Vorrichtung zur Beeinflussung des Profils von gewalztem Walzband

Abstract

 Um beim Kaltwalzen von Band entstehenden edge drops entgegenzuwirken wird vorgeschlagen, die Bandkanten-Kontaktbereiche der Arbeitswalzen so geregelt zu kühlen, daß mittels der durch die Kühlung bewirkten Balligkeitsänderung den im wesentlichen durch das Materialquerfließverhalten hervorgerufenen edge drops entgegen geregelt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Beeinflussen des Profils von in mindestens einem Gerüst gewalztem Walzband mit dem Gerüst zugeordneten Anstell-, Biege- und gegebenenfalls Verschiebevorrichtungen sowie den Walzen zugeordneten Spritzbalken zum gegebenenfalls geregelten Aufspritzen von Kühl- und/oder Schmiermittel sowie einer Regelvorrichtung.

[0002] Beim Kaltwalzen von Bändern treten in den Bandkantenbereichen gegenüber den Bandmittenbereichen unterschiedliche Belastungen auf, welche die Konstanz der Dicke des Bandes über seine Breite nachteilig beeinflussen. Neben der über die Breite der Walzen entstehenden thermischen Bombierung und dem stärkeren Walzenverschleiß in den Bandkantenbereichen, die eine gegenüber der Bandmitte dickeres Kantenprofil hervorrufen würden, wird im wesentlichen durch das Materialquerfließverhalten in Bandbreitenrichtung ein starker Dickenabfall im Kantenbereich hervorgerufen. Der zusätzliche Verschleiß im Kantenbereich ist beim Kaltwalzen gering und die thermische Bombierung wird größtenteils durch Kühlung der Walzen im Mittelbereich ausgeglichen, so daß vorwiegend die durch Materialquerfließverhalten bewirkten, gegen die Bandmitte dünneren Bandkantenprofile entstehen, die sogenannten edge drops.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die edge drops zu miminieren bzw. gänzlich zu beseitigen, ohne dabei die Bandspannungsverteilung wesentlich nachteilig zu beeinflussen.

[0004] Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Die weiteren Spritzbalken können die Walzenballen in den Bandkantenbereichen zusätzlich gegebenenfalls stärker kühlen. Die Walzendurchmesser im Bandkantenbereich werden durch die zusätzliche Kühlung verkleinert, was wiederum eine Vergrößerung des Walzspaltes zur Folge hat. Damit wird aber dem durch das Materialquerfließverhalten hervorgerufenen edge drop entgegengewirkt.

[0005] Die nach Anspruch 1 den Walzen zuordenbaren weiteren Spritzbalken werden in der Regel nur den Arbeitswalzen zugeordnet, da diese durch die Walzarbeit und den Kontakt mit dem Walzgut thermisch am stärksten belastet werden.

[0006] Werden die weiteren Spritzbalken ein- und/oder auslaufseitig des Gerüstes angeordnet, so läßt sich gegebenenfalls eine erheblich stärkere Kühlung der Ballenendbereiche erzielen. Zudem kann eine optimale Einstellung der weiteren Spritzbalken ausgewählt werden.

[0007] Weisen die Spritzdüsen der weiteren Spritzbalken eine zu den Ballenenden gerichtete Spritzrichtung auf, so ist gewährleistet, daß das Spritzmedium von der Walzenmitte und damit von der Bandmitte fortgespritzt wird, so daß in diesem Bereich keine zusätzliche, ungewollte Kühlung auftritt.

[0008] Es ist sinnvoll, die Spritzbreite der weiteren Spritzbalken an die Walzbandbreite anzupassen, damit auch bei Walzbändern unterschiedlicher Breite eine optimale edge-drop-Vermeidung bzw. -Minimierung gewährleistet ist.

[0009] Um einen optimalen Temperaturabfall in axialer Richtung der Walzen im Bandkantenbereich zu erlangen, wird vorgeschlagen, die Spritzdüsen auch auf Bereiche der Walzen zu richten, die beim Walzen vom Walzband belegt sind.

[0010] Von Vorteil ist es, die weiteren Spritzbalken mit Spritzmedium zu versorgen, welches eine gegenüber dem Spritzmedium für die Spritzbalken andere Temperatur, vorzugsweise eine niedrigere Temperatur aufweist, wobei z.B. ein gemeinsamer Tank für das Spritzmedium vorgesehen und die Temperatur des Spritzmediums auf die Temperatur für die Spritzbalken eingestellt sein kann, und das Spritzmedium für die weiteren Spritzbalken über einen steuerbaren Kühler abkühlbar ist.

[0011] Es ist vorteilhaft, eine Regelvorrichtung vorzusehen, die als Vorwärtsregelung arbeitet und bei der bandeinlaufseitig gemessene und/oder vorgegebene Banddaten dazu herangezogen werden, abgespeicherte oder berechnete, optimale Werte der Spritzbreiten, Spritzmittelintensität und Spritzmitteltemperatur auszuwählen und zur entsprechenden Regelung heranzuziehen.

[0012] Es ist auch eine Rückwärtsregelung, wie sie in Anspruch 9 vorgeschlagen wird, möglich, wobei auch eine Kombination der Vorwärts- und Rückwärtsregelung denkbar ist.

[0013] Die Meßergebnisse für die Rückwärtsregelung können zur Vorausermittlung der optimalen Werte der Spritzbreiten, Spritzmittelintensität und Spritzmitteltemperatur und/oder zur optimierenden Beeinflussung der Steuervorrichtung der Vorwärtsregelung eingesetzt werden. Für den Fall, daß die gemessenen Werte der Aufnehmer oder die vorgegebenen Banddaten nicht dazu verwendet werden, aus einem Speicher optimale Werte für die Spritzbreiten, Spritzmittelintensitäten und/oder Kühlmitteltemperaturen auszuwählen, so kann ein Rechner, dem entsprechende Funktionen für die jeweils optimalen Werte der Sprühbreiten, Sprühmittelintensitäten und/oder Kühlmitteltemperaturen vorliegen unter Zuhilfenahme dieser Meßergebnisse die optimalen Werte für die Stellglieder der Regelvorrichtung errechnen.

[0014] Die Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Dabei zeigen

Figur 1

die Übersichtsdarstellung eines Walzgerüsts mit den Arbeitswalzen bandeinlaufseitig zugeordneten erfindungsgemäßen Kühlvorrichtungen,

Figur 2a

den bandeinlauf- und -auslaufseitigen Einsatz der erfindungsgemäßen weiteren Spritzbalken bei breitem Band,

Figur 2b

den bandeinlauf- und -auslaufseitigen Einsatz der erfindungsgemäßen weiteren Spritzbalken bei schmalem Band,

Figur 3

die an einer Gerüsthälfte dargestellte Düsenanordnung eines weiteren Spritzbalkens,

Figur 4a, 4b

unterschiedlich ausgebildete weitere Spritzbalken, welche ein- und auslaufseitig der Arbeitswalze vorgesehen sind,

Figur 5

die Ballenkontur einer Arbeitswalze ohne Zusatzkühlung,

Figur 6

die Ballenkontur einer Arbeitswalze mit zusätzlicher Kühlung, und

Figur 7

das Regelschema für die edge-drop-Regelung.

[0015] Der Fig. 1 ist ein Walzgerüst 1 zum Walzen von Band 2 zu entnehmen, an dessen Einlaufseite Spritzbalken 3, 3a für Kühl- und/oder Schmiermittel vorgesehen sind. Die Spritzbalken 3, 3a werden über eine Pumpe 4 aus einem Tank 5 gespeist.

[0016] Weitere Spritzbalken 6, 6a sind auf die Ballenendbereiche der Walzen gerichtet. Sie werden ebenfalls über eine Pumpe 7 aus dem Tank 5 gespeist. Das Spritzmedium wird über eine Kühlvorrichtung 8 gegeben, welche die Temperatur des Spritzmediums entsprechend den von einem nicht gezeigten Rechner vorgegebenen Werten mittels eines Temperaturreglers 9 optimal einzuregeln vermag. Über Ventile 10 kann die Spritzbreite und Spritzintensität der weiteren Spritzbalken 6, 6a eingestellt werden. Das Spritzmedium wird gemeinsam gesammelt und gelangt über eine Rückleitung 11 in den gemeinsamen Tank 5. Es besteht selbstverständlich die Möglichkeit, getrennte Tanks für die beiden unterschiedlich temperierten Spritzmedien vorzusehen. In diesem Falle wird die Sammlung der Spritzmedien sinnvollerweise getrennt durchgeführt.

[0017] Fig. 2a zeigt eine Arbeitswalze 12, von welcher ein breites Band 2 gewalzt wird. Bandeinlaufseitig sind die weiteren Spritzbalken 6, 6' und bandauslaufseitig die weiteren Spritzbalken 13, 13' erkennbar, deren wirksame Breite auf die Breite des Walzbandes 2 eingestellt ist und schmale mit den Bandkanten in Berührung stehende Bereiche der Arbeitswalzen 12 abdecken.

[0018] Fig. 2b zeigt dagegen ein schmales Band 2 und entsprechend in ihrer Wirkbreite eingestellte Spritzbalken 6, 6'; 13, 13'.

[0019] In Fig. 3 ist der Spritzbalken 6' zu erkennen, dessen Düsen 14 bis 14ⁿ in Richtung auf das Ballenende der Arbeitswalzen 12 ausgerichtet sind. Lediglich die äußeren Düsen 15, 15' weisen eine von dieser Richtung abweichende Spritzrichtung auf. Die Düsen 14 bis 14ⁿ und 15, 15' sind einzeln ein- bzw. abschaltbar, um so die Spritzbreite auf die Breite des zu walzenden Bandes 2 einstellen zu können.

[0020] Fig. 4a zeigt ähnlich wie Fig. 2a die Spritzbalken 6, 6' auf der Bandeinlaufseite und auf der Bandauslaufseite die Spritzbalken 13, 13', wobei die Breite der Spritzbalken 6, 6' und 13, 13' so gewählt ist, daß sie die Ballen der Arbeitswalzen 12 im Bandkantenkontaktbereich von minimaler bis maximaler Bandbreite optimal kühlen können.

[0021] In Fig. 4b sind ein Spritzbalken 16 auf der Bandeinlaufseite und ein Spritzbalken 16' auf der Bandauslaufseite gezeigt. Auch hier ist gewährleistet, daß eine optimale Einstellung der Kühlbreite in Abhängigkeit von der Bandbreite möglich ist.

[0022] Fig. 5 zeigt die Ballenkontur 17 der Arbeitswalze 12 nach ca. 60minütigem Walzvorgang, wobei keine Beaufschlagung der Walzenoberfläche durch weitere Spritzbalken 6, 6'; 13, 13'; 16, 16' stattgefunden hat. Es hat sich die übliche thermische Bombierung eingestellt. Im Bandkanten-Kontaktbereich ist ein langsamer Abfall der Balligkeit zu erkennen. Dieser langsame Abfall der Balligkeit ist nicht in der Lage, die durch das Materialquerfließverhalten bewirkte edge-drop-Bildung im Bandkantenbereich zu vermeiden.

[0023] Der Fig. 6 ist eine der Fig. 5 entsprechende Ballenkontur entnehmbar. Hier wurde jedoch mit Beaufschlagung der Walzenoberfläche durch weitere Spritzbalken 6, 6'; 13, 13'; 16, 16' gearbeitet. Der starke Balligkeitsabfall im Bandkanten-Kontaktbereich ist derart durch die zusätzliche Kühlung eingestellt, daß der durch das Materialquerfließverhalten bewirkte edge-drop reduziert bzw. minimiert werden kann.

[0024] Die Fig. 7 zeigt in schematischer Darstellung die erfindungsgemäße Regelvorrichtung. Es ist das Band 2 zu erkennen, welches durch eine Anzahl von Gerüsten kaltgewalzt wird. Der Figur ist ein Quartogerüst 18 zu entnehmen, welchem die erfindungsgemäße edge-drop-Regelung zugeordnet ist, während ein Sexto-Gerüst 19 mit der üblichen Planheitsregelung gezeigt wird. Die erfindungsgemäße edge-drop-Regelung kann selbstverständlich auch mehreren bzw. allen Gerüsten einer Walzstraße zugeordnet werden. Bandeinlaufseitig sind Aufnehmer 20 zur Bestimmung der Dicke, des Bandprofils insbesondere im Bandkantenbereich, der Breite und/oder der Bandspannungsverteilung vorgesehen. Die gemessenen Werte werden über einen Rechner 21 mit abgespeicherten Werten verglichen, zu denen die optimale Kühlwasserfalls abgespeichert sind. Die ausgelesenen Kühlwassertemperaturen sowie die Signale für die Düsenansteuerung werden auf den Kühlmittel-Temperaturregelkreis 22 bzw. auf den Düsenbelegungs-Regelkreis 23 gegeben.

[0025] Alternativ oder auch zusammen mit den Aufnehmern 20 arbeiten Aufnehmer 24, 24', welche ebenfalls das Bandprofil insbesondere im Bandkantenbereich, die Bandbreite und die Bandspannungsverteilung messen. Diese Meßergebnisse werden dem Regler 25 zugeführt, welcher eine Korrektur der gemessenen Werte auf eine optimale Spritzbreite, Spritzmittelintensität und Kühlmitteltemperatur bewirkt. Diese Meßergebnisse können weiterhin dazu verwendet werden, die im Rechner 21 abgelegten Werte zu korrigieren.

Bezugszeichenübersicht

[0026] 

1

Walzgerüst

2

Band

3

Spritzbalken

4

Pumpe

5

Tank

6

Spritzbalken

7

Pumpe

8

Kühlvorrichtung

9

Temperaturregler

10

Ventil

11

Rückleitung

12

Arbeitswalze

13

Spritzbalken

14

Düse

15

Düsen

16

Spritzbalken

17

Ballenkontur

18

Quartogerüst

19

Sexto-Gerüst

20

Aufnehmer

21

Rechner

22

Kühlmitteltemperatur-Regelkreis

23

Düsenbelegung-Regelkreis

24

Aufnehmer

25

Regler

Ansprüche

1. Vorrichtung zur Beeinflussung des Profils von in mindestens einem Gerüst gewalztem Walzband mit dem Gerüst zugeordneten Anstell-, Biege- und gegebenenfalls Verschiebevorrichtungen sowie den Walzen zugeordneten Spritzbalken zum gegebenenfalls geregelten Aufspritzen von Kühl- und/oder Schmiermittel,
dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils den beiden Endbereichen der Ballen der Walzen (12) weitere Spritzbalken (6, 6', 6a; 13, 13'; 16, 16') zugeordnet sind, deren Wirkungsbereich sich jeweils von einem Ballenende in den Bereich der diesem Ballenende zugewandten Walzbandkante hinaus erstrecken.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Spritzbalken (6, 6'; 13, 13'; 16, 16') lediglich den Arbeitswalzen (12) zugeordnet sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Spritzbalken (6, 6'; 13, 13'; 16, 16') ein- und/oder auslaufseitig des jeweiligen Gerüstes (18) angeordnet sind.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spritzdüsen (14 bis 14ⁿ, 15, 15') der weiteren Spritzbalken (6, 6'; 13, 13', 16, 16') eine Spritzrichtung mit einer dem Ballenende zugewandten Komponente aufweisen.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Arbeitsbreite der tätigen Spritzdüsen (14 bis 14ⁿ; 15, 15') der weiteren Spritzbalken (6, 6'; 13, 13'; 16, 16') der Walzbandbreite anpaßbar ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Spritzdüsen (14 bis 14ⁿ; 15, 15') der weiteren Spritzbalken (6, 6'; 13, 13'; 16, 16') die Walzen (12) jeweils von einem Ballenende bis zu einem vorgebbaren Ausmaß über die diesem zugewandten Bandkante hinaus beaufschlagen.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die weiteren Spritzbalken (6, 6'; 13, 13'; 16, 16') mit einen Spritzmedium beaufschlagt werden, dessen Temperatur sich von der des Spritzmediums der Spritzbalken (3, 3a) unterscheidet.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7
mit einer Regelvorrichtung zur Beeinflussung des Walzbandprofiles,
dadurch gekennzeichnet,
daß eingangsseitig des jeweiligen Walzgerüstes Aufnehmer (20) vorgesehen sind, welche die Dicke, das Profil insbesondere im Bandkantenbereich, die Breite und/oder die Spannung des einlaufenden Walzbandes (2) messen, und daß über einen Rechner (21) für das Meßergebnis optimale, vorgespeicherte Spritzbreiten, Spritzmittelintensitäten und/oder Kühlmitteltemperaturen bestimmbar sind.

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
mit einer Regelvorrichtung zur Beeinflussung des Walzbandprofils,
dadurch gekennzeichnet,
daß ein Rechner (21) vorgesehen ist, dem die Dicke, das Profil, insbesondere im Bandkantenbereich, die Breite und/oder die Spannung des einlaufenden Bandes vorgebbar sind und der anhand eines Rechenmodells optimale, vorgespeicherte Spritzbreiten, Spritzmittelintensitäten und/oder Kühlmitteltemperaturen bestimmt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 oder 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß ausgangsseitig des jeweiligen Walzgerüstes Aufnehmer (24, 24') vorgesehen sind, welche das Profil insbesondere im Bandkantenbereich, die Breite und die Bandspannungsverteilung des auslaufenden Walzbandes (2) messen und die gemessenen Werte der Regelvorrichtung (25) zur Korrektur auf optimale Spritzbreite, Spritzmittelintensität und/oder Kühlmitteltemperatur zuführen.

11. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandspannungsverteilung zusätzlich die bekannte Bandspannungsregelung bewirkt.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die am Ausgang des jeweiligen Gerüstes gemessenen Werte den Rechenvorgang im Rechner (21) korrigierend zu beeinflussen vermögen.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß der bzw. die Rechner (21) optimale Spritzbreiten, Spritzmittelintensitäten und/oder Kühlmitteltemperaturen zu berechnen vermögen.

Zeichnung