[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltwalzen von metallischem Walzgut, insbesondere
von Walzband, mit Düsen für gasförmige oder flüssige Behandlungsmedien, bei dem das
Walzgut unter Verarbeitungstemperatur zur plastischen Formänderung durch den Walzspalt
eines Walzenpaares aus oberer Arbeitswalze und unterer Arbeitswalze hindurchgeführt
wird.
[0002] Aus der
EP 1 230 045 B1 /
DE 199 53 230 C2 ist ein Verfahren bekannt zum Kaltwalzen von metallischem Walzgut, bei dem das Walzgut
unter Raumtemperatur zur plastischen Formänderung durch einen Walzspalt zwischen gegenläufig
angetriebenen Walzen hindurch läuft. Dabei wird in den Bereich des Walzspaltes Inertgas
zur Verringerung der Reibungshitze geblasen, das eine geringere Temperatur aufweist
als die Walzguttemperatur im Walzspalt. Das Inertgas (N
2) wird tiefgekühlt eingeblasen und unterhalb seiner Verflüssigungstemperatur zugeführt.
Der Vorteil dieses Verfahrens stellt sich in einer Verbesserung der Bandoberflächenqualität
dar. Die ursprünglich beabsichtigte Schmierwirkung tritt jedoch überraschenderweise
nicht ein, wie umfangreiche Untersuchungen auf der Grundlage eines mathematischen
Prozessmodells ergeben haben. Im Ergebnis wird also durch die Zuführung von tiefgekühltem
Inertgas lediglich eine Kühlung des Walzgutes und / oder der Walzen im Walzspalt erreicht,
wobei der Verschleiß der Walzen und die Kinematik des Walzvorganges unberücksichtigt
bleiben.
[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, neben einer Walzgut-Oberflächenver-besserung
bei Zufuhr von tiefgekühlten Medien die Schmierung und den Oberflächenschutz des Walzgutes
und der Walzen durch Herabsetzen der Walzkräfte zu ermöglichen.
[0004] Die gestellte Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Merkmalskombination
gelöst. Durch die beanspruchte Lösung wird nicht nur die Walzgutoberfläche verbessert,
sondern zugleich die erforderliche Schmierung für den Walzvorgang und für den normalen
Abrieb der Walzen sichergestellt, wobei gleichzeitig Maßnahmen zur Erhaltung der gewalzten
Oberfläche und der Walzenoberfläche berücksichtigt sind. So kann zusätzlich zu einem
Wasser-Öl-Gemisch bspw. flüssiger Stickstoff eingesetzt werden.
[0005] Die beanspruchte Minimalmengen-Schmierung kann bei Einschließen des Schmiermittelstrahls
durch Inertgas mit abgestimmter Temperatur erfolgen. Die Reibungszahl im Walzspalt
kann produktbezogen und stichplanabhängig durch Variation der aufgebrachten Schmiermittelmengen
verändert werden. Die Minimalmengen-Schmierung ist auch bei Verwendung unterschiedlicher
Schmiermittelarten bei vergleichsweise geringem Aufwand möglich.
[0006] Kühlen, Reinigen und Inertisieren kann weiter dahingehend ausgenutzt werden, dass
in den Abschnitt des keilförmigen Walzen-Walzgut-Auslaufs tiefkaltes Inertgas eingebracht
wird.
[0007] Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel besteht eine wirkungsvolle Maßnahme darin,
dass im Walzgut-Einlauf auf die Walzgutoberfläche die Minimalmengen-Schmierung aufgebracht
wird und in den einlaufseitigen Walzspalt das Inertgas (bspw. N
2) eingebracht wird. Die Temperatur dieses Inertmediums kann verträglich mit dem ausgewählten
Schmiermittel gewählt werden. Auf der Auslaufseite soll dabei ein kaltes Medium wie
bspw. flüssiger Stickstoff oder ein anderes kaltes Inertgas in den Walzspalt eingebracht
werden.
[0008] Für die Vorbereitung der Kühl- oder Schutzgase unterschiedlicher Temperaturen, Flüssigkeiten,
Schmiermittel-Emulsionen oder Walzöl wird weiter eine Anordnung vorgeschlagen, wonach
jeweils in unmittelbarer Nähe zum Walzgut angeordnete Düsensegmente mit senkrecht
von unten und oben gegen die Walzgutoberfläche gerichtete Düsenreihen auf der Einlaufseite
und Düsensegmente mit Düsenreihen auf der Auslaufseite vorgesehen sind. Die Düsensegmente
können symmetrisch zum Walzspalt , an der Einlauf- und Auslaufseite angeordnete, durch
Übereinanderstapeln gebildete Gehäuse, die leicht ausbaufähig und montierbar sind,
darstellen.
[0009] In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele dargestellt, anhand deren nachstehend
das Verfahren erläutert wird und die nachstehend näher im Aufbau erklärt werden.
[0010] Es zeigen:
- Fig. 1
- eine Seitenansicht auf das Arbeitswalzenpaar mit den Düsensegmenten,
- Fig. 2
- eine Seitenansicht einer Tandemwalzstraße und
- Fig. 3
- eine Matrix-Darstellung als Ausführungsbeispiel für die Verteilung der Kühl-, Schmier-,
Reinigungs- und Inertisierungsmedien.
[0011] Gemäß Fig. 1 wird das Walzgut 1 als Walzband 1b unter Verarbeitungstemperatur (im
allgemeinen die Normaltemperatur) zur plastischen Formänderung durch den zwischen
einer oberen Arbeitswalze 2 und einer unteren Arbeitswalze 3 gebildeten Walzspalt
40 in Richtung von der Einlaufseite 4 zur Auslaufseite 5 hindurchgeführt und dabei
gewalzt. Zur Schmierung (Herabsetzung der Walzkräfte), Kühlen (Abführen der durch
den Walzvorgang erzeugten Wärme) und Reinigen (von Rückständen und / oder Oxidation)
der Walzgutoberfläche 1a werden gegen die Flanken 2a, 3a der Arbeitswalzen 2, 3 und
/ oder das Walzgut 1 Medien-Strahlengruppen aus jeweils einzelnen einander zugeordneten
Düsenreihen wie folgt gerichtet:
Düsenreihe 6a, oben (Walzgut 1, Einlaufseite 4: Reinigen)
Düsenreihe 6b, unten (Walzgut 1, Einlaufseite 4: Reinigen)
Düsenreihe 7a, oben (Walzgut 1, Einlaufseite 4: Kühlen)
Düsenreihe 7b, unten (Walzgut 1, Einlaufseite 4: Kühlen)
Düsenreihe 8a, oben (Walzgut 1, Einlaufseite 4,: Schmieren)
Düsenreihe 8b, unten (Walzgut 1, Einlaufseite 4: Schmieren)
Düsenreihe 9a, oben (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Schmieren)
Düsenreihe 9b, unten (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Schmieren)
Düsenreihe 10a, oben (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Kühlen)
Düsenreihe 10b, unten (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Kühlen)
Düsenreihe 11a, oben (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Reinigen)
Düsenreihe 11 b, unten (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Reinigen)
Düsenreihe 12a, oben (Walzspalt 40, Einlaufseite 4, Inertisieren)
Düsenreihe 12b, unten (Walzspalt 40, Einlaufseite 4: Inertisieren)
Düsenreihe 13a, oben (Arbeitswalze 2, Einlaufseite 4: Schmieren)
Düsenreihe 13b, unten (Arbeitswalze 3, Einlaufseite 4: Schmieren)
Düsenreihe 14a, oben (Arbeitswalze 2, Einlaufseite 4: Kühlen)
Düsenreihe 14b, unten (Arbeitswalze 3, Einlaufseite 4: Kühlen)
Düsenreihe 15a, oben (Arbeitswalze 2, Einlaufseite 4: Reinigen)
Düsenreihe 15b, unten (Arbeitswalze 3, Einlaufseite 4: Reinigen)
Düsenreihe 16a, oben (Arbeitswalze 2, Auslaufseite 5: Kühlen)
Düsenreihe 16b, unten (Arbeitswalze 3, Auslaufseite 5: Kühlen)
Düsenreihe 17a, oben (Arbeitswalze 2, Auslaufseite 5: Reinigen)
Düsenreihe 17b, unten (Arbeitswalze 3, Auslaufseite 5: Reinigen)
Düsenreihe 18a, oben (Walzspalt 40, Auslaufseite 5: Inertisieren)
Düsenreihe 18b, unten (Walzspalt 40, Auslaufseite 5: Inertisieren)
Düsenreihe 19a, oben (Walzspalt 40, Auslaufseite 5: Kühlen)
Düsenreihe 19b, unten (Walzspalt 40, Auslaufseite 5: Kühlen)
Düsenreihe 20a, oben (Walzspalt 40, Auslaufseite 5: Reinigen)
Düsenreihe 20b, unten (Walzspalt 40, Auslaufseite 5: Reinigen)
Düsenreihe 21 a, oben (Walzgut 1, Auslaufseite 5: Kühlen)
Düsenreihe 21 b, unten (Walzgut 1, Auslaufseite 5: Kühlen)
Düsenreihe 22a, oben (Walzgut 1, Auslaufseite 5: Reinigen)
Düsenreihe 22b, unten (Walzgut 1, Auslaufseite 5: Reinigen).
[0012] Weiter ist aus Fig. 1 ersichtlich, dass die Düsenreihen 8a, 8b; 9a; 9b; 13a, 13b
die Medienstrahlen aus der Schmiermittel-Emulsion 42 oder aus Walzöl 43 dicht aneinander
liegend zu den Düsenreihen 7a, 7b; 10a, 10b; 14a, 14b; 16a, 16b; 19a, 19b; 21 a, 21
b des tiefkalten Inertgases zuführen.
[0013] Eine minimale Menge der Schmiermittel-Emulsion 42 kann mit einer Schichtdicke 48
entsprechend der Oberflächenrauheit der Walzgutoberfläche 1a des Walzgutes 1, bspw.
des Walzbandes 1b, als so genannte Additivauftragung eingeführt werden.
[0014] Die verschiedenen Umfangsbogenabschnitte der Arbeitswalzen 2, 3 sind in Abschnitte
44 eingeteilt. Aufgrund dieser Einteilung können für diese Abschnitte 44 der Walzgut-Einlaufseite
4, des Walzspalt-Einlaufs, des Walzen-Einlaufs, des Walzen-Auslaufs, des keilförmigen
Walzen-Walzgut-Auslaufs und der Walzgut-Auslaufseite 5 jeweils die Schmierung, die
Kühlung, die Inertisierung und eine Reinigung aufeinander abgestimmt werden.
[0015] Dabei wird derart vorgegangen, dass im Walzgut-Einlauf auf die Walzgutoberfläche
1a die Minimalmengen-Schmierung aufgebracht wird und einlaufseitig in den Walzspalt
40 das Inertgas, bspw. tiefkalter Stickstoff, eingebracht wird.
[0016] Die dichte Anordnung der Düsen in Düsenblöcken 47 gestattet nunmehr, dass die in
den einlaufseitigen Walzspalt 40 aufgebrachte Minimalmengen-Schmierung aus Schmiermittel-Emulsion
42 oder Walzöl 43 oder aus Ölfreien, rückstandslos verdampfenden Kohlenwasserstoffen
von tiefkaltem Inertgas 41 umschlossen eingebracht wird.
[0017] Ebenso wird in den Abschnitt 44 des keilförmigen Walzen-Walzgut-Auslaufstiefkaftes
Inertgas 41 eingebracht.
[0018] In Fig. 2 ist das eingangs beschriebene Verfahren zum Kaltwalzen von metallischem
Walzgut 1, bei dem das Walzgut 1 unter Verarbeitungstemperatur zur plastischen Formänderung
durch den Walzspalt 40 eines Arbeitswalzenpaares 2, 3, aus oberer und unterer Arbeitswalze
2, 3 hindurchgeführt wird und gegen die Flanken 2a, 3a der Arbeitswalzen 2, 3 und
/ oder den Walzspalt 40 und / oder das Walzgut 1 in Strahlengruppen aus jeweils einzelnen
Düsenreihen 6a...22b zum Schmieren, Kühlen, Reinigen und zum Inertisieren gegen den
Walzspalt 40 und / oder gegen das Walzgut 1, jeweils aus tiefkaltem Inertgas 41, aus
Inertgas 41a bei Normaltemperatur, aus Schmiermittel-Emulsion 42 oder aus beigemischtem
Walzöl 43 oder aus ölfreien, rückstandslos verdampfenden Kohlenwasserstoffen bestehend,
zugeführt wird, auf zumindest eines der letzten Walzgerüste einer Tandemwalzstraße
23 mit Dickenabnahmen des Walzgutes 1 kleiner etwa 10% angewendet. Dadurch kann das
Walzgut 1 in Tandemwalzstraßen mit besonders sauberer und glatter Walzgutoberfläche
1a hergestellt werden.
[0019] Das Walzgut 1 wird hinter dem vorletzten Walzgerüst 24 mit dem Kühlmittel und der
Schmiermittel-Emulsion 42 oder dem Walzöl 43 oder den ölfreien, rückstandslos verdampfenden
Kohlenwasserstoffen gekühlt. Nach dem Kühlen des Walzgutes 1 kann das Kühlmittel und
die Schmiermittel-Emulsion 42 oder das Walzöl 43 in dem Abquetsch-Aggregat 26 durch
Abquetschen und / oder durch Abblasen entfernt werden.
[0020] Dabei kann das Walzgut 1 hinter dem vorletzten Walzgerüst 24 mit dem Kühlmittel und
der Schmiermittel-Emulsion 42 oder dem Walzöl 43 oder den ölfreien, rückstandslos
verdampfenden Kohlenwasserstoffen, gekühlt werden.
[0021] In der Tandemwalzstraße 23 (oder am Ende jeder anderen Walzstraße) wird hinter einer
auslaufseitigen Bandkühlung 25, d.h. nach dem Kühlen des Walzgutes 1 das Kühlmittel
und die Schmiermittel-Emulsion 42 oder das Walzöl 43 durch Abquetschen in einem Abquetsch-Aggregat
26 und / oder Abblasen in einer Abblas-Vorrichtung 27 entfernt.
[0022] Zum Schutz des fertig gewalzten Walzgutes 1 wird die Schmiermittel-Emulsion 42 oder
das Walzöl 43 oder die ölfreien, rückstandslos verdampfenden Kohlenwasserstoffe in
einer Vorrichtung 28 zum Aufbringen einer Minimalmengen-Schmierung hinter dem Abquetsch-Aggregat
26 zum Abquetschen und / oder der Vorrichtung 27 zum Abblasen auf das Walzgut 1 oder
die Arbeitswalzen 2, 3 wieder aufgebracht.
[0023] Außerdem folgen in der Tandemwalzstraße 23 auf die Vorrichtung 28 eine Vorrichtung
32 zum Einbringen eines inertisierenden Mediums und eine Vorrichtung 30 zum Einbringen
des inertisierenden Mediums, eine Vorrichtung 31 zum Einbringen von Schmierstoff und
in Richtung auf den Walzspalt 40 gerichtete Vorrichtungen 32 zum Einbringen des inertisierenden
Mediums. Dem letzten Walzenpaar 2,3 der Tandemwalzstraße 23 ist sodann wiederum eine
Vorrichtung 29 zum Aufbringen einer Minimalmengen-Schmierung zugeordnet. Auf der Einlaufseite
4 befindet sich eine Vorrichtung 33 zum Kühlen / Reinigen durch Aufbringen des tiefkalten
Mediums und auf der Auslaufseite 5 eine Vorrichtung 34 zum Kühlen / Reinigen durch
Aufbringen des tiefkalten Mediums. Am Ende wird das Walzgut 1 mittels einer Vorrichtung
35 zum Kühlen / Reinigen durch Aufbringen des tiefkalten Mediums beaufschlagt.
[0024] In Fig. 3 ist eine vorteilhafte Matrix für den Einsatz und die Anordnung der Mediumstrahlen
zum Schmieren, Kühlen, Reinigen und Inertisieren gezeigt. Es kann eine Vielzahl solcher
unterschiedlichen Matritzen eingesetzt werden.
Bezugszeichenliste
[0025]
- 1
- Walzgut
- 1a
- Walzgutoberfläche
- 1b
- Walzband
- 2
- obere Arbeitswalze
- 2a
- Flanke
- 3
- untere Arbeitswalze
- 3a
- Flanke
- 4
- Einlaufseite
- 5
- Auslaufseite
- 6a
- Düsenreihe (Walzgut - Einlaufseite: Reinigen)
- 6b
- Düsenreihe (Walzgut - Einlaufseite: Reinigen)
- 7a
- Düsenreihe (Walzgut - Einlaufseite: Kühlen)
- 7b
- Düsenreihe (Walzgut - Einlaufseite: Kühlen)
- 8a
- Düsenreihe (Walzgut - Einlaufseite: Schmieren)
- 8b
- Düsenreihe (Walzgut - Einlaufseite: Schmieren)
- 9a
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Schmieren)
- 9b
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Schmieren)
- 10a
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Kühlen)
- 10b
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Kühlen)
- 11a
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Reinigen)
- 11 b
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Reinigen)
- 12a
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Inertisieren)
- 12b
- Düsenreihe (Walzspalt - Einlaufseite: Inertisieren)
- 13a
- Düsenreihe (Walze - Einlaufseite: Schmieren)
- 13b
- Düsenreihe (Walze - Einlaufseite: Schmieren
- 14a
- Düsenreihe (Walze - Einlaufseite : Kühlen
- 14b
- Düsenreihe (Walze - Einlaufseite: Kühlen
- 15a
- Düsenreihe (Walze - Einlaufseite: Reinigen)
- 15b
- Düsenreihe (Walze - Einlaufseite: Reinigen
- 16a
- Düsenreihe (Walze - Auslaufseite: Kühlen)
- 16b
- Düsenreihe (Walze - Auslaufseite: Kühlen)
- 17a
- Düsenreihe (Walze - Auslaufseite: Reinigen)
- 17b
- Düsenreihe (Walze - Auslaufseite: Reinigen)
- 18a
- Düsenreihe (Walzspalt - Auslaufseite: Inertisieren)
- 18b
- Düsenreihe (Walzspalt - Auslaufseite: Inertisieren)
- 19a
- Düsenreihe (Walzspalt - Auslaufseite: Kühlen
- 19b
- Düsenreihe (Walzspalt - Auslaufseite: Kühlen
- 20a
- Düsenreihe (Walzspalt - Auslaufseite: Reinigen)
- 20b
- Düsenreihe (Walzspalt - Auslaufseite: Reinigen)
- 21 a
- Düsenreihe (Walzgut - Austaufseite: Kühlen)
- 21 b
- Düsenreihe (Walzgut - Auslaufseite: Kühlen)
- 22a
- Düsenreihe (Walzgut - Auslaufseite: Reinigen)
- 22b
- Düsenreihe (Walzgut - Auslaufseite: Reinigen
- 23
- Tandemwalzstraße
- 24
- vorletztes Walzgerüst
- 25
- auslaufseitige Bandkühlung
- 26
- Abquetsch-Aggregat
- 27
- Abblas-Vorrichtung
- 28
- Vorrichtung zum Aufbringen einer Minimalmengen-Schmierung
- 29
- Vorrichtung zum Aufbringen einer Minimalmengen-Schmierung
- 30
- Vorrichtung zum Einbringen eines inertisierenden Mediums
- 31
- Vorrichtung zum Einbringen von Schmierstoff
- 32
- Vorrichtung zum Einbringen eines inertisierenden Mediums
- 33
- Vorrichtung zum Kühlen / Reinigen durch Aufbringen eines tiefkalten Mediums
- 34
- Vorrichtung zum Kühlen / Reinigen durch Aufbringen eines tiefkalten Mediums
- 35
- Vorrichtung zum Kühlen / Reinigen durch Aufbringen eines tiefkalten Mediums
- 40
- Walzspalt
- 41
- tiefkaltes Inertgas
- 41 a
- Inertgas mit Normaltemperatur
- 42
- Schmiermittel-Emulsion
- 43
- Walzöl
- 44
- Abschnitt
- 45
- seitlicher Umfang
- 46
- Düsensegment
- 47
- Düsenblock
- 48
- Schichtdicke
1. Method of cold rolling metallic rolling stock (1), particularly of rolling strip (1b),
in which the rolling stock (1) is led at processing temperature, for plastic change
in shape, through the rolling gap (40) of a working roll pair (2, 3); and a deep-chilled
inert gas for rendering inert and for cooling is delivered, in a wedge region of roll/strip
outlet, in the form of groups of jets to the surface of the rolling stock (1) and
in the rolling gap (40), characterised in that the inert gas alternatively or additionally is also delivered in a region of strip
outlet to the surface of the rolling stock (1); that the inert gas delivered at the
strip outlet side also produces a cleaning of the surface of the rolling stock (1);
that in a region of strip inlet and/or rolling gap inlet a separate medium for lubrication,
in the form of a group of jets, is delivered to the surface of the rolling stock (1)
and/or into the rolling gap (40) and, in particular, merely a minimum quantity with
a layer thickness corresponding with the surface roughness of the surface of the rolling
stock (1).
2. Method according to claim 1, characterised in that the inert gas is additionally also delivered in a region of strip inlet and/or in
a region of rolling gap inlet to the surface of the rolling stock (1) or into the
rolling gap (40).
3. Method according to one of the preceding claims, characterised in that the media are delivered to the upper side and lower side of the rolling stock (1)
by nozzle segments, which are arranged in the immediate vicinity of the rolling stock
(1), with nozzle rows, which are directed perpendicularly from below and above against
the rolling stock surface, as well as in a rolling gap (40) onto the upper side and
in a rolling gap onto the lower side of the rolling stock.