Verfahren und Vorrichtung zum Temperieren von Walzen

Abstract

 Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Temperieren von Walzen (3, 5, 7), insbesondere von den Walzen (3, 5, 7) eines Walzgerüstes (1). Das Walzgerüst (1) weist grundsätzlich Arbeitswalzen (3), Stützwalzen (7) und gegebenenfalls mindestens eine Zwischenwalze (5) auf, wobei die Zwischenwalzen (5) vorteilhaft zwischen den Arbeitswalzen (3) und den Stützwalzen (7) lokalisiert sind. Zur Temperierung der Walzen (3, 5, 7) dient eine Beaufschlagung der Walzen (3, 5, 7) mit einem Temperierungsmittel und/oder einer Heizquelle (17). Es ist vorgesehen, dass sowohl die Arbeitswalzen (3) als auch mindestens eine der Zwischenwalzen (5) und/oder gegebenenfalls mindestens eine der Stützwalzen (7) temperiert werden. Durch die Temperierung von Arbeitswalzen (3) und Zwischenwalzen (5) ist insbesondere eine schnelle Temperaturanpassung des Walzprofils an das Profil des Walzgutes (2), insbesondere im Bereich der Materialbearbeitung, möglich. Dies führt zu einer Verbesserung der Planheit des Walzgutes (2) nach dem Walzprozess.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Temperieren von Walzen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung betrifft weiter eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 7, ein Walzgerüst mit einer derartigen Vorrichtung sowie ein Walzwerk mit einem derartigen Walzgerüst.

[0002] Beim Kaltwalzen von Stahl und Nichteisenmetallen, insbesondere von Aluminium, entsteht eine große Wärmemenge durch Reibung und durch Verformung des bearbeiteten Walzgutes. Die entstehende Wärme verursacht eine Erwärmung der Walzen eines Walzwerkes. Eine unkontrollierte Erwärmung der Arbeitswalzen führt zu einer Verminderung der Qualität des Walzerzeugnisses.

[0003] Aus DE 10 2005 029 461 B3 ist ein Verfahren zur Aufbringung eines Kühlmittels auf das Walzgut und/oder auf mindestens eine Walze bekannt. Mittels eines Planheitsmesssystems wird die aufzubringende Kühlmenge bestimmt.

[0004] Es ist Aufgabe der Erfindung die Planheit des Walzgutes nach dem Walzen zu verbessern.

[0005] Die Aufgabe wird mittels eines Verfahrens der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass sowohl die Arbeitswalzen als auch mindestens eine der Zwischenwalzen und/oder mindestens eine der Stützwalzen temperiert werden.

[0006] Die Aufgabe wird weiter durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 8 angegebenen Merkmalen gelöst.

[0007] Die Aufgabe wird weiter durch ein Walzgerüst mit den Merkmalen gemäß Anspruch 10 sowie durch ein Walzwerk mit den Merkmalen gemäß Anspruch 11 gelöst.

[0008] Walzgerüste, insbesondere zum Einbau in Walzstraßen, bestehen im Regelfall aus zwei Arbeitswalzen, zwei Stützwalzen und ggf. aus zwei oder mehr Zwischenwalzen. Arbeitswalzen weisen im Regelfall einen geringen Durchmesser im Vergleich zu den Stützwalzen auf. Zwischenwalzen orientieren sich in ihrer Größe, insbesondere ihres Durchmessers, zumeist an den Arbeitswalzen. Stützwalzen sind regelmäßig erheblich schwerer und größer als Arbeitswalzen und/oder Stützwalzen. Während des Walzprozesses wird durch die Verformung des Walzgutes Wärmeenergie frei, welche zur Erwärmung der Walzen und dem Walzgut führt. Die Erwärmung der Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen, führt zur Ausdehnung der Walzen.

[0009] Durch die Veränderung des Durchmessers der Walzen, insbesondere der Arbeitswalzen, wird die Dicke des Erzeugnisses des Walzprozesses zum Nachteil verändert. Um eine gleichbleibende Dicke sowie Planheit des Walzerzeugnisses zu erlangen, muss entweder die Position der Arbeitswalzen und/oder der Stützwalzen angepasst werden und/oder zumindest die Arbeitswalzen temperiert, insbesondere gekühlt, werden. Vorteilhaft werden die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen temperiert. Die Temperierung der Arbeitswalzen und/oder Stützwalzen dient zu einer Modifikation des Durchmessers und/oder des Verlaufes des Durchmessers entlang der Rotationsachse der temperierten Walze.

[0010] Unter Dicke des Walzgutes wird hier die lokale Dicke des Walzgutes verstanden. Lokale Dicke heißt, dass die Dicke des Profils des Walzgutes unterschiedlich sein kann. Beispielsweise kann die Dicke in der Mitte des Querschnittes, der parallel zu den Rotationsachsen der Walzen liegt, in der Mitte zunehmen oder abnehmen. Selbstverständlich sind auch komplexere Formen des Walzgutes, insbesondere des Querschnittes des Walzgutes, vorstellbar.

[0011] Unter einer Temperierung wird hier eine bereichsweise Erwärmung und/oder Kühlung einer Walze verstanden. Beispielsweise wird die Arbeitswalze gekühlt im mittleren Bereich gekühlt und gegebenenfalls gleichzeitig oder zeitbereichsweise nahe den Stirnseiten erwärmt. Vorteilhaft wird auch die Zwischenwalze im mittleren Verlauf gekühlt und gegebenenfalls in ihrem äußeren Bereich erwärmt. Sowohl die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen sind vorteilhaft in Bereiche eingeteilt, wobei zumindest einer der Bereiche temperiert wird.

[0012] Zur Sicherstellung der Dicke und der Planheit des Walzerzeugnisses werden - nach gegenwärtigen Stand der Technik - die Arbeitswalzen gekühlt. Hauptaugenmerk der Erfindung ist daher die zusätzliche Temperierung der Zwischenwalzen neben einer Temperierung der Arbeitswalzen. Zur weiteren Verbesserung der Planheit ist eine Temperierung der Stützwalzen vorteilhaft. Stützwalzen sind regelmäßig sehr groß, insbesondere im Vergleich zu Arbeitswalzen oder Zwischenwalzen. Daher bieten Stützwalzen eine Wärmespeicherung um die Temperatur der Walzen zu stabilisieren. Eine Temperierung er Arbeitswalzen und/oder der Zwischenwalzen, insbesondere vor dem Walzprozess ein wirksames Mittel, um die Temperierung in der Anfangsphase des Walzprozesses zu unterstützen. Durch die Temperierung der Zwischenwalzen und/oder gegebenenfalls der Stützwalzen kann Position der Arbeitswalzen und damit die Dicke des Walzerzeugnisses verändert werden. Weiter führt ein Temperaturausgleich zwischen einander beaufschlagenden Walzen zur Schonung des Materials der Walzen und des Walzgutes. Der Temperaturausgleich wird insbesondere durch eine abgestimmte Temperierung der Arbeitswalzen der Zwischenwalzen und/oder gegebenenfalls der Stützwalzen erreicht.

[0013] Regelmäßig erfolgt eine mechanische Verschiebung der Walzen anhand der ermittelten Planheit und der Abmessung des Walzgutes. Dabei werden die Planheit und die Abmessung des Walzgutes nach dem Walzprozess ermittelt und anhand der Abweichungen von Planheit oder Abmessungen die Position und/oder die Ausrichtung der Walzen verändert. Durch das hier beschriebene Verfahren soll mittels der Temperierung der Arbeitswalzen, der Zwischenwalzen und gegebenenfalls der Stützwalzen eine Modifikation des Durchmessers oder dessen Verlauf entlang der Rotationsachse beeinflusst werden. Mittels des beschriebenen Verfahrens kann die Planheit und gegebenenfalls die Genauigkeit der Dicke des Walzgutes, insbesondere zum Anfang des Walzvorgangs, verbessert werden.

[0014] Für eine größtmögliche Genauigkeit der Planheit und der Dicke des Walzerzeugnisses ist es vorteilhaft, die Temperierung der einzelnen Walzen mit der Kontrolleinrichtung des Walzgerüstes zu verbinden. So kann eine Temperierung der Walzen weitere Maßnahmen zur Qualitätssteigerung des Walzerzeugnisses unterstützen, wobei weitere Maßnahmen beispielsweise ein Verschieben oder eine Veränderung der Rotationsachse von Walzen zueinander sind.

[0015] Weiter kann die Temperierung der Zwischenwalzen, insbesondere einer Kühlung der Zwischenwalzen im inneren Bereich sowie eine Erwärmung der Zwischenwalzen im äußeren Bereich, zur Verbesserung der Planheit erfolgen. Vorteilhaft an der Temperierung der Zwischenwalzen ist die direkte Beaufschlagung der Zwischenwalzen mit den Arbeitswalzen. Weiter vorteilhaft ist die Temperierung der Zwischenwalzen, da die Zwischenwalzen aufgrund ihrer geringen Masse im Vergleich zu den Stützwalzen besonders schnell temperiert werden können.

[0016] Weitere Verbesserungen der vorstehend geschilderten Maßnahmen sind durch eine gleichzeitige Temperierung der Arbeitswalzen der Zwischenwalzen und der Stützwalzen zu erreichen. Besonders vorteilhaft ist die Temperierung der Arbeitswalzen und/oder der Stützwalzen und/oder der Zwischenwalzen zur Erhöhung der Planheit zum Beginn des Walzprozesses. Während der ersten Minuten des Walzprozesses treten thermische und mechanische Unregelmäßigkeiten auf, welche durch Steuerungsmechanismen ausgeglichen werden. Durch die Ausgleichsmechanismen thermischer und mechatronischer Art ist eine gleichbleibend hohe Qualität des Walzerzeugnisses auch zu Beginn des Walzprozesses erreichbar. Die gleichbleibend hohe Qualität des Walzerzeugnisses, insbesondere in der Anfangszeit des Walzprozesses, ergibt sich aus der schnelleren und genaueren Einstellung der Walzen untereinander. Eine gezielte Kühlung und/oder Erwärmung, insbesondere in unterschiedlichen Bereichen der einzelnen Walzen, unterstützen die Genauigkeit des Walzprozesses sowie die Planheit des Walzerzeugnisses.

[0017] Die Temperierung der Walzen erfolgt regelmäßig durch Beaufschlagen der Walzen mit einem Temperierungsmittel. Das Temperierungsmittel wird dabei mittels einer Düse auf die Oberfläche der entsprechenden Walze aufgebracht. Das Temperierungsmittel wird dabei vorteilhaft vorher temperiert und mittels Zuleitungen zu den Düsen transportiert. Ventile dienen zur Steuerung des Durchflusses des Temperierungsmittels durch die Düse.

[0018] Vorteilhaft sind die Düsen, die den Düsen zugeordneten Ventile, deren Zuleitungen, sowie gegebenenfalls Heizelemente zu einer Temperierungsfunktionseinheit zusammengefasst. Die Temperierungsfunktionseinheit ist vorteilhaft in ein bestehendes Walzgerüst nachrüstbar. Gegebenenfalls sind Temperatursensoren zur Messung der Temperatur der Walzen und/oder einzelnen Bereichen der Walzen vorteilhaft Teil der Temperierungsfunktionseinheit.

[0019] Eine vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens ist dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen und die Zwischenwalzen, welche die Arbeitswalzen beaufschlagen, temperiert werden. Das Verfahren zum Temperieren von Walzen ist insbesondere für ein Walzgerüst bestehend aus zwei Arbeitswalzen, welche von jeweils einer Zwischenwalze beaufschlagt werden, wobei die Zwischenwalzen wiederum jeweils von einer Stützwalze beaufschlagt werden, vorteilhaft. In dieser Ausgestaltung des Verfahrens wird sowohl die Arbeitswalze als auch, gegebenenfalls unabhängig voneinander, die Zwischenwalzen temperiert. Unter einer Temperierung versteht man den Temperaturausgleich der Walze mit weiteren Elementen des Walzgerüstes oder das Einstellen einer gewünschten Temperatur der Walze bzw. eines abzugrenzenden Bereiches der Walze. Zur Temperierung dient vorteilhaft eine Beaufschlagung der Walzen mit einem Temperierungsmittel oder eine andere Methode zur Erwärmung oder Kühlung der Walzen. Ein besonders vorteilhaftes Einsatzgebiet des Verfahrens ist der Betreib eines Sexto-Kaltwalzwerkes der eines 6-high Walzwerk.

[0020] Vorteilhaft bei dem Verfahren ist die ausschließliche Kühlung der Zwischenwalzen und der Arbeitswalzen, wobei die Stützwalzen nicht gesondert temperiert werden. Nachteilig erfordert eine Temperierung der Stützwalzen eine große Menge von Temperierungsmittel, da die Stützwalzen einen erheblich höheren Durchmesser und somit erheblich mehr zu kühlendes Volumina als die Zwischenwalzen und/oder die Arbeitswalzen aufweisen.

[0021] Bei einem weiteren vorteilhaften Verfahren ist die zu temperierende Walze in mehrere Bereiche entlang der Richtung der Rotationsachse der Walze eingeteilt und die Temperierung der einzelnen Bereiche erfolgt gesondert. Beispielsweise werden die Walzen in einen inneren und jeweils einen äußeren Bereich eingeteilt, wobei die äußeren Bereiche den inneren Bereich einschließen. Weiter vorteilhaft ist eine Einteilung in eine höhere Anzahl von Bereichen, beispielsweise in sieben oder mehr Bereiche entlang der Rotationsachse der Walze. Je mehr einzelne Bereiche der Walze gesondert temperiert werden, desto genauer kann auf Verschlechterung der Planheit mittels der Temperierung der Walzen reagiert werden. Vorteilhaft können einzelne Bereiche einzelner Walzen gesondert mit verschiedenen Temperierungsmethoden wie Beaufschlagen eines Temperierungsmittels und einer Induktionsheizung temperiert werden. Eine bereichsweise erfolgende Temperierung auf unterschiedliche Temperaturwerte dient zur Verbesserung der Planheit des Walzerzeugnisses, wobei eine gezielte Erwärmung oder Kühlung einzelner Bereiche der Walzen die mechatronische Anpassung der Position der Walzen unterstützt. Vorteilhaft erfolgt eine derartige Einteilung durch eine Platzierung mehrerer Düsen, durch welche ein Temperierungsmittel auf die einzelnen Bereiche der Walzen aufgebracht wird.

[0022] Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren zur Temperierung von Walzen, wobei als Temperierungsmittel ein organisches Lösungsmittel, insbesondere Mineralöl, Wasser oder eine Emulsion aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel dient und wobei das Temperierungsmittel mittels einer oder mehrerer Düsen auf die Walzen aufgetragen wird. Als organisches Lösungsmittel dient vorteilhaft ein flüssiger Kohlenwasserstoff, ein Gemisch von Kohlenwasserstoffen, ein Alkohol, ein Mineralölerzeugnis, beispielsweise Kerosin oder ein Leichtöl. Weiter vorteilhaft ist ein Gemisch aus verschiedenen Mineralölerzeugnissen. Weiter ist als Temperierungsmittel Wasser oder eine Emulsion aus Wasser und einem Mineralöl und ggf. weiteren Zusätzen vorteilhaft, wobei die Zusätze insbesondere zur Stabilisierung der Emulsion dienen. Insbesondere zur Kühlung ist Wasser besonders gut geeignet, da Wasser einen hohen Wärmekoeffizienten aufweist. Mineralölerzeugnisse besitzen zwar regelmäßig einen geringeren Wärmekoeffizient, sind jedoch dagegen auch zur Schmierung der Walzen untereinander gut geeignet. Vorteilhaft werden unterschiedliche Temperierungsmittel für unterschiedliche Walzgüter verwendet.

[0023] Weiter vorteilhaft, insbesondere zur Behandlung von Aluminium durch eine Walze, ist Mineralöl aufgrund seiner chemischen Stabilität gut geeignet. Zudem verhält sich Mineralöl sehr reaktionsträge und ist daher zur Unterstützung eines Walzprozesses von chemisch reaktiven Metallen wie Kupfer oder Aluminium gut geeignet. Die Auftragung des Temperierungsmittels erfolgt vorteilhaft mittels einer Düse, wobei die Düse in einem vorteilhaft variabel gehaltenen Abstand und in einer vorteilhaft variabel einstellbaren Richtung auf die Walzoberfläche gerichtet ist. Das überflüssige Temperierungsmittel wird vorteilhaft im unteren Bereich des Walzgerüstes gesammelt und nachdem das Temperierungsmittel wieder auf die gewünschte Temperatur gebracht worden ist, wieder dem Temperierungsprozess zugeführt wird.

[0024] Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren, dadurch gekennzeichnet, dass als sonstige Temperierungsmethode eine Wechselwirkung der zu temperierenden Walze mit einem elektromagnetischen Feld und/oder einem magnetischen Wechselfeld, insbesondere einem Induktionsheizverfahren, erfolgt. Eine Bestrahlung der Walze mit Wärmestrahlung zur Temperierung der Walze, insbesondere einer Zwischenwalze, ist für eine besonders schnelle Aufheizung einzelner Bereiche der Walze vorteilhaft. Zudem können Induktionsheizverfahren eine schnelle und effektive Erwärmung einzelner Bereiche der Walze dienen. Eine schnelle und genau abgestimmte Erwärmung einzelner Bereiche verbessert vorteilhaft die Planheit des Walzerzeugnisses nach Durchlauf des Walzprozesses. Weiter vorteilhaft ist ein Induktionsheizverfahren oder eine Bestrahlung einer Walze mit Wärmestrahlung zum Ausgleich von Bereichen unterschiedlicher Temperatur. Ein Ausgleich der Temperatur dient zur Erhöhung der Planheit der Walzen. Eine verbesserte Planheit erhöht die Qualität des Walzgutes.

[0025] Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren zur Temperierung einer Walze wobei dass das Temperierungsmittel vor der Beaufschlagung der Walzen temperiert wird. Durch eine Temperierung des Temperierungsmittels vor der Beaufschlagung der Walzen, insbesondere durch Düsen, ist eine schnelle Erwärmung oder Kühlung einzelner Bereiche der Walze möglich. Ein Ausgleich der Temperatur der Walzen dient auch zur Erhöhung der Lebensdauer der Walzen, insbesondere bei hohen Temperaturdifferenzen einzelner Bereiche oder der gesamten Walze. Die Temperierung des Temperierungsmittels erfolgt vorteilhaft zentralisiert oder, als eine weitere Ausführungsmöglichkeit des Verfahrens, kurz vor der Düse, wobei die Düse zur Beaufschlagung des vorgegebenen Bereiches der Walze vorgesehen ist. Vorteilhaft dient die vorherige Temperierung des Temperierungsmittels sowohl der schnellen und zielgerichteten Temperierung der Walzen als auch einer Schonung des Walzenmaterials, insbesondere bei einem ansonsten hohen Temperaturunterschiedes zwischen Temperierungsmittel und Außentemperatur der zu temperierenden Walze.

[0026] In einer vorteilhaften Ausführungsform der Vorrichtung zur Temperierung von Walzen ist sowohl eine Temperierung der beiden Arbeitswalzen als auch eine Temperierung der Zwischenwalzen vorgesehen, wobei die Zwischenwalzen die Arbeitswalzen beaufschlagen. Wie bereits erläutert, besteht ein vorteilhaftes Walzgerüst aus dem Gerüst sowie zwei Arbeitswalzen, zwei Zwischenwalzen und zwei Stützwalzen. Die Zwischenwalze wird jeweils von einer Arbeitswalze und einer Stützwalze beaufschlagt. Für eine möglichst schnelle und effiziente Kühlung oder Erwärmung einzelner Bereiche der zum Walzprozess beitragenden Walzen ist eine Temperierung der Arbeitswalzen sowie der Zwischenwalzen vorteilhaft, da die Wechselwirkung der Zwischenwalzen und der Arbeitswalzen mit dem Walzgut erheblich höher ist als die Wechselwirkung der Stützwalzen und der Arbeitswalzen mit dem Walzgut. Unter einer Wechselwirkung wird dabei beispielsweise ein Temperaturausgleich verstanden. Überdies ist die Temperierung der Arbeitswalzen und der Zwischenwalzen aber nicht der Stützwalzen - unter verfahrensökonomischen Gesichtspunkten vorteilhaft, da die Massen der Stützwalzen erheblich höher sind als die Massen der Arbeitswalzen bzw. der Massen der Zwischenwalzen. Mittels eines solchen Walzgerüstes kann vorteilhaft ein Erzeugnis produziert werden, welches eine hohe Planheit sowie eine besonders geringe Abweichung der Dicke aufweist.

[0027] Weiter vorteilhaft ist ein Verfahren, wobei eine Kontrolleinrichtung die Temperierung der Bereiche der Walze steuert und/oder regelt.

[0028] Die Kontrolleinrichtung dient vorteilhaft zur Regelung der Temperatur der einzelnen Bereiche der Walzen, insbesondere der temperierten Walzen. Als Eingangsparameter erhalt die Kontrolleinrichtung beispielsweise die ermittelte Planheit des Walzgutes vor und/oder nach dem Walzprozess. Durch die Regelung der Temperatur der Walzen wird gezielt eine bereichsweise auftretende Verformung der Walze erreicht, um die Planheit des Walzgutes zu verbessern. Die Kontrolleinrichtung dient weiter vorteilhaft zur Steuerung der Durchflussmenge des Temperierungsmittels durch die einzelnen Düsen sowie gegebenenfalls zur Regelung der Temperatur des Temperierungsmittels. Weiter dient die Kontrolleinrichtung zur Steuerung der Heizelemente. Falls die Düsen beweglich sind, kann die Kontrolleinrichtung zusätzlich die Position und/oder die Ausrichtung der Düsen steuern.

[0029] Die Kontrolleinrichtung ist vorteilhaft mit einem Steuerungssystem des Walzgerüstes und/oder dem Steuerungssystem des Walzwerkes verbunden. Eine Integration der Kontrolleinrichtung zur Unterstützung der weiteren ablaufenden Prozesse des Walzwerkes und/oder des Walzgerüstes ist eine besonders bevorzugte Ausgestaltung des Verfahrens.

[0030] Besonders vorteilhaft ist eine hier beschriebene Vorrichtung für einem Sexto-Kaltwalzwerk oder einem 6-high-Walzwerk. In einer besonders vorteilhaften Ausführungsform sind dabei die Arbeitswalzen und die Stützwalzen temperiert.

[0031] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele näher beschrieben und erläutert. Es zeigen:

FIG 1

eine Anordnung von Arbeitswalzen und Stützwalzen,

FIG 2

eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen,

FIG 3

eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und Zwischenwalzen,

FIG 4

eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen mit einer Kontrolleinrichtung,

FIG 5

eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und Zwischenwalzen,

FIG 6

eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und Zwischenwalzen,

FIG 7

eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen und Zwischenwalzen,

FIG 8

eine Einteilung einer Zwischenwalze in unterschiedliche Bereiche und einzelne Düsen zur Temperierung.

[0032] FIG 1 zeigt eine Anordnung von zwei Arbeitswalzen 3 und zwei Stützwalzen 7. Dabei sind die Arbeitswalzen 3 zwischen den beiden Stützwalzen 7 angeordnet, wobei die Stützwalzen 7 die Arbeitswalzen 3 jeweils beaufschlagen. Zwischen den Arbeitswalzen 2 verläuft das Walzgut 2, wobei die Walzrichtung sich an der Rotationsrichtung der Arbeitswalzen 3 respektive der Stützwalzen 7 orientiert. Zur Temperierung der Arbeitswalzen 3 wie auch der Stützwalzen 7 dient eine Temperierungsfunktionseinheit T. Die Temperierungsfunktionseinheit T besteht aus Düsen 11, aus Zuleitungen der Düsen 11 sowie aus den zugeordneten Ventilen 9. Das Temperierungsmittel wird durch die Zuleitungen zu den Düsen 11 geleitet. Die Düsen 11 dienen zur Beaufschlagung der Walzen 3, 7 mit dem Temperierungsmittel. Die Düsen 11 sind nahe der jeweiligen Arbeitswalze 3 und/oder Stützwalze 7 lokalisiert. Vorteilhaft ist die Position der Düsen 11 in Lage und Ausrichtung veränderbar. Die Düsen 11 dienen zur Beaufschlagung der Stützwalzen 7 bzw. der Arbeitswalzen 3 mit den Temperierungsmittel. In dieser einfachen Ausgestaltung dient die Zufuhr von Temperierungsmittel, insbesondere zur Temperierung der Arbeitswalzen 3 sowie vorteilhaft der Kühlung und ggf. zum Ausgleich der Temperaturen der Stützwalzen 7 und den Arbeitswalzen 3 sowie zur Verbesserung der Planheit. Anstelle von Düsen 11 kann das Temperierungsmittel auch mittels eines Leitungssystem (nicht gezeigt), das durch die Walzen 3, 7 oder nahe der Walzen 3, 7 verläuft, zur Temperierung der Walzen 3, 7 und/oder des Walzgutes 2 dienen.

[0033] FIG 2 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und Stützwalzen 7 als Teil eines Walzgerüsts 1. Das Walzgut 2 wird von den Arbeitswalzen 3 beaufschlagt und durch die Beaufschlagung der Arbeitswalzen 3 in seiner Form, insbesondere seiner Dicke verändert. Die Arbeitswalzen 3 werden jeweils über eine Zwischenwalze 5, mit einer Stützwalze 7 abgestützt. Die Stützwalze dient zum Aufnahme und/oder zum Ausgleich der Kraft, die auf die Arbeitswalze 3 während der Verformung des Walzgutes 2 wirkt. Die Zwischenwalze 5 dient zum Kraftübertrag der Arbeitswalzen 3 zu den Stützwalzen 7. Vorteilhaft sind sowohl die Arbeitswalzen 3 als auch die Zwischenwalzen 5 sowie die Stützwalzen 7 in ihrer Ausrichtung und ihrer Position veränderbar. Dies ist durch die geraden Pfeile an der oberen Stützwalze 7 angedeutet. Die gebogenen Pfeile nahe dem Mittelpunkt der Walzen 3, 5, 7 geben eine mögliche Rotationsrichtung der Walzen 3, 5, 7 an. Eine Anpassung der Position und/oder Ausrichtung einzelner Walzen 3, 5, 7 dient dem Zweck, dass die Planheit des Walzgutes 2 nach dem Durchlauf des Walzgutes 2 durch das Walzgerüst 1 den Erfordernissen genügt. Zur Temperierung der Walzen 3, 5, 7 sowie gegebenenfalls des Walzgutes 2 dient die Temperierungsfunktionseinheit T. Hier weist die Temperierungsfunktionseinheit T die Düsen 11, den Düsen 11 zugeordnete Ventile 9 sowie die Zuleitungen auf. Zur Temperierung der Arbeitswalzen 3 sowie der Zwischenwalzen 5 als auch der Stützwalzen 7 dient jeweils eine oder mehrere Düsen 11, welche die Walzen 3, 5, 7 mit dem Temperierungsmittel beaufschlagen. In unmittelbarer Nähe der Düsen 11 befindet sich jeweils ein Ventil 9, welches den Fluss des Temperierungsmittels durch die Düse 11 und damit die Temperierung der entsprechenden Walze 3, 5, 7 einstellt. Wie gezeigt, können die Düsen 11 und die Ventile 9 in eine Einheit zusammenfallen. Vorteilhaft kann die Temperierung der Stützwalzen 7 auch entfallen, indem die Ventile 9 der Düsen 11, welche für die Beaufschlagung der Stützwalzen 7 mit dem Temperierungsmittel vorgesehen sind, geschlossen werden.

[0034] FIG 3 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5. Dargestellt ist auch hier ein Walzgerüst 1, bestehend aus Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und Stützwalzen 7, wobei die Arbeitswalzen 3 zur Bearbeitung des Walzgutes 2 vorgesehen sind, wobei die Stützwalzen 7 und die Zwischenwalzen 5 zur Ausrichtung und/oder Abstützung der Arbeitswalzen 3 vorgesehen sind und wobei die Arbeitswalzen 3 und die Zwischenwalzen 5 mittels einer Temperierungsfunktionseinheit T temperiert werden. Die Temperierungsfunktionseinheit T für die Walzen 3, 5 weist Düsen 11, zum Beaufschlagung der jeweiligen Walze 3, 5, sowie die Zuleitungen und Ventile 9 auf. Die gezeigte Ausführung verfügt über zwei Ventile 9, wobei die Ventile 9 vorteilhaft die Durchflussmenge des Temperierungsmittels durch die Zuleitungen steuern. Die obere Ventile 9 steuern die Temperierung der Arbeitswalzen 3 und das untere Ventil 9 steuert die Temperierung der Zwischenwalzen 5.

[0035] FIG 4 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und Stützwalzen 7 mit einer Kontrolleinrichtung 15 und mit einem Ventil 9. Hier dient die Kontrolleinrichtung 15 zur Steuerung und/oder Regelung der Temperierung von Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und gegebenenfalls der Stützwalzen 7. Die Stützwalzen 7 können vorteilhaft nur zeitweise temperiert werden. Zur Bestimmung der Planheit und/oder der Abmessung des ausgehenden Walzgutes 2 dient eine Abtasteinheit 13, welche die Planheit des Walzgutes 2 nach dem Walzprozess ermittelt. Die Planheit wird an eine Kontrolleinrichtung 15 übermittelt, wobei die Kontrolleinrichtung 15 die Ventile 9 anweist, die Arbeitswalzen 3, Zwischenwalzen 5 und/oder gegebenenfalls die Stützwalzen 7 dergestalt zu temperieren, dass die Planheit des Walzgutes 2 nach dem Walzprozess den Anforderungen entspricht. Zur Beaufschlagung der Walzen 3, 5, 7 mit dem Temperierungsmittel dienen die Düsen 11. Die Düsen 11 werden über die Zuleitungen mit dem Temperierungsmittel versorgt. Vorteilhaft ist das Temperierungsmittel beim Erreichen des Ventils 9 temperiert. Ein Durchflusstemperierer 10 dient vorteilhaft gezielten Erwärmung oder Kühlung des Temperierungsmittels. Anstelle eines Durchflusstemperieres 10 kann auch eine zentrale Temperierung des Temperierungsmittels erfolgen. Vorteilhaft ist auch der Durchflusstemperierer 10 mit der Kontrolleinrichtung 15 verbunden und unterstützt die Verbesserung der Planheit des Walzgutes 2 nach Durchlauf des Walzgutes 2.

[0036] Vorteilhaft dient die Kontrolleinrichtung 15 auch zur Ausrichtung und/oder Positionierung der Arbeitswalzen 3 und/oder der Zwischenwalzen 5 und/oder gegebenenfalls der Stützwalzen 7. Eine Veränderung der Position der Arbeitswalzen 3, der Zwischenwalzen 5 und/oder der Stützwalzen 7 ist durch die Pfeile in der oberen Stützwalze angedeutet. Der Pfeil im unteren Bereich des Walzgerüstes symbolisiert die Durchflussrichtung des Walzgutes 2 durch das Walzgerüst 1.

[0037] FIG 5 zeigt eine Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5. In dieser Ausführung dienen Reinigungsdüsen 19 zur Aufbringung von Schmiermittel und/oder Reinigungsmittel auf die Walzen 3, 5, 7 und/oder mittels der Walzen 3, 5, 7 auf das Walzgut 2. Das aufgetragene Reinigungsmittel dient der Reinigung der entsprechenden Walzen 3, 5, 7 und verhindern beispielsweise eine Anlagerung von Partikeln auf den Walzen 3, 5, 7. Da sich die Walzen 3, 5, 7 druckbehaftet aneinander schmiegen, können selbst kleinste Partikel zu Schäden am Walzgut 2 und/oder an den Walzen 3, 5, 7 selbst führen. Um ein besseren Gleitverhalten der Walzen 3, 5, 7 untereinander zu gewährleisten, werden die Walzen 3, 5, 7, insbesondere nahe der Beaufschlagung zwischen zwei unterschiedlichen Walzen 3, 5, 7, geschmiert. Als Schmiermittel dient vorteilhaft ein geeignetes Mineralöl und zur Reinigung der Walzen 3, 5, 7 dient entweder Wasser, ein Alkohol und/oder ein leichtes Mineralöl. Vorteilhaft ist die Vorrichtung zur Schmierung und/oder Reinigung der Walzen 3, 5, 7 in die Vorrichtung zur Temperierung der Walzen 3, 5, 7 miteinander gekoppelt.

[0038] Je nach Drehrichtung der Walzen 3, 5, 7 beim Walzprozess ist auch eine Vorrichtung zur Beaufschlagung der Walzen mit Schmiermittel und/oder Reinigungsmittel denkbar, die sich auf der gegenüberliegenden Seite des Walzgerüstes 1 wie die Ventile 11 befindet, so dass das Schmiermittel und/oder das Reinigungsmittel durch die sich drehenden Walzen 3, 5, 7 in den Zwischenraum zwischen den beiden entsprechenden Walzen 3, 5, 7 eingebracht wird und so gleichmäßig verteilt wird.

[0039] FIG 6 zeigt eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5, wobei zur Bestimmung der Temperatur der jeweiligen Arbeitswalze 3 und/oder Zwischenwalze 5 ein Temperatursensor 8 erfolgt. Als Temperatursensor 8 dient vorteilhaft ein Temperaturfühler 8, der an der Oberfläche der Walze 3, 5, 7 entlangleitet, ein Temperatursensor 8, der die von der Walze 3, 5, 7 emittierte Wärmestrahlung registriert und/oder ein Temperatursensor 8, der in der Walze 3, 5, 7 selbst integriert ist. Die mittels des Temperatursensors 8 ermittelten Temperaturwerte dienen vorteilhaft einer Kontrolle der Wirksamkeit der Temperierungsfunktionseinheit T. Insbesondere kann eine Überhitzung der Walzen 3, 5, 7 mittels einer Kontrolle der Temperatur der Walzen 3, 5, 7 vorgebeugt werden. Der Temperatursensor 8 ist vorteilhaft mit der Kontrolleinrichtung 15 (hier nicht gezeigt) und/oder mit einem Durchflusstemperierer 10 verbunden, wobei der Durchflusstemperierer 10 mittels der Temperatur des Temperierungsmittels die Temperatur der einzelnen Walzen 3, 5, insbesondere von verschiedenen Bereichen der einzelnen Walzen 3, 5, steuert. Weiter sind Ventile 9 den einzelnen Düsen 11 zugeordnet. Auch die Ventile 9 werden vorteilhaft durch die Kontrolleinrichtung 15 (nicht gezeigt) und/oder mittels der Temperatursensoren 8 direkt angesteuert. Die Messung der Temperatur der Walzen 3, 5 erfolgt beispielsweise durch die Integration des Temperatursensors in die Walzen 3, 5, 7 selbst oder eine berührungslose Abtastung der Walzen 3, 5, 7 mittels eines Temperatursensors, der die Wärmestrahlung der Walzen 3, 5, 7 aufnimmt und so die Temperatur der Walzen 3, 5 und/oder einzelner Bereiche der Walzen 3, 5 ermittelt. Weiter zeigt die Figur symbolisch weitere Reinigungsdüsen 19 zur Beaufschlagung der Walzen 3, 5, 7 mit Reinigungsmittel und/oder Schmiermittel.

[0040] FIG 7 zeigt eine weitere Anordnung zur Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5, wobei die Zwischenwalzen 5 und die Arbeitswalzen 3 vorteilhaft einen oder mehrere Temperatursensoren 8 aufweisen, insbesondere zur Bestimmung der Temperatur einzelner Bereiche der Zwischenwalzen 5 und/oder der Arbeitswalzen 3. Neben der Temperierung der Walzen 3, 5, 7 durch die Beaufschlagung eines Temperierungsmittels wird zusätzlich oder alternativ mit Hilfe einer Heizquelle 17 temperiert. Als Heizquelle 17 dienen in der bevorzugten Ausgestaltung ein Induktionsheizelement 17 und/oder eine Quelle für Wärmestrahlung 17. Je nach Einsatzgebiet ist kann eine Temperaturmessung in/an den Walzen 3, 5, 7 auch entfallen oder die Temperatur des Walzgutes 2 selbst ermittelt werden. Eine Ermittlung der Temperatur des Walzgutes erfolgt beispielsweise mit einer Wärmekamera oder mit einem anderen Temperatursensor 8 außerhalb des Walzgerüstes 1. In einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung wird die Temperatur der Walzen nicht gemessen sondern berechnet.

[0041] FIG 8 zeigt eine Einteilung einer Zwischenwalze 5 in unterschiedliche Bereiche und einzelne Düsen 11 zur Temperierung. Vorteilhaft sind die Düsen 11 mittels eines zugeordneten Ventils 9 so einstellbar, dass einzelne Bereiche durch das Auftragen von Temperierungsmitteln unterschiedlicher Flussgeschwindigkeiten unterschiedlich temperiert werden. In dieser Ausführung sind sämtliche Düsen 11 an eine Quelle des Temperierungsmittels angeschlossen, wobei die einzelnen Bereiche durch Steuerung von einzelnen Ventile 9, welche sich vorteilhaft einer jeden Düse 11 zugeordnet ist, angesteuert wird. Die gezeigte Anordnung ist vorteilhaft auch für die Arbeitswalzen 3 und/oder die Stützwalzen 7 anwendbar. Die Anzahl der Düsen bestimmt sich vorteilhaft nach der Länge der zu temperierenden Walze 3, 5, 7, wobei ein Bereich, der mit einer Düse temperiert wird, eine Breite von 1 cm bis 5 cm aufweist.

[0042] Weiter können die Düsen 11 mehrere Löcher aufweisen, wobei durch jedes der Löcher das Temperierungsmittel in unterschiedlicher Richtung auf die Walzen 3, 5, 7 aufgebracht wird. Vorteilhaft weist eine Düse 11 ein Ventil 9 auf, wobei das Ventil 9 zeitweise geöffnet ist. Durch die Dauer des geöffneten Ventils 9 im Verhältnis zur Dauer des geschlossenen Ventils 9 ergibt sich das Volumen des abgegebenen Temperierungsmittels bei einer vorteilhaft konstanten Flussgeschwindigkeit des Temperierungsmittels durch die Düse 11.

[0043] Zusammenfassend betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Temperieren von Walzen 3, 5, 7, insbesondere von den Walzen 3, 5, 7 eines Walzgerüstes 1. Das Walzgerüst 1 weist grundsätzlich Arbeitswalzen 3, Stützwalzen 7 und gegebenenfalls mindestens eine Zwischenwalze 5 auf, wobei die Zwischenwalzen 5 vorteilhaft zwischen den Arbeitswalzen 3 und den Stützwalzen 7 lokalisiert sind. Zur Temperierung der Walzen 3, 5, 7 dient eine Beaufschlagung der Walzen 3, 5, 7 mit einem Temperierungsmittel und/oder einer Heizquelle 17. Es ist vorgesehen, dass sowohl die Arbeitswalzen 3 als auch mindestens eine der Zwischenwalzen 5 und/oder gegebenenfalls mindestens eine der Stützwalzen 7 temperiert werden. Durch die Temperierung von Arbeitswalzen 3 und Zwischenwalzen 5 ist insbesondere eine schnelle Temperaturanpassung des Walzprofils an das Profil des Walzgutes 2, insbesondere im Bereich der Materialbearbeitung, möglich. Dies führt zu einer Verbesserung der Planheit des Walzgutes 2 nach dem Walzprozess.

Ansprüche

1. Verfahren zum Temperieren von Walzen (3, 5, 7), insbesondere von den Walzen (3, 5, 7) eines Walzgerüstes (1), wobei das Walzgerüst (1) Arbeitswalzen (3), Stützwalzen (7) mindestens eine Zwischenwalze (5) aufweist, wobei zur Temperierung der Walzen (3, 5, 7) eine Beaufschlagung der Walzen (3, 5, 7) mit einem Temperierungsmittel und/oder eine sonstige Temperierungsmethode dient,
dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die Arbeitswalzen (3) als auch mindestens eine der Zwischenwalzen (5) und/oder mindestens eine der Stützwalzen (7) temperiert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (3) und die Zwischenwalzen (5), welche die Arbeitswalzen (3) beaufschlagen, temperiert werden.

3. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die zu temperierende Walze (3, 5, 7) in mehrere Bereiche entlang der Rotationsachse der Walze (3, 5, 7) eingeteilt ist und dass die Temperierung der einzelnen Bereiche gesondert erfolgt.

4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als Temperierungsmittel ein organisches Lösungsmittel, insbesondere ein Mineralöl, Wasser oder eine Emulsion aus Wasser und einem organischen Lösungsmittel dient und dass das Temperierungsmittel mittels einer oder mehrerer Düsen auf die Walzen (3, 5, 7) aufgetragen wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass als sonstige Temperierungsmethode eine Wechselwirkung der zu temperierenden Walze mit einem elektromagnetischen Feld und/oder einem Induktionsheizverfahren erfolgt.

6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass das Temperierungsmittel vor der Beaufschlagung der Walzen (3, 5, 7) temperiert wird.

7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die eine Kontrolleinrichtung (15) die Temperierung der Bereiche der Walze (3, 5, 7) steuert und/oder regelt.

8. Vorrichtung zur Temperierung von Walzen (3, 5, 7), insbesondere von Walzen (3, 5, 7) eines Walzgerüsts (1), wobei die Vorrichtung Arbeitswalzen (3), Zwischenwalzen (7) und Stützwalzen (7) sowie eine Temperierungsfunktionseinheit (T) aufweist, wobei die Zwischenwalze (5) durch die Arbeitswalze (3) und durch die Stützwalze (7) beaufschlagt ist,
dadurch gekennzeichnet, dass die Temperierungsfunktionseinheit (T) sowohl zur Temperierung der Arbeitswalzen (3) als auch mindestens einer Zwischenwalze (5) und/oder mindestens einer Stützwalze (7) vorgesehen ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet, dass sowohl die beiden Arbeitswalzen (3) als auch die Zwischenwalzen (5), die die Arbeitswalzen (3) beaufschlagen, zur Temperierung mittels der Temperierungsfunktionseinheit (T) vorgesehen sind.

10. Walzgerüst (1), insbesondere als Teil eines Kaltwalzwerkes, aufweisend eine Vorrichtung gemäß Anspruch 8 oder 9.

11. Walzwerk, insbesondere ein Sexto-Kaltwalzwerk, aufweisend ein Walzgerüst (1) nach Anspruch 10.

Zeichnung