Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Schmierung der Walzen eines Walzgerüstes, insbesondere zur Walzspaltschmierung in einem Walzgerüst für Walzband, wobei mittels einer Misch- und Spritzeinrichtung, welcher über eine erste Versorgungsleitung Wasser und über eine zweite Versorgungsleitung Öl zugeführt wird, eine Mischung aus Wasser und Öl erzeugt und diese Mischung auf das Band und/oder in den Walzspalt und/oder auf mindestens eine der Walzen des Walzgerüstes gespritzt wird.
Es ist bekannt, dass bei der Herstellung eines Walzgutes dessen Oberflächenqualität verbessert werden kann, wenn er der Reibungskoeffizienten zwischen Arbeitswalzen und Walzgut reduziert wird. Indem bei der Herstellung eines Walzbandes beispielsweise ein Schmiermittel eingebracht wird, ist nicht nur die für den Walzvorgang aufzuwendende Energie geringer, sondern es erhöht sich auch die Lebensdauer der Arbeitswalzen eines Walzgerüstes. Üblicherweise wird Öl und Wasser in einem Mischer zu einer Emulsion gemischt. Über Verbindungsleitungen, die einen oder auch mehrere Meter betragen können wird diese Emulsion einer Anordnung von Düsen zugeleitet, welche die Emulsion auf das Band und/oder in den Walzspalt und/oder auf die Arbeitswalzen spritzen.
Nach einer gewissen Betriebszeit lässt aber die Wirkung der Walzspaltschmierung nach, da es sowohl in der Mischereinheit, als auch in den Düsen und auch in den Verbindungsleitungen zu einer Verseifung kommt, deren Ablagerung den aktiven Strömungsquerschnitt verringert. Wenn sich ein Verseifungspartikel von der inneren Wand einer Rohrleitung oder des Mischers löst und in die Austrittsöffnungen einer Düse geschwemmt wird, kann diese verstopfen. In diesem Bereich fällt die Walzspaltschmierung dann vollständig aus. Um das Problem der Verseifung und der damit einhergehenden verringerten Schmierwirkung zu lösen, sind Wartungsarbeiten für die Walzspaltschmierung erforderlich. In einer solchen Wartung wird der Mischer, die Rohrleitungen zwischen Mischer und Düse, sowie die Düsen selbst mit Heißwasser, gegebenenfalls unter Zusatz von einem oder mehreren chemischen Reinigungsmitteln gespült, beziehungsweise frei geblasen.
Eine solche Walzspaltschmierung ist beispielsweise der
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Schmieren der Walzen eines Walzgerüstes anzugeben, das möglichst einfach aufgebaut ist und dessen Wartung die Verfügbarkeit einer Walzanlage möglichst wenig beeinträchtigt.
Diese Aufgabe wird für ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und für eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 11 gelöst.
Gemäß einem Grundgedanken der Erfindung wird das für Reinigungszwecke verwendete Heißwasser durch eine Heizvorrichtung erzeugt, mittels derer das in der Wasserversorgungsleitung strömende Wasser quasi in line erhitzt wird. Diese Heizvorrichtung ist permanent installiert und nur während eines Zeitintervalls, welches von einer Steuereinrichtung vorgegeben wird, aktiv. Dadurch entfällt eine dritte Versorgungsleitung, welche Heißwasser zur Mischeinheit oder zu Verbindungsleitungen zwischen Mischeinheit und Düse führt. Ebenso wenig ist ein ständiges Bereithalten von heißem Wasser erforderlich. Damit entfällt der Aufwand für einen thermisch isolierten Behälter zum Bereithalten von Warm- oder Heißwasser. Damit ergeben sich mehrere Vorteile. Zum einen kann eine Anlage zur Walzspaltschmierung einfach aufgebaut werden. Zum anderen kann die Reinigung der Walzspaltschmierung einfacher durchgeführt werden. Auch bei einem kurzen Wartungsstillstand steht das Heißwasser zum Durchspülen von Mischeinheit und Düsen sehr schnell zur Verfügung und kann in der Temperatur sehr leicht dem Bedarf angepasst werden. Dies ermöglicht eine Reinigung auch bei kurzen Produktionsunterbrechungen, so dass der Verseifung bereits in einem frühen Stadium entgegengetreten werden kann. Die Energieversorgung der Heizvorrichtung kann auf unterschiedliche Weise, beispielsweise elektrisch oder mit einem anderen Brennstoff, z.B. Gas oder Öl erfolgen.
In einer bevorzugten Ausführung kann die Heizvorrichtung elektrisch betrieben werden, z.B. als Durchlauferhitzer ausgeführt sein. Ein Durchlauferhitzer hat mehrere Vorteile. Zum einen ist das erforderliche Bauvolumen bei einer Walzanlage verglichen mit einem Warmwasserspeicher viel geringer. Die für die Reinigung erforderliche Wassertemperatur kann durch elektronische Steuerung der Energiezufuhr zu den einzelnen Widerstands-Heizelementen sehr genau vorgegeben und geregelt werden. Dadurch kann der Energiebedarf dem Verschmutzungsgrad angepasst werden.
Es kann günstig sein, wenn die Steuereinheit zur Festlegung des Zeitintervalls, in welchem die Reinigung stattfindet, eine Prozessgröße aus der Walzenschmierung verwendet, beispielsweise ein Messesignal in der Wasserzuleitung, welches den Verschmutzungsgrad der Misch- und Spritzeinrichtung anzeigt. Ein solches Messsignal kann beispielsweise mittels eines Sensors gewonnen werden, der in der Wasserzuleitung angeordnet ist. Der Sensor kann ein Drucksensor oder ein Durchflusssensor sein.
Für eine effiziente Reinigung kann es vorteilhaft sein, wenn die Steuereinheit die Heizvorrichtung so steuert, dass das zur Misch- und Spritzeinrichtung strömende Wasser auf einen vorgebbaren Temperaturwert von mehr als 60°C erhitzt wird und auf diesen Wert geregelt wird.
Durch eine permanente in der Wasserzuleitung installierten Wasseraufbereitungsanlage, z.B. Ionenaustauscher oder Osmoseanlage, kann die Verseifung der Emulsion herabgesetzt werden. Außerdem ist weiches Wasser günstig für einen elektrischen Durchlauferhitzer, da die Kalkbildung an den Heizelementen geringer ist.
In einer ganz besonders bevorzugten Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass die Misch- und Spritzeinrichtung aus einer Anzahl von Düsen-Mischer-Einheiten gebildet wird, wobei jeder Düsen-Mischer-Einheit sowohl Wasser als auch Öl getrennt zugeführt wird. Im Gegensatz zum Stand der Technik, wo eine Mischeinrichtung mehrere Düsen versorgt, ist in der vorliegenden Ausführungsform der Erfindung jeder Düse eine separate Mischeinheit zugeordnet. Jede Düsen-Mischer-Einheit ist baulich kompakt in einer Einheit ausgeführt und beinhaltet sowohl die Mischfunktion als auch die Sprühfunktion. Dadurch gibt es so gut wie keine Verbindungsleitungen zwischen Mischer und Düse in denen eine Verseifung auftreten könnte. Die Verweilzeit der Emulsion/Dispersion in der Baueinheit ist sehr gering, wodurch die Seifenbildung geringer ist. Dadurch muss der Walzprozess weniger zum Zwecke der Reinigung der Walzspaltschmierung unterbrochen werden.
Wartungsarbeiten können erleichtert werden, wenn jeder dieser Düsen-Mischer-Einheiten durch einen Schnellverschlusses z.B. einen Bajonettverschluss von ihrer Haltevorrichtung gelöst werden kann. Dadurch können verschmutzte Einheiten während eines Wartungsstillstands sehr schnell gewechselt werden.
Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird im nachfolgenden Teil der Beschreibung auf Zeichnungen Bezug genommen, aus denen weitere vorteilhafte Ausgestaltungen, Einzelheiten und Weiterbildungen der Erfindung anhand eines nicht einschränkenden Ausführungsbeispiels zu entnehmen sind.
Es zeigen:
Die
Einlaufseitig zu den Arbeitswalzen 12 ist eine Misch- und Spritzeinrichtung 10 zu sehen. Diese Misch- und Spritzeinrichtung 10 setzt sich zusammen aus einer Anzahl von Düsen-Mischer-Einheiten 1, von denen jede mit Öl und mit Wasser versorgt wird. Jede dieser Düsen-Mischer-Einheiten 1 fungiert zum einen als Mischer, der Öl und Wasser zu einer homogenen Emulsion/Dispersion aufbereitet. Zum anderen fungiert jede dieser Düsen-Mischer-Einheiten 1 als Spritzorgan, welches in Form eines Sprühstrahls die Emulsion in den Walzspalt einbringt. Dieses Einbringen kann durch Sprühen in Richtung Walzspalt, oder in Richtung Arbeitswalzen und/oder in Richtung auf zugewandte Oberfläche des Walzbandes erfolgen. Die Dispersion ist eine Wasser-Öl-Mischung, gebildet aus kleinsten Öltröpfchen in Wasser.
In der beispielhaften Anordnung der
In der ersten Versorgungsleitung 3 (Wasserversorgung) ist permanent eine Heizvorrichtung 6 installiert, mittels derer das von einer nicht näher gekennzeichneten Quelle zu der Misch- und Spritzeinrichtung 10 strömende Wasser zum Zwecke der Reinigung erhitzt werden kann. Diese Heizvorrichtung 6 ist als Durchlauferhitzer ausgebildet, der mehrere als elektrische Widerstandsheizung ausgebildete Heizelemente aufweist. Bauweise und Installation eines Durchlauferhitzers können als bekannt vorausgesetzt werden und brauchen hier nicht näher erläutert werden. Wie in
Die zweite Versorgungsleitung 2 (Versorgung) versorgt die Misch- und Spritzeinrichtung 10 mit Öl. Sie spaltet sich ebenfalls sich ebenfalls in einem oberen Versorgungszweig 4 und einen unteren Versorgungszweig 5 auf. In jedem dieser Zweige 4, 5 ist jeweils eine Dosierpumpe 7 geschaltet. Jede dieser Dosierpumpen 7 wird von der Steuereinheit 9 so gesteuert, dass die Menge der Ölzufuhr im oberen Zweig 4 und im unteren Zweig 5 getrennt vorgegeben werden kann.
Wie gesagt, besteht die Misch- und Spritzeinrichtung 10 aus mehreren Düsen-Mischer-Einheiten 1. Diese Düsen-Mischer-Einheiten 1 sind jeweils als bauliche Einheit ausgeführt. Das heißt, in Strömungsrichtung gesehen sind Mixer und Spritzorgan örtlich unmittelbar hintereinander angeordnet. Indem das Mischen von Öl und Wasser in einer integrierten Baueinheit durchgeführt wird, ist die Verweilzeiten der Emulsion/Dispersion in dieser Baueinheit sehr kurz. Der Reinigungsvorgang ist vergleichsweise einfach, da weniger Verseifung stattfindet.
Der Zeitpunkt für den Beginn einer Reinigungsphase, wie auch die Zeitdauer eines Spülvorgangs wird von der Steuereinheit 9 vorgegebene. Hierzu berücksichtigt die Steuereinheit 9 das Messsignal eines Sensors 13 in der Wasserversorgungsleitung 3. Das vom Sensor 13 gelieferte Messesignal bildet den Verschmutzungsgrad der Misch- und Spritzeinrichtung 10 ab. Im vorliegenden Beispiel ist der Sensor 13 ein Drucksensor.
Während der Reinigungsphase erhitzt der Durchlauferhitzer 6 das durchströmende Wasser auf eine Temperatur von mehr als 60° Celsius. In an sich bekannter Weise wird die Energiezufuhr zu den Heizelementen des Durchlauferhitzers 6 so vorgegeben, dass eine vorgegebene Wassertemperatur eingehalten werden kann.
Während einer Reinigungsphase sind die Dosierpumpen 7 nicht aktiv, so dass die Ölzufuhr zu den Düsen-Mischer-Einheiten 1 unterbrochen ist. Das zu den einzelnen Düsen- Mischer-Einheiten 1 strömende Heißwasser reinigt diese und entfernt eventuell vorhandene Verseifung und Ablagerung. Das für die Reinigung erforderliche Heißwasser wird quasi online in der Wasserversorgungsleitung erzeugt und entstammt nicht einer Bevorratung.
In
Im Vergleich zum Stand der Technik, wo eine Mixer mehrere Sprühdüsen versorgt und der Abstand zwischen Mixer und Sprühdüsen über eine Rohrleitungslänge von meist mehr als eine Meter erfolgt, ist die Verweildauer der Emulsion in der erfindungsgemäßen Vorrichtung weitaus kürzer. Indem der Mischvorgang und der Spülvorgangs in einer baulichen Einheit erfolgt, ist das Ausmaß der Verseifung geringer. Kommt es dennoch zu einer Ablagerung in Mixer oder Düse, so kann diese leichter entfernt werden, die Oberfläche, an der sich Ablagerungen bilden können ist durch die integrierte Bauweise vergleichsweise gering. Dies führt dazu, dass Wartungsintervalle geringer sind und damit die Verfügbarkeit einer Walzanlage erhöht werden kann.
Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung ist zunächst die einfachere Reinigungsmöglichkeit, die ohne chemische Reinigungsmittel auskommt. und Säuren bei der als Verbrauchs Material Reinigungsmitteln und Säuren wegfallen.
Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel 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. So ist vorstellbar, dass anstelle des oben dargestellten einzelnen Durchlauferhitzers, mehrere Durchlauferhitzer verwendet werden. Es ist ferner denkbar, dass jeder Düsen-Mischer-Einheit ein eigener Durchlauferhitzer mit geringerer Anschlussleistung zugeordnet ist.
Zusammenstellung der verwendeten Bezugszeichen
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