Stangenseite

36

Leckageanschluss

37

Schmierstoffversorgung

38

Proportional-/Regel-/Servoventil bzw. Stetigventil

39

Schaltventil

41

Druckbegrenzungsventil

A, B

Anschluss eines Hydraulikventil

C

Hydraulische Kapazität

D1, D2, D3

Durchmesser

L

Hydraulische Induktivität

HL

Leckageanschluss des Hydrauliksystems

HP

Druckanschluss des Hydrauliksystems

HT

Tankanschluss des Hydrauliksystems

P

Druckanschluss eines Hydraulikventils

T

Tankanschluss eines Hydraulikventils

TR

Transportrichtung des Walzguts

x

Weg

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeitswalzen (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30), vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens eines Walzguts (31) zu einem Band (32) in dem Walzgerüst, wobei das Walzgerüst (30) umfasst

- eine obere und eine untere Arbeitswalze (1) zum Walzen des Walzguts (31) zu dem Band (32),

- eine obere und eine untere Stützwalze (2) zum Abstützen der Arbeitswalzen (1) im Walzgerüst (30),

- einen bedienseitigen und einen antriebsseitigen Gerüstständer (3),

- ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Arbeitswalzeneinbaustück (4), wobei die Arbeitswalzen (1) in den Arbeitswalzeneinbaustücken (4) drehbar gelagert sind,

- bedienseitige und antriebsseitige Biegeblöcke (4a) zum Durchbiegen der Arbeitswalzen (1),

- ein bedienseitiges und ein antriebsseitiges Stützwalzeneinbaustück (5), wobei die Stützwalzen (2) in den Stützwalzeneinbaustücken (5) drehbar gelagert sind, gekennzeichnet durch

- pro Biegeblock (4a) mehrere, bevorzugt zwei, besonders bevorzugt vier, erste hydraulische Anpresseinheiten (6) zum Stabilisieren der Arbeitswalzen (1) in dem Gerüstständer (3), wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten (3) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) vor der Arbeitswalze (1) angeordnet sind, wobei jede erste hydraulische Anpresseinheit (6) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Biegeblock (4a) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an ein Arbeitswalzeneinbaustück (4) angepresst werden kann;

- pro Gerüstständer (3) zumindest eine zweite hydraulische Anpresseinheit (7) zum Stabilisieren der Stützwalzen (2) in dem Gerüstständer (3), wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) in der Transportrichtung des Walzguts (TR) nach der Stützwalze (2) angeordnet ist, wobei die zweite hydraulische Anpresseinheit (7) einen Kolben (8) mit einer Kolbenstange (9) und eine Druckplatte (10) aufweist, wobei der Kolben (8) und die Kolbenstange (9) in den Gerüstständer (3) integriert sind und die Druckplatte (10) hydraulisch an das Stützwalzeneinbaustück (5) angepresst werden kann.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine, bevorzugt jede, erste hydraulische Anpresseinheit (6) einen Schwingungstilger (11) enthält, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheit (6) reduziert.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass eine, bevorzugt jede, zweite hydraulische Anpresseinheit (7) einen Schwingungstilger (11) enthält, der auftretende Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheit (7) reduziert.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kolbenstange (9) einer ersten und/oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit (6, 7) zwei Längsbohrungen (14) aufweist, wobei eine erste Längsbohrung (14) mit dem kolbenseitigen Druckraum verbunden ist und eine zweite Längsbohrung (14) mit dem stangenseitigen Druckraum verbunden ist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Kolbenstange (9) einer ersten hydraulischen Anpresseinheit (6) an einem Biegeblock (4a) abstützt und/oder dass sich die Kolbenstange (9) einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit (7) an einem Gerüstständer (3) abstützt.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (11) als ein Helmholtz Resonator (15) mit einem eine hydraulische Induktivität (L) ausbildenden Längskanal (16) und einem eine hydraulische Kapazität (C) ausbildenden Volumen (17) ausgebildet ist, wobei ein Druckraum der ersten oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit (6, 7) mit dem Längskanal (16) und der Längskanal (16) mit dem Volumen (17) des Helmholtz Resonators (15) verbunden sind.

7. Vorrichtung nach einem Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Längskanal (16) eine einstellbare Drossel aufweist, sodass die Dämpfung des Schwingungstilgers (11) eingestellt werden kann.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (11) als ein λ/4-Resonator (19) ausgebildet ist, wobei ein Druckraum der ersten oder zweiten hydraulischen Anpresseinheit (6, 7) mit dem λ/4-Resonator (19) verbunden ist.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwingungstilger (11) als ein Feder-Masse-Schwinger ausgebildet ist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass für die Eigenfrequenz f_T des Schwingungstilger (11) gilt 0,75*f_T ≤ f_C ≤ 1,33*f_T, wobei fc eine im Walzgerüst (30) auftretende charakteristische Frequenz ist.

11. Verfahren zur Stabilisierung der Arbeitswalzen (1) und Stützwalzen (2) eines Walzgerüsts (30), vorzugsweise eines Warmwalzgerüsts, während des Walzens, vorzugsweise Warmwalzens, eines Walzguts (31) zu einem Band (32) in dem Walzgerüst (30), insbesondere mit einer Vorrichtung zur Stabilisierung der Arbeitswalzen (1) und Stützwalzen (2) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend die Verfahrensschritte:

- Einstellen eines Walzspalts in vertikaler Richtung zwischen der unteren und der oberen Arbeitswalze (1);

- Stabilisieren der Arbeitswalzen (1) durch das Beaufschlagen der ersten hydraulischen Anpresseinheiten (6) mit einem ersten hydraulischen Druck, wobei die ersten hydraulischen Anpresseinheiten (6) an die Arbeitswalzeneinbaustücke (4) angepresst werden;

- Stabilisieren der Stützwalzen (2) durch das Beaufschlagen der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten (7) mit einem zweiten hydraulischen Druck, wobei die zweiten hydraulischen Anpresseinheiten (7) an die Stützwalzeneinbaustücke (5) angepresst werden;

- Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der ersten hydraulischen Anpresseinheiten (6) mittels mehrerer Schwingungstilger (11),

- Tilgung von Druckschwingungen in einem Druckraum, vorzugsweise einem kolbenseitigen Druckraum, der zweiten hydraulischen Anpresseinheiten (7) mittels mehrerer Schwingungstilger (11).

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgerüst (30) einen n-ten Walzstich in einer Fertigwalzstraße durchführt und die Schwingungstilger (11) auf eine Eigenfrequenz zwischen f_Low und f_High eingestellt sind

n-ter Walzstich	fLow [Hz]	fHigh [Hz]
1	22	40
2	48	87
3	75	133

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft einer ersten hydraulischen Anpresseinheit (6) während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil (38) eingestellt wird.

14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Klemmkraft einer zweiten hydraulischen Anpresseinheit (7) während des Betriebs über einen Druckregler mit einem Stetigventil (38) eingestellt wird.

Zeichnung