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Dokumentenidentifikation DE69224816T2 16.07.1998
EP-Veröffentlichungsnummer 0556408
Titel BLECHWALZMASCHINE
Anmelder Nippon Steel Corp., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder OGAWA, Shigeru, Nippon Steel Corporation, Futtsu-shi, Chiba 299-12, JP;
SHIRAISHI, Toshiyuki, Nippon Steel Corporation, Futtsu-s, Chiba 299-12, JP
Vertreter Vossius & Partner GbR, 81675 München
DE-Aktenzeichen 69224816
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 27.08.1992
EP-Aktenzeichen 929185288
WO-Anmeldetag 27.08.1992
PCT-Aktenzeichen JP9201087
WO-Veröffentlichungsnummer 9304795
WO-Veröffentlichungsdatum 18.03.1993
EP-Offenlegungsdatum 25.08.1993
EP date of grant 18.03.1998
Veröffentlichungstag im Patentblatt 16.07.1998
IPC-Hauptklasse B21B 13/14

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Walzmaschine bzw. ein Walzwerk zur Dickenreduzierung von Flacherzeugnissen, einschließlich Folie, Band, Blech und Tafeln bzw. Platten, die Dicken- und Planheitsverteilungseigenschaften während der Herstellung verbessern. Obwohl die Erfindung alle Flacherzeugnisse betrifft, wird in der folgenden Beschreibung das Walzgut zumeist als "Blech" bezeichnet.

Früher sind die meisten Walzmaschinen für Flacherzeugnisse Duo- und Quartowalzmaschinen bzw. -werke gewesen, wie in Fig. 1 und 2 dargestellt. Bei diesen Walzmaschinen sind jedoch technische Probleme, wie etwa bei der Steuerung der Dicke in Breitenrichtung (Blechwölbung) und der Gleichmäßigkeit der Planheit (Blechprofil), aufgetreten. Als Mittel zur Lösung dieser technischen Probleme sind Walzmaschinen mit verschiedenen Walzenausrüstungen zum Biegen, Verschieben und Kreuzen und dgl. entwickelt worden.

Jede dieser Maschinen ist mit einer effektiven Steuervorrichtung und -technologie ausgestattet, die bereits bei verschiedenen Walzmaschinen angewendet werden, aber auch wenn diese Maschinen verwendet werden, kann keine gleichmäßige Verteilung der Walziast zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze erreicht werden, wodurch es schwierig wird, die Wölbung und das Profil des Erzeugnisses nach dem Walzen genau zu schätzen.

Es ist möglich, Blechwölbung und Blechprofil auf der Grundlage solcher Daten wie Walzlast, Blechbreite, Blechdicke, die Wölbung und das Profil vor dem Walzen, die gemessen oder geschätzt werden können, und die Betriebsbedingungen für eine Wölbungs- und Profilsteuervorrichtung der Walzmaschine zu schätzen.

Dabei ist jedoch die Genauigkeit der Schätzung begrenzt, so daß neueste Anforderungen nach höchster Genauigkeit Rückkupplungsregulierungen erforderlich machen, wobei eine Dickenprofilmeßeinrichtung und eine Blechprofilmeßeinrichtung nach einer Walzmaschine angeordnet sind.

Das Problem bei der Rückkopplungsregulierung ist der Zeitverlust, nämlich daß es mehr Zeit erfordert, wenn sich Walzgut von einem Austritt kommend einer Meßvorrichtung nähert. Deshalb ist es schwierig, einen Regulierungsgewinn zu erhöhen, und es ist unmöglich, hochfrequenten Störungen entgegenzutreten. Ferner ist, allgemein ausgedrückt, die Fähigkeit der Regulierungsvorrichtung für die Blechwölbung und das Blechprofil innerhalb einer parabolischen oder biquadratischen Verteilung in bezug auf eine Achse einer Blechbreitenrichtung begrenzt.

Was das oben erwähnte Verfahren betrifft, wird ein Profilregulierungsverfahren, das einen exzentrischen Ring in einer geteilten Stützwalze verwendet, in einem Vierwalzen- Walzmaschine angewendet (im allgemeinen als As-U-Mechanismus bezeichnet) und ist in der Lage, eine komplizierte Struktur in Breitenrichtung zu regulieren. Selbst wenn ein Profil der geteilten Stützwalze in einer Walzmaschine mit As-U-Mechanismus erreicht werden kann, ist es dennoch schwierig, eine Walzlastverteilung zu ermitteln und eine genaue Arbeitswalzenbiegung und Walzenabplattung zu erreichen, was das Blechprofil beeinflußt.

Ferner ist es bei einer solchen Vierwalzen-Walzmaschine möglich, einen Mechanismus für eine Walzmaschine zu konstruieren, der eine Walzlast ermittelt, aber auch in diesem Falle ist es nicht möglich, die Verteilung der Walzlast in Breitenrichtung zu messen, so daß die gleichen Probleme wie im oben beschriebenen Fall auftreten.

In der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung 57-68 208 wird vorgeschlagen, daß eine Arbeitswalze von einem Stützträger durch eine Flüssigkeit gestützt wird, und der Flüssigkeitsabschnitt ist in Achsrichtung in mehrere Kammern geteilt. Durch eine Erhöhung der Anzahl der geteilten Kammern wird es möglich, eine Arbeitswalzenbiegung flexibel zu regulieren, und es ist möglich, die Lastverteilung, die zwischen einer Arbeitswalze und einem Stützträger wirkt, durch einen Flüssigkeitsdruck und eine Lastfläche jeder Kammer zu schätzen, wodurch es möglich wird, die Lastverteilung zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze annähernd zu schätzen.

Es tritt jedoch ein Problem auf, das die Kapazitätsbegrenzung und die Dichtungstechnik berührt, nämlich daß übermäßige Stoßlasten oder Erhöhungen der Druckbelastung durch Kammern oder dgl. nicht toleriert werden, und ein großer Biegungsbetrag einer Arbeitswalze kann nicht erkannt werden, weil er ein Entweichen der Flüssigkeit durch die Dichtvorrichtung bewirkt.

Ein großer Biegungsbetrag einer Arbeitswalze ist in der folgenden Situation notwendig, die zwangsläufig bei einem nor malen Walzvorgang entsteht:

1. um eine Profiländerung der Arbeitswalze durch Abrieb und Wärmeausdehnung zu kompensieren,

2. um ein Wölbungsverhältnis zwischen Blechwölbung und Blechdicke während des Walzens, das sich von einem ursprüng lich beabsichtigten Wölbungsverhältnis unterscheidet, zu korrigieren,

3. um Blech zu erzeugen, das eine in Breitenrichtung vorgeschriebene, ungleichmäßige Dickenverteilung hat.

Es ist bisher keine solche Walzmaschine bekannt, die durch Steuerung der Blechwölbung und des Blechprofils, entsprechend einer sofortigen Schätzung einer Blechwölbung und eines Blechprofils auf der Grundlage von selbstermittelter Walzinformation, eine Arbeitswalzenbiegung frei regulieren kann.

DE-A-3 537 152 beschreibt das Stützen einer Arbeitswalze durch geteilte Stützwalzen, das Anordnen eines Lastdetektors in jeder Stützwalze und das Einstellen einer unabhängigen Reduktion der Stützwalze unter Verwendung eines Lastmusters. Dieses Konzept soll das Lastmuster, das zwischen der Arbeitswalze und der Stützwalze wirkt, mit der Blechdickenverteilung nach dem Walzen kombinieren.

Eine Aufgabe der Erfindung ist es, eine Walzmaschine für Flacherzeugnisse bereitzustellen, die eine Blechwölbung und ein Blechprofil durch Biegen einer Arbeitswalze entspre chend einer sofortigen Schätzung einer Blechwölbung und eines Blechprofils auf der Grundlage von selbstermittelter Walzinformation frei regulieren kann.

Diese Aufgabe wird einer Walzmaschine entsprechend den Ansprüchen gelöst.

Im einzelnen weist eine erfindungsgemäße Walzmaschine für Flacherzeugnisse eine Walzenanordnung mit einem Aufbau auf, der eine Arbeitswalze zum Walzen und einen Satz Stützwalzen aufweist, die sich am Umfang der Arbeitswalze drehen können, und insbesondere weist die Walzenanordnung entweder der Ober- oder der Unterseite einen Arbeitswalzenaufbau auf, der von den Kurzballen-Stützwalzen gestützt wird, die in nicht weniger als drei Unterteilungen in Walzenachsrichtung geteilt sind und die unabhängig voneinander mit einer Lastdetektorausrüstung versehen sind. Außerdem weist die erfindungsgemäße Walzmaschine in einer weiteren Variation sowohl eine Ober- als auch eine Unterseite mit Kurzballen-Stützwalzen (geteilten Stützwalzen) jeweils mit einer Lastdetektorausrüstung, einem Walzmechanismus und einem Walzenstellungsdetektormechanismus auf.

Fig. 1 ist eine Ansicht, die eine bekannte Duowalzmaschine zeigt.

Fig. 2 ist eine Ansicht, die eine bekannte Quartowalzmaschine zeigt.

Fig. 3 ist eine Seitenansicht, die ein erfindungsgemäßes Beispiel zeigt.

Fig. 4 ist eine Draufsicht, die ein Beispiel einer Anordnung einer erfindungsgemäßen geteilten Stützwalze in Achsrichtung zeigt.

Fig. 5 ist eine schematische Darstellung, die eine Lastverteilung auf eine Arbeitswalze in Achsrichtung gemäß der Erfindung darstellt.

Fig. 6 ist eine Seitenansicht, die ein weiteres Beispiel der Erfindung darstellt.

Fig. 7 ist eine schematische Darstellung, die einen Lagermechanismus einer erfindungsgemäßen geteilten Stützwalze zeigt.

Fig. 8 ist eine schematische Darstellung eines Anordnungsbeispiels eines Lagermechanismus in einem Zylinderabschnitt einer erfindungsgemäßen geteilten Stützwalze.

Fig. 9 ist eine Seitenansicht, die das dritte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 10 ist eine Seitenansicht, die das vierte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 11 ist eine Draufsicht, die das vierte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 12 ist eine Seitenansicht, die das fünfte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 13 ist eine Seitenansicht, die das sechste Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 14 ist eine Seitenansicht, die das siebente Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 15 ist eine Seitenansicht, die das siebente Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 16 ist eine Seitenansicht, die das achte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 17 ist eine Seitenansicht, die das neunte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 18 ist eine Seitenansicht, die das zehnte Beispiel der Erfindung zeigt;

Fig. 19 ist eine Seitenansicht, die das elfte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 20 ist eine Seitenansicht, die das zwölfte Beispiel der Erfindung zeigt.

Fig. 21 ist eine Seitenansicht, die das dreizehnte Beispiel der Erfindung zeigt.

Nachstehend wird die beste Ausführungsform der Erfindung beschrieben.

In Fig. 3 und 4 ist ein Beispiel der Erfindung dargestellt. In den Figuren weist eine Walzenanordnung entweder der Ober- oder der Unterseite einen Mechanismus einer Arbeitswalze auf, der von einem Satz Stützwalzen gestützt wird, von dem jeder Kurzballen-Stützwalzen aufweist und in nicht weniger als drei Unterteilungen in Achsrichtung geteilt ist, die unabhängig mit einer Lastdetektorausrüstung versehen sind.

Um unabhängige Lastdetektoren bereitzustellen, ist ein unabhängiger Stützaufbau für jede Kurzballen-Stützwalze (geteilte Stützwalze) notwendig. Um den Zwischenraum für den Stützaufbau sicherzustellen, ist gemäß Fig. 3 und 4 eine der geteilten Stützwalzen direkt über der Arbeitswalze angeordnet, eine weitere ist oben rechts von der Arbeitswalze und noch eine weitere oben links von der Arbeitswalze angeordnet, so daß die geteilten Stützwalzen die Arbeitswalze abwechselnd in Achsrichtung ausgerichtet stützen.

Fig. 4 ist eine Draufsicht der Walzmaschine, die vier Arten von Walzenanordnungen zeigt. Fig. 4(a) und (b) sind Beispiele der Walzenanordnung mit sieben Unterteilungen des geteilten Stützwalzensystems, die in Achsrichtung ausgerichtet sind, und Fig. 4(c) ist ein Beispiel mit acht Unterteilungen des geteilten Stützwalzensystems. Die Anzahl der Unterteilungen des geteilten Stützwalzensystems kann ungeradzahlig oder geradzahlig sein, und was die Regulierung eines symmetrischen Dickenprofils auf der rechten und linken Seite betrifft, so verringern ungerade Anzahlen die Betriebskosten. Fig. 4(d) zeigt sieben geteilte Stützwalzen in Achsrichtung, wobei jeder geteilte Walzenzylinder geringfügig mit einem anderen überlappt.

Entsprechend einem oben erwähnten Mechanismus kann die Last der Arbeitswalze, die von jeder geteilten Stützwalze wirkt, gemessen werden. Dadurch können die Lastverteilungsdaten, die zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze wirken, unmittelbar geschätzt werden. Wenn jedoch die Anzahl der Unterteilungen einer geteilten Stützwalze zwei oder weniger beträgt, ist es nicht möglich, eine Blechwölbung und ein Blechprofil zu regulieren. Außerdem ist es möglich, eine quadratische Komponente einer Blechwölbungs- und -profilverteilung in Breitenrichtung zu regulieren, wenn sie in mehr als drei geteilt ist. Demzufolge wird bei der Walzmaschine bei einem Walzgut mit verschiedenen Breiten bevorzugt, viele Unterteilungen des geteilten Stützwalzensystems bereitzustellen. Außerdem wird nachstehend ein Verfahren, mit dem eine Last, die zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze wirkt, anhand einer Last geschätzt werden, die zwischen einer Arbeitswalze und geteilten Stützwalzen wirkt, ausführlich beschrieben.

In Fig. 5 ist eine Last, die auf eine Arbeitswalze in einer Oberwalzenanordnung schematisch dargestellt. Wenn eine Last, die auf die i-te geteilte Stützwalze wirkt, mit qi bezeichnet wird, und jede Last, die zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze wirkt, pi (kleines P) ist, eine Deformationsmatrix zur Durchbiegung einer Arbeitswalzenachse KWij, eine Deformationsmatrix des geteilten Stützwalzensystems KBij, ein Arbeitswalzenprofil, das sich in Form einer Walzenbombierung ausdrückt, CWi, ein Profil des geteilten Stützwalzensystems CBi und eine Durchbiegung der Arbeitswalzenachse yWi ist, kann die folgende Gleichung aus dem Kompatibilitätszustand zwischen dem geteilten Stützwalzensystem und der Arbeitswalze ermittelt werden:

yWi = KBij qj + CBi + CWi (1)

Was übrigens die mathematische Gleichung der Beschreibung betrifft, so entsprechen die Indizes in der Gleichung der Einsteinschen Summationsregel, in der die Glieder mit den wiederholten Indizes innerhalb des Bereiches der Indizes zusammenaddiert werden. Ferner ist KBij eine Koeffizientenmatrix, die den Einfluß einer Einheitslast ausdrückt, die bei der Deformation der i-ten Sttitzwalze auf die j-te geteilte Stützwalze wirkt. Außerdem zeigt eine Deformationsmatrix die Deformation an, die eine Deformation des Walzenständers und eine Abplattung beider Walzen enthält, die durch die Berührungskraft zwischen den Walzen entsteht, und alle, nämlich KBij, KWij, yWi werden in bezug auf relative Verschiebungen vom Maschinenmittelpunkt extrahiert.

Eine Arbeitswalzendurchbiegung kann auch mit einer Deformationsmatrix KWij und einer Verteilung der Walzlast pi (kleines P), die zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze wirkt, wie folgt dargestellt werden:

yWi = KWij (pj - qj) (2)

Wenn yWi aus Gleichung (1) und (2) gestrichen wird, wird eine Verteilung der Walzlast pi wie folgt berechnet:

pi = qi + [KW]&supmin;¹ij(KBjkqk + CBj + CWj) (3)

In Gleichung (3) ist [KW]&supmin;¹ij ein inverses Matrixelement von KWij und kann mit KBij vorausberechnet werden. Da ferner und CWj meßbar sind oder mit Online-Modellen geschätzt werden können, kann eine Verteilung der Walzlast pi zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze unmittelbar aus Gleichung (3) berechnet werden, wenn die Daten für qk in einer erfindungsgemäßen Walzmaschine ermittelt werden können.

Auf diese Weise kann unter Verwendung der erfindungsgemäßen Walzmaschine eine Verteilung der Walzlast pi, die zwischen einem Walzgut und einer Arbeitswalze wirkt, aus den gemessenen Daten der Last, die zwischen einer Arbeitswalze und einem geteilten Stützwalzensystem wirkt, geschätzt werden.

Die Schätzung einer Walzlastverteilung auf Grundlage der gemessenen Daten unterscheidet sich fundamental vom Stand der Technik darin, daß dieser die Walzlastverteilung anhand einer Schätzung der Eintritts- und Austrittsblechdickenverteilung schätzt. Dadurch hat sie einen höheren Grad an Schätzgenauigkeit, der beim Stand der Technik bisher nicht verfügbar gewesen ist.

Demzufolge kann bei einem Walzgut mit einer gleichmäßigen Verteilung des Deformationswiderstandes in Breitenrichtung so reguliert werden, daß bei einer Berechnung nach der Formel (3) eine gleichmäßfg Verteilung erfolgt, so daß Walzbedingungen, wie etwa gutes Profil oder gleichmäßige Dehnungsverformung in Breitenrichtung, erfüllt werden.

Was das Warmwalzen mit einer ungleichmäßigen Temperaturverteilung in der Breitenrichtung betrifft, so ist ferner der Deformationswiderstand in der Breitenrichtung ungleichmäßig, jedoch kann in diesem Fall, wenn die Temperaturverteilung in Breitenrichtung gemessen werden kann, eine Verteilung des Deformationswiderstandes geschätzt werden. Unter Verwendung der geschätzten Daten kann ein angestrebter Verteilungswert für eine Walzlast ermittelt werden, so daß ein Erzeugnis mit gutem Profil hergestellt werden kann.

Wenn eine erfindungsgemäße Walzmaschine verwendet wird, kann sie, auch wenn sie keine spezifische Profilmeßeinrichtung hat, genau reguliert werden.

Wenn eine Walzlastverteilung ermittelt werden kann, kann ferner die Blechdickenverteilung, d. h. die Blechwölbung, unter Verwendung der folgenden Verfahrensweise genau geschätzt werden. Zunächst wird ein Oberflächenprofil ymTi auf der Oberseite eines Blechs unter Verwendung einer Arbeitswalzenabplattungsmatrix Kfij berechnet:

ymTi = yWi + Kfijpj + CWj (4)

pj: kleines P

Wie in Fig. 3 dargestellt, werden bei einem symmetrischen Aufbau der Ober- und Unterseite, wenn man die Berechnung der Unterwalzenanordnung nach dem gleichen Verfahren wie für die Oberwalzenanordnung durchführt, eine Walzlastverteilung pi und ein Flächenprofil einer unteren Arbeitswalze auf der Seite des Walzguts ymBi berechnet, und dann kann eine Dickenverteilung auch geschätzt werden.

Da die Verteilungen der Walzlast, die aus der Ober- und Unterwalzenanordnung berechnet werden, miteinander übereinstimmen sollten, könnten die Daten zur Untersuchung der gegenwärtigen Verteilung des Arbeitswalzenprofils verwendet werden. Außerdem kann, wie in Fig. 6 dargestellt, bei der anderen Walzenanordnung ein Oberflächenprofil ymBi einer Arbeitswalze in der anderen Walzenanordnung unter Verwendung der nach Gleichung (3) ermittelten Walzlastverteilung berechnet werden.

Dies kann nach der folgenden Gleichung berechnet werden, wenn eine Deformationsmatrix einer Arbeitswalze unter Berücksichtigung der Stützwalzendeformation KBWi ist:

ymBi = (KBWij + Kfij) pj + CWj (5)

j: kleines J

wobei sich jedes Glied der Gleichung (5) auf eine Unterwalzenanordnung bezieht und vorher berechnet oder geschätzt werden kann. Wenn Oberflächenprofile ymTi, ymBi berechnet werden, kann eine Verteilung hi der Blechdicke in Breitenrichtung nach dem Walzen nach der folgenden Gleichung berechnet werden:

hi = h&sub0; + ymTi - ymBi (6)

wobei h&sub0; die Dicke in der Mitte des Walzguts ist.

Wie oben beschrieben, kann unter Verwendung der Erfindung eine Verteilung der Blechdicke oder der Blechwölbung in Breitenrichtung nach dem Walzen genau geschätzt und dann ohne einen spezifischen Detektor reguliert werden.

Da eine Berechnung für die oben erwähnte Schätzung einer Blechwölbung und eines Blechprofils von einem Prozeßrechner in einer hundertstel Sekunde durchgeführt werden kann, ist es außerdem möglich, die Blechwölbung und das Blechprofil ohne Verzögerung genau zu regulieren.

Da die Lagervorrichtung eines geteilten Stützwalzensystems erfindungsgemäß eine Mitlaufrolle mit einem Lager in einem Zylinder aufweist, ist es vorteilhaft, wenn die Anlagekonstruktion kein großes Walzeneinbaustück mit einem Lager auf beiden Seiten jeder Stützwalze erfordert, so daß sie als Hochleistungswalzmaschine einer großen Walzlast standhalten kann. In Fig. 7 und 8 ist ein Beispiel einer Lagervorrichtung schematisch dargestellt. Fig. 7 ist eine Lagervorrichtung, die ein Lager außerhalb des Walzenzylinders hat, und Fig. 8 ist eine Mitlaufrollenlagervorrichtung in einem Walzenzylinder. In Fig. 7 und 8 ist ein sich drehender Abschnitt schraffiert dargestellt.

Da, wie in Fig. 7 dargestellt, der Durchmesser eines Lagers vom Durchmesser einer Walze eingeschränkt wird, wird die Breite eines Lagers erhöht, wenn eine große Last anliegt. Da außerhalb eines Walzenzylinders ein großer Zwischenraum notwendig ist, wie in Fig. 4 dargestellt, ist es vielleicht nicht möglich, mehrere geteilte Stützwalzen so anzuordnen, daß sie die Arbeitswalze abwechselnd und durchgängig in Achsrichtung stützen.

Wie in Fig. 8 zum Vergleich dargestellt, ist bei einer Anordnung eines Lagers in einem Walzenzylinder kein großer Zwischenraum erforderlich, da es außerhalb eines Walzenzylinders keine sich drehende Vorrichtung gibt. In diesem Fall ist es auch bei einer enormen Last möglich, mehrere geteilte Stützwalzen so anzuordnen, daß sie die Arbeitswalze abwechselnd und durchgängig in Achsrichtung stützen, wie in Fig. 4 dargestellt.

Außerdem ist die erfindungsgemäße Walzmaschine dadurch gekennzeichnet, daß sie in beiden Walzenanordnungen auf der Ober- und Unterseite ein geteiltes Stützwalzensystem hat, das in nicht weniger als drei Unterteilungen in Walzenachsrichtung geteilt ist. Und bei mindestens einer, nämlich entweder einer Ober- oder einer Unterwalzenanordnung ist jede geteilte Stützwalze unabhängig mit einer Lastdetektorausrüstung, einem Belastungsmechanismus und einem Walzenstellungsdetektor ausgestattet. Aufgrund eines unabhängigen Belastungsmechanismus und Walzenstellungsdetektors ist es möglich, CBi in Gleichung (1) frei zu regulieren und komplexe Störungen des Profils und der Wölbung in Breitenrichtung zu regulieren.

In diesem Fall ist es nicht notwendig, daß der Detektormechanismus für die Walzlast und die Walzenstellung und ein Belastungsmechanismus in einer Walzenanordnung angeordnet sind, vorausgesetzt ein Lastdetektor, z. B. eine Oberwalzenanordnung mit nur einem Lastdetektor, kann mit einer Unterwal zenanordnung mit einem Lastmechanismus und einem Walzenstellungsdetektor ohne einen Lastdetektor kombiniert werden, und selbstverständlich wird bevorzugt, daß im Hinblick auf die Regulierung des Profils und der Wölbung ein Lastdetektor, ein Belastungsmechanismus und ein Walzenstellungsdetektor sowohl in der Ober- als auch in der Unterwalzenanordnung angeordnet sind.

Außerdem kann in diesem Fall ein Belastungsmechanismus und ein Walzenstellungsdetektor als As-U-Mechanismus in einer bekannten Vierwalzen-Walzmaschine verwendet werden. Bei einem As-U-Mechanismus wird ein Drehmechanismus mit einem exzentrischen Ring zu einem Walzenbelastungsmechanismus und ein Walzenwinkeldetektor eines exzentrischen Rings zu einem Walzenstellungsdetektor.

Ferner ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das geteilte Stützwalzensystem in einer Walzenanordnung, nämlich entweder in einer Ober- oder Unterwalzenanordnung und ein Regulierer der Plattendickenverteilung in Breitenrichtung in der anderen Walzenanordnung angeordnet ist. Ein Regulierer der Plattendickenverteilung in Breitenrichtung, der in einer ande ren Walzenanordnung verwendet wird, ist als Regulierer für eine Blechwölbung und ein Blechprofil, z. B. für eine Walzenbiegekraft und dgl., bestimmt. Aufgrund des geteilten Stützwalzenmechanismus als Lastverteilungsdetektor zum Schätzen einer Blechwölbung und eines Blechprofils ist es möglich, eine Blechwölbung und ein Blechprofil ohne Verzögerung mit dem in der anderen Walzenanordnung angeordneten Regulierer genau zu ermitteln und zu regulieren.

Da das geteilte Stützwalzensystem erfindungsgemäß nur auf eine Seite beschränkt ist und es nicht nötig ist, einen Belastungsmechanismus und einen Walzenstellungsdetektor bereitzustellen, können Kosten deutlich verringert werden, während eine bestimmte Funktion für eine Blechwölbung und ein Blechprofil beibehalten wird.

Ferner ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das geteilte Stützwalzensystem entweder in der Ober- oder Unterwalzenanordnung angeordnet ist, die einen unabhängigen Belastungsmechanismus und Walzenstellungsdetektor für alle Stützwalzen hat, oder daß eine bis zwei in Achsrichtung ausgenommen sind.

Mit dieser Beschränkung können Kosten verringert werden, und aufgrund eines unabhängigen Belastungsmechanismus und Walzenstellungsdetektors für jede geteilte Stützwalze ist es möglich, ein komplexes Musterprofil der Wölbung und des Profils in Breitenrichtung zu regulieren.

Wenn die andere Walzenanordnung ohne das geteilte Stützwalzensystem einen Belastungsmechanismus hat, sind eine Belastungsfunktion oder Nivellierfunktion für die Seite mit der geteilten Stützwalze nicht notwendig, und in diesem Fall können ein oder zwei der Belastungsmechanismen und Walzenstellungsdetektoren in Achsrichtung weggelassen werden.

Außerdem ist die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß ein Hydraulikkraftantriebssystem zumindest für eine Oberund/oder eine Unterwalzenanordnung mit dem geteilten Stützwalzensystem versehen ist. Aufgrund des Hydraulikkraftantriebssystems ist es möglich, auch bei hochfrequenten Störungen ein Blechwölbung und ein Blechprofil mit gutem Einwirkverhalten und genau zu regulieren.

Beispiele

Nachstehend wird eine Ausführungsform der Erfindung ausführlich beschrieben.

Beispiel 1

Nachstehend wird das Beispiel mit geteilter Stützwalze sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite beschrieben, wie in Fig. 3 dargestellt. Das Beispiel hat einen Arbeitswalzendurchmesser von 450 mm, eine Zylinderlänge von 1750 mm und einen Durchmesser der geteilten Stützwalze von 400 mm, und die Anordnung einer geteilten Stützwalze in Achsrichtung hat sieben Unterteilungen, wie in Fig. 4(b) dargestellt. Die Zylinderlänge jeder geteilten Stützwalzen beträgt 250 mm. Jede obe re geteilte Stützwalze 2 (2A - 2C), 3 (3A - 3D), 4 (4A - 4C) ist unabhängig im Ständer 12 mit Lastdetektoren 5, 6, 7 (die Zuordnungen zu jeder geteilten Stützwalze und die genauen Bezugszeichen sind abgekürzt, und ebenso bei der Belastungsausrüstung unten) und einer Hydraulikkraftausrüstung versehen. Sie hat auch einen Mechanismus, der unabhängig von der Hydraulikkraftausrüstung reguliert werden kann.

Außerdem haben die geteilten Stützwalzen der Unterseite 21, 31, 43 die gleichen Mechanismen wie die bereits erwähnten unteren geteilten Stützwalzen und können eine Last unabhängig regulieren. Ferner kann bei einem Hydraulikkraftmechanismus als Lastmechanismus, auch wenn keine ausschließlich dafür bestimmte Kraftmeßdose als Lastdetektor verwendet wird, ein Verfahren zur Berechnung einer Last mittels gemessener Daten durch hydraulische Kraft in einem Ölzylinder zum Schätzen der Last verwendet werden, indem die Zylinderfläche multipliziert wird. Außerdem ist in der Hydraulikkraftausrüstung 8 - 10, 8' - 10' jeder Stellungsdetektor mit einem Öldruckkolben als Walzenstellungsdetektor versehen.

Entsprechend der Verwendung der Walzmaschine, wie oben ausgeführt, ist es möglich, die Lastverteilung zu messen, die zwischen der oberen Arbeitswalze 1 und der unteren geteilten Stützwalze 2A - 2C, 3A - 3D, 4A - 4C bzw. zwischen der unteren Arbeitswalze 1' und der unteren geteilten Stützwalze 2A' - 2C', 3A' - 3D', 4A' - 4C' wirkt. Auch aus diesen Daten kann eine Walzlastverteilung, die zwischen dem Walzgut 13 und den Arbeitswalzen 1, 1' wirkt, geschätzt werden. Ferner ist es auch möglich, die Blechdickenverteilung in Breitenrichtung des Walzguts 13 zu schätzen. Entsprechend den geschätzten Daten ist es möglich, die Walzenstellung der geteilten Stützwalze unmittelbar zu regulieren, so daß es möglich ist, eine gewünschte Dickenverteilung und ein gewünschtes Blechprofil zu erreichen.

Beispiel 2

Das andere erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 6 dargestellt. In dem Beispiel ist die obere Walzenanordnung eine erfindungsgemäße Walzenanordnung mit geteilter Stützwalze, die einen unabhängigen Lastdetektor hat, und die untere Walzenanordnung hat den gleichen Mechanismus wie eine herkömmliche Quartowalzmaschine.

Sie hat eine Walzenbiegungszunahmeausrüstung 14, 15 und eine Walzenbiegungsabnahmeausrüstung 16, 17, um die Biegung der unteren Arbeitswalze 1' zu regulieren. Die Abmessungen und die Anordnung der oberen Walzenanordnung ist die gleiche wie im Beispiel 1, wobei der Durchmesser der unteren Arbeitswalze 550 mm und der Durchmesser der unteren Stützwalzen 1200 mm beträgt. Die Walzenbiegeausrüstung der unteren Arbeitswalze hat eine Lastkapazität von bis zu 90 Tonnen/Einbaustück. Außerdem sind bei der Walzmaschine gemäß dem Beispiel, die eine Kraftmeßdose 18 bereitstellt, eine Hydraulikkraftausrüstung 19 in der Unterwalze, alle Stellglieder für die Plattendicke, ein Blechwölbungs- und -profilregulierer auf der Seite der Unterwalze vorgesehen.

Die Kraftmeßdose 18 ist keine unentbehrliche Ausrüstung, sie ist jedoch vorzugsweise als Ersatzausrüstung für den Fall einer Beschädigung des Einbaustücks oder der Kraftmeßdose im Oberwalzensystem vorgesehen, und da die geteilte Stützwalze um die Hälfte verkürzt werden kann und weil die Lastausrüstung der geteilten Stützwalze, wie im Beispiel 1, nicht notwendig ist, können aufgrund dieses Aufbaus erhebliche Ausrüstungskosten eingespart werden.

Wie im Beispiel 1 ist es möglich, eine Lastverteilung zu messen, die zwischen der oberen Arbeitswalze 1 und jeder geteilten Stützwalze 2 - 4 wirkt, und demzufolge ermöglicht es das erfindungsgemäße Verfahren, daß eine Walzlastverteilung, die zwischen dem Walzgut 13 und der Arbeitswalze 1 wirkt, geschätzt werden kann.

Entsprechend der Schätzung wird die Berechnung zum Biegen der oberen und der unteren Arbeitswalze, der Planheitsde formation und der Plattendickenverteilung in Breitenrichtung des Walzguts 13 nach dem Walzen durchgeführt. Ferner kann entsprechend den Daten eine gewünschte Blechdicke und -profilverteilung so ermittelt werden, daß die Walzenbiegekraft der unteren Arbeitswalze genau und schnell reguliert werden kann.

Beispiel 3

Das dritte erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 9 dargestellt. In dem Beispiel hat die Oberwalzenanordnung den gleichen Aufbau wie im Beispiel 1, wobei die Unterwalzenanordnung den gleichen Aufbau hat wie eine herkömmliche Vierwalzen- Walzmaschine mit dem gleichen Durchmesser und Aufbau wie im Beispiel 2. In dem vorliegenden Beispiel sind, wie im Beispiel 2, eine Walzenbiegeausrüstung 14, 15, 16, 17, eine Kraftmeßdose 18 und eine Hydraulikkraftausrüstung vorgesehen.

Obwohl diese Stellglieder und Detektoren des Unterwalzensystens keine für die Erfindung unverzichtbaren Bestandteile sind, wird bevorzugt, diese Ausrüstung bereitzustellen, um die Regulierungskapazität für eine Blechwölbung und ein Blechprofil, für einen Walzenspaltregulierungsbereich, für eine eingestellte Kapazität einer Walzstraße zusätzlich zur Verfügung zu haben, und für den Fall eines Problems, das in einer Kraftmeßdose auftritt.

Aufgrund dieses Aufbaus der geteilten Stützwalze und der Belastungsausrüstung, die erforderlich ist, können 20 Sätze in Beispiel 1 um die Hälfte verringert werden, und Anlagekosten können eingespart werden. Wie im Beispiel 1 ist es möglich, eine Lastverteilung zu messen, die zwischen einer oberen Arbeitswalze 1 und jeder Walze einer geteilten Stützwalze 2 - 4 wirkt. Aus diesen Daten ist es unter Verwendung eines oben erwähnten Verfahrens möglich, eine Lastverteilung zu schätzen, die zwischen einem Walzgut 13 und einer Arbeitswalze 1 wirkt.

Ferner können entsprechend dem geschätzten Wert eine Walzenbiegung und Walzenplanheitsdeformation der oberen und der unteren Arbeitswalze berechnet werden. Dadurch wird es möglich, die Blechdickenverteilung eines Walzguts in Breitenrichtung 13 nach dem Walzen zu schätzen. Außerdem kann erfindungsgemäß die Belastungsstellung der geteilten Stützwalze genau und schnell reguliert werden, so daß eine gewünschte Blechdickenverteilung und ein gewunschtes Blechprofil erreicht werden kann.

Beispiel 4

Das vierte Beispiel der Erfindung ist in Fig. 10 dargestellt. Die Arbeitswalze hat einen Durchmesser von 800 mm, eine Zylinderlänge von 2100 mm und zwei Arten von geteilten Stützwalzen, wobei 20, 21, 20', 21' Durchmesser von 1000 mm haben, die im oberen und unteren Abschnitt angeordnet sind, und 22, 23, 22', 23' Durchmesser von 300 mm haben, die die Arbeitswalze horizontal stützen. Diese geteilten Stützwalzen sind mit sieben Unterteilungen in Achsrichtung angeordnet, wie in einer Draufsicht in Fig. 11 dargestellt.

Beispielsweise wird hier ein solcher Mechanismus bereitgestellt, daß eine Teilkraft in horizontaler Richtung, die mit einer Arbeitswalze mit einer geteilten Stützwalze mit einem großem Durchmesser 20 (20A - 20C) belastet wird, mit einer geteilten Stützwalze mit kleinem Durchmesser (23A - 23C) kompensiert wird. Demzufolge steht, wie in Fig. 11 dargestellt, eine geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 20 einer geteilten Stützwalze mit kleinem Durchmesser 23 gegenüber, und eine geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 21 steht einer geteilten Stützwalze mit kleinem Durchmesser 22 gegenüber.

Fig. 11(a) ist eine Anordnung, bei der jede geteilte Stützwalze 20, 23 nicht mit den Bezugszeichen 21, 22 in Achsrichtung in Konflikt kommen kann, und die Anordnung kann derartig sein, daß sie einander überlappen, wie in Fig. 11(b) dargestellt, wenn ein Abdruck auf der Arbeitswalze in der Nähe eines Zylinders einer geteilten Stützwalze Bedeutung erlangt, vorzugsweise wie in Fig. 11(b) dargestellt.

In diesem Beispiel beträgt der Winkel, der zwischen einer Konormalen der geteilten Stützwalze mit großem Durchmesser 20, 21 und einer Arbeitswalze 1 und einer senkrechten Linie liegt, 30 Grad. Um einer horizontalen Schubspannung, die auf die Arbeitswalze wirkt, entgegenzuwirken, ist in diesem Fall eine Kraft, mit der die geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser 22, 23 auf die Arbeitswalze wirken sollte, die Hälfte der Last, die auf die geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser wirkt.

Demzufolge wird bevorzugt, immer zu so regulieren, daß die wirkende Kraft der geteilten Stützwalze mit kleinem Durchmesser nur die Hälfte der Last ist, die auf eine geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser wirkt. Da alle geteilten Stützwalzen des Beispiels einen Lastdetektor, einen Hydraulikkraftmechanismus und einen Walzenstellungsdetektor haben, ist es einfach, eine solche Last zu regulieren.

In den Beispielen, die die Biegeausrüstung (nicht beschrieben) für die Arbeitswalze mit der geteilten Stützwalze gemeinsam verwenden, behält die Arbeitswalze mit großem Durchmesser eine ausreichende Kapazität bei, um eine Blechwölbung und ein Blechprofil zu regulieren. Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus der Walzmaschine ist es möglich, die geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 20, 21 bereitzustellen, die direkt in die Walzlast eingreift und größer ist als die Stützwalze. Somit ist es möglich, mit der gleichen Konstruktion einer großen Walziast standzuhalten und die gleichen Funktionen wie im Beispiel 1 beizubehalten.

Beispiel 5

Das fünfte Beispiel einer erfindungsgemäßen Walzmaschine ist in Fig. 12 dargestellt. In diesem Beispiel ist die grundsätzliche Walzenanordnung die gleiche wie im Beispiel 4, allerdings hat die geteilte Stützwalze 20, 21 keinen Hydraulikkraftmechanismus und keinen Walzenstellungsdetektor. Und in diesem Fall ist es, wie im Beispiel 2, das gleiche wie eine herkömmliche Vierwalzen-Walzmaschine. Das Stellglied zur Regulierung einer Blechwölbung und eines Blechprofils ist eine Walzenbiegeausrüstung 14, 15, 16 und 17 einer Unterwalze, und das Stellglied zur Regulierung der Blechdicke ist eine Hydraulikkraftausrüstung 19 einer Unterwalze.

Aufgrund einer solchen Zusammensetzung werden die Anlagekosten im Vergleich zum Beispiel 4 deutlich verringert. Aufgrund der oben beschriebenen Zusammensetzung der Walzmaschine wird es möglich, eine geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 20, 21 bereitzustellen, die direkt in eine Walzlast eingreift und größer ist als eine Arbeitswalze 1. Dadurch ist es möglich, mit der gleichen Konstruktion einer großen Walzlast standzuhalten und die gleichen Funktionen wie im Beispiel 2 beizubehalten.

Beispiel 6

Das sechste erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 13 dargestellt. In diesem Beispiel ist eine Oberwalzenanordnung die gleiche wie im Beispiel 4, allerdings hat die untere Walzenanordnung die gleiche Anordnung wie eine herkömmliche Quartowalzmaschine, wie im Beispiel 5. Da in diesem Beispiel die Oberwalzenanordnung eine unabhängige Hydraulikkraftausrüstung und einen unabhängigen Walzenstellungsdetektor hat, ist es möglich, ein komplexes Profil einer Blechwölbung und eines Blechprofils in Breitenrichtung zu regulieren. Und aufgrund eines solchen Aufbaus werden die Anlagekosten im Vergleich zum Beispiel 4 deutlich verringert.

Aufgrund des oben beschriebenen Aufbaus einer Walzmaschine ist es möglich, eine geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 20, 21 bereitzustellen, die direkt in eine Walzlast eingreift und im Vergleich zur Arbeitswalze 1 größer ist. Daher ist es möglich, einen Aufbau zu konstruieren, der einer großen Walzlast standhält und dabei die gleichen Funktionen wie im Beispiel 3 beibehält.

Beispiel 7

Das siebente erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 14 dargestellt. Die Arbeitswalze hat einen Durchmesser von 1000 mm, eine Zylinderlänge von 5000 mm, und die geteilte Stützwalze 20, 21 hat einen Durchmesser von 1200 mm, mit dreizehn Unterteilungen in Achsrichtung, wie in Draufsicht in Fig. 15 dargestellt. Fig. 15(a) ist eine Anordnung, bei der keine geteilte Stützwalze 20, 21 mit einer anderen in Achsrichtung in Konflikt kommen kann. Und die Anordnung kann derartig sein, daß sie einander überlappen, wie in Fig. 15(b) dargestellt. Wenn ein Abdruck auf der Arbeitswalze in der Nähe eines geteilten Stützzylinders Bedeutung erlangt, wird bevorzugt, die Anordnung in Fig. 15(b) anzuwenden.

In diesem Beispiel, das keine geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser hat, die einer horizontalen Schubbelastung entgegenwirkt, die durch die geteilte Stützwalze auf die Arbeitswalze wirkt, wie im Beispiel 4, geht man davon aus, daß diese bei einem Durchmesser der Arbeitswalze ausreichend groß ist für eine Walzdauer im Vergleich zur horizontalen Scherbelastung.

Das Beispiel ist für eine Blechwalzmaschine mit einem enorm langen Walzenzylinder bestimmt, und um eine breitere Kapazität in Breitenrichtung zu ermöglichen, so daß die Anzahl der Unterteilungen noch weiter zunimmt. Da es jedoch nicht notwendig ist, eine geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser wie im Beispiel 4 bereitzustellen, ist die Anzahl der geteilten Walzen auf 26 Sätze begrenzt, wenn man die oberen und unteren summiert, dadurch entsteht ein gutes Kosten-Leistungs- Verhältnis. In dem Beispiel hat eine Arbeitswalze mit großem Durchmesser durch gemeinsame Verwendung von Biegeausrüstungen (nicht beschrieben) der Arbeitswalze mit geteilter Stützwalze ausreichend Kapazität, um eine Blechwölbung und ein Blechprofil zu regulieren.

Beispiel 8

Das achte erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 16 dargestellt. In diesem Beispiel ist die grundsätzliche Walzenanordnung die gleiche wie im Beispiel 7, allerdings hat eine geteilte Stützwalze keinen Hydraulikkraftmechanismus und keinen Walzenstellungsdetektor, und diese Unterwalzenanordnung ist die gleiche wie bei einer herkömmlichen Quartowalzmaschine wie im Beispiel 2. In diesem Fall ist, wie im Beispiel 2, das Stellglied zur Regulierung einer Blechwölbung und eines Blechprofils eine Walzenbiegeausrüstung 14, 15, 16 und 17 einer Unterwalze und das Stellglied zur Regulierung der Blechdicke eine Hydraulikkraftausrüstung 19 einer Unterwalze. Durch einen solchen Aufbau werden die Anlagekosten im Vergleich zu Beispiel 7 deutlich verringert.

Beispiel 9

Das neunte erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 17 dargestellt. In diesem Beispiel ist eine Oberwalzenanordnung die gleiche wie im Beispiel 7, und die Unterwalzenanordnung ist, wie im Beispiel 8, die gleiche wie bei einer herkömmlichen Quartowalzmaschine. Durch einen solchen Aufbau werden die Anlagekosten im Vergleich zum Beispiel 7 deutlich verringert. Da die Oberwalzenanordnung einen unabhängigen Hydraulikkraftmechanismus und Walzenstellungsdetektor bereitstellt, ist es möglich, ein komplexes Profil einer Blechwölbung und eines Blechprofils in Breitenrichtung zu regulieren.

Beispiel 10

Das zehnte erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 18 dargestellt. In diesem Beispiel ist eine Oberwalzenanordnung so ausgeführt, daß die Oberwalzenanordnung einen unabhängigen Lastdetektor, eine Hydraulikkraftausrüstung und einen Walzenstellungsdetektor gemäß der Erfindung hat, und diese Unterwalzenanordnung ist die gleiche wie eine Zwölfwalzen- Walzmaschine, die eine geteilte Stützwalze hat, die als As-U- Mechanismus bekannt ist.

Außerdem ist es aufgrund der Kombination möglich, anhand einer Blechwölbung, die von der Oberwalzenanordnung ermittelt wird, ohne Verzögerung einen gewünschten Profilwert zu regulieren und komplizierte Profile einer Blechwölbung und eines Blechprofils in Breitenrichtung zu regulieren.

In dem Beispiel wird bei der Einstellung des Anfangswalzenspaltes vor dem Walzen vorzugsweise der As-U-Mechanismus verwendet, und danach wird zur Regulierung von optimalen Bedingungen während des Walzens ein Hydraulikkraftmechanismus mit gutem Einwirkverhalten einer Oberwalzenanordnung verwendet. Problemlos kann als Reaktion auf eine Regulierung einer Blechwölbung während des Walzens die Hydraulikkraftausrüstung der Oberwalzenanordnung und der Walzenstellungsdetektor verkürzt werden, wie im Beispiel 2.

Beispiel 11

Es wird erwogen, das Beispiel mit geteilter Stützwalze sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite anzuwenden, wie in Fig. 19 dargestellt. Die Arbeitswalze hat einen Durchmesser von 450 mm, eine Zylinderlänge von 1750 mm, und die geteilte Stützwalze hat einen Durchmesser von 450 mm, sieben Unterteilungen, die in Breitenrichtung geteilt sind, und eine Zylinderlänge von 250 mm. Jede obere geteilte Stützwalze 2 (2A - 2C), 3 (3A - 3D), 4 (4A - 4C) ist unabhängig von einer anderen über einen Lastdetektor 5, 6, 7 (der entsprechend jeder geteilten Stützwalze vorgesehen ist, verkürzte Bezugszeichen sind die gleichen wie die für die Belastungsausrüstung) und eine Hydraulikkraftausrüstung 8, 9, 10 an einem Ständer 12 befestigt.

Dieses Beispiel hat einen -solchen Mechanismus, daß unter Verwendung der Hydraulikkraftausrüstung unabhängig reguliert werden kann. Ferner ist die Seiten mit den unteren geteilten Stützwalzen 2', 3' und 4' auf die gleiche Weise ausgeführt, und diese können eine Last unabhängig voneinander re geln. Ferner kann bei der Anwendung des Hydraulikkraftmechanismus als Belastungsmechanismus, auch wenn keine ausschließlich dafür bestimmte Kraftmeßdose als Lastdetektor verwendet wird, ein Verfahren zur Berechnung einer Last mittels gemessener Daten durch die hydraulische Kraft im Zylinder zum Schätzen der Last verwendet werden, indem die Zylinderfläche multipliziert wird. Außerdem wird bei der Hydraulikkraftausrüstung 8 - 10, 8' - 10' jeder Stellungsdetektor mit einem Öldruckzylinder als Walzenstellungsdetektor bereitgestellt.

Entsprechend einer Walzmaschine mit einem Aufbau, wie oben beschrieben, ist es möglich, eine Lastverteilung zu messen, die nach dem oben beschriebenen Verfahren zwischen der Arbeitswalze 1 und der oberen geteilten Stützwalze 2A - 2C, 3A - 3D, 4A - 4C und zwischen der unteren Arbeitswalze 1' und der unteren geteilten Stützwalze 2A' - 2C', 3A' - 3D' und 4A' - 4C' wirkt, so daß eine Schätzung der Lastverteilung, die zwischen dem Walzgut 13 und der Arbeitswalze 1, 1' wirkt, durchgeführt werden kann.

Ferner kann aus diesen Daten die Blechdickenverteilung in Breitenrichtung eines Walzguts 13 nach dem Walzen ermittelt werden. Außerdem ist es entsprechend diesen geschätzten Daten möglich, die Walzenposition der geteilten Stützwalze mit einem hohen Maß an Genauigkeit und Geschwindigkeit zu regulieren, so daß es möglich ist, eine gewünschte Dickenverteilung und ein gewünschtes Profil zu erreichen.

In dem Beispiel ist der Hydraulikkraftmechanismus 29, 30 vorgesehen. Wenn sich die Blechdicke über das gesamte Blech ändert, kann der Hydraulikkraftmechanismus als Stellglied für einen Walzspalt fungieren, der die Blechdicke reguliert, während der Belastungsmechanismus für die Kurzballen-Stützwalzen die Blechwölbung und das Plattenprofil reguliert. Folglich kann ein Übergangsbereich auf einem kleinen Bereich beschränkt werden, so daß eine Schubkraft, die zwischen dem Lastmechanismus jeder geteilten Stützwalze wirkt, ausreichend klein wird.

Beispiel 12

Das erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 20 dargestellt. Die Arbeitswalze hat einen Durchmesser von 800 mm, eine Zylinderlänge von 2100 mm und zwei Arten von geteilten Stützwalzen, von denen die Bezugszeichen 20, 21, 20', 21' einen Durchmesser von 1000 mm im haben und im oberen und unteren Abschnitt angeordnet sind, und die Bezugszeichen 22, 23, 22', 23' einen Durchmesser von 300 mm haben und die Arbeitswalze horizontal stützen. Diese geteilten Stützwalzen sind so angeordnet, daß sie sieben Unterteilungen in Achsenrichtung haben, wie in einer Draufsicht in Fig. 11 dargestellt.

Beispielsweise wird ein derartiger Mechanismus bereitgestellt, daß eine Teilkraft in horizontaler Richtung, die über eine geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 20 (20A - 20C) auf eine Arbeitswalze wirkt, durch die geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser 23 (23A - 23C) kompensiert wird. Demzufolge steht der geteilten Stützwalze mit großem Durchmesser 20 die geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser 23 gegenüber, und die geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 21 steht der geteilten Stützwalze mit kleinem Durchmesser 22 gegenüber.

Es ist eine Anordnung, bei der jede geteilte Stützwalze 20, 23 nicht mit den Bezugszeichen 21, 22 in Achsenrichtung in Konflikt kommt, so daß ihre Anordnung derartig sein kann, daß sie einander überlappen, wenn Abdrücke auf der Arbeitswalze in der Nähe eines Zylinders der geteilten Stützwalze Bedeutung erlangen, vorzugsweise durch gegenseitige Überlappung.

In diesem Beispiel beträgt der Winkel zwischen einer Konormalen in der geteilten Stützwalze mit großem Durchmesser 20, 21 und der Arbeitswalze 1 und einer senkrechten Linie 30 Grad. Um der horizontalen Schubbelastung, die auf die Arbeitswalze wirkt, entgegenzuwirken, beträgt in diesem Fall die Kraft, mit der die geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser 22, 23 auf die Arbeitswalze wirken sollte, die Hälfte der Last, die durch die geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser ausgeübt wird.

Demzufolge wird bevorzugt, die Last dadurch zu regulieren, daß die geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser mit der halben Last einer geteilten Stützwalze mit großem Durchmesser beaufschlagt wird. Da alle geteilten Stützwalzen des Beispiels einen Lastdetektor, einen Hydraulikkraftmechanismus und einen Walzenstellungsdetektor aufweisen, ist es einfach, eine solche Last zu regulieren.

In dem Beispiel kann durch gemeinsame Verwendung einer Arbeitswalzenbiegeausrüstung (nicht bezeichnet) mit einer geteilten Stützwalze eine Arbeitswalze mit großem Durchmesser, wie etwa in dem Beispiel, die Blechwölbung und das Blechprofil ausreichend regulieren. Aufgrund der oben beschriebenen Zusammensetzung der Walzmaschine ist es möglich, die geteilte Stützwalze mit großem Durchmesser 20, 21, die direkt in die Walzlast eingreift, größer auszuführen als die Arbeitswalze. Dadurch ist es möglich, mit der gleichen Konstruktion einer größeren Walzlast standzuhalten, wie im Beispiel 11.

Beispiel 13

Das erfindungsgemäße Beispiel ist in Fig. 21 dargestellt. Die Arbeitswalze hat einen Durchmesser von 1000 mm, eine Zylinderlänge von 5000 mm und die geteilte Stützwalze 20, 21 hat einen Durchmesser von 1200 mm, mit dreizehn Unterteilungen in Achsenrichtung, wie in einer Draufsicht in Fig. 15 dargestellt. Es ist eine Anordnung, bei der keine geteilte Stützwalze 20, 21 in Achsrichtung mit einer anderen in Konflikt kommen kann, so daß sie einander überlappen können, und wenn ein Abdruck auf der Arbeitswalze in der Nähe eines Zylinders einer geteilten Stützwalze Bedeutung erlangt, überlappen sie einander vorzugsweise.

In diesem Beispiel geht man davon aus, daß ohne eine geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser, die der horizontalen Schubbelastung entgegenwirkt, die durch die geteilte Stützwalze auf die Arbeitswalze wirkt, wie im Beispiel 12, diese bei einem Durchmesser einer Arbeitswalze ausreichend groß für eine Walzdauer im Vergleich zu einer horizontalen Scherbelastung.

Das Beispiel ist für eine Dickblechwalzmaschine mit einem enorm langen Walzenzylinder bestimmt, und um eine breitere Kapazität in Breitenrichtung zu erreichen, so daß die Anzahl der Unterteilungen noch mehr zunimmt. Da jedoch keine geteilte Stützwalze mit kleinem Durchmesser, wie im Beispiel 12, erforderlich ist, ist die Anzahl der geteilten Walzen auf 26 Sätze begrenzt, wenn man die oberen und unteren zusammenzählt, wodurch sie ein gutes Kosten-Leistungs-Verhältnis haben. In dem Beispiel kann eine Arbeitswalze mit großem Durchmesser durch gemeinsame Verwendung von Biegeausrüstungen (nicht beschriebem) der Arbeitswalze mit einer geteilten Stützwalze eine Blechwölbung und ein Blechprofil ausreichend regulieren.

In dem Beispiel wird außerdem ein Hydraulikkraftmechanismus 29, 30 bereitgestellt. Wenn eine Blechdicke sich über das gesamte Blech ändert, kann der Hydraulikkraftmechanismus als Stellglied für einen Walzspalt, der die Blechdicke reguliert, wirken, während der Belastungsmechanismus für die Kurzballen-Stützwalzen die Blechwölbung und das Plattenprofil reguliert. Folglich kann ein Übergangsbereich der geteilten Stützwalze auf einen kleinen Bereich begrenzt werden, so daß eine Schubkraft, die als Lastmechanismus jeder geteilten Stützwalze wirkt, ausreichend klein wird.

In den oben beschriebenen Beispielen sind die Walzenanordnung und der Ständer gemäß der Erfindung ausführlich beschrieben worden.

Als nächstes wird der Punkt, an dem die Arbeitswalze und die geteilte Stützwalze relativ bewegt werden können, nachstehend beschrieben.

Erfindungsgemäß werden die Arbeitswalze 1 und 1' veranlaßt, sich selektiv in Achsrichtung zu bewegen. Hauptsächlich beim Warmwalzen wird die Arbeitswalze veranlaßt, sich während der Leerlaufzeit so zu bewegen, daß sie mit jeder geteilten Stützwalze Berührung hat, und die Arbeitswalze wechselt periodisch, wodurch Abdrücke und lokaler Abrieb der Walze zweckmäßig verhindert werden.

Beim Kaltwalzen, insbesondere beim vollkommenen Endloswalzen wird die Arbeitswalze auch während des Walzens kontinuierlich bewegt, und dadurch ändert sich der Kontakt zwischen jeder geteilten Walze und der Arbeitswalze kontinuierlich, so daß Abdrücke und lokaler Abrieb der Walze verhindert werden können. Außerdem wird die Arbeitswalze nicht immer bewegt, jedoch die geteilte Stützwalze kann bewegt werden.

Mit Hilfe der erfindungsgemäßen Walzmaschine kann die Blechwölbung und das Blechprofil während des Walzens ermittelt und ohne Verzögerung genau reguliert werden. Außerdem kann entsprechend der Verbesserung der Regulierungsgenauigkeit für die Blechwölbung und das Blechprofil ein automatischer Walzbetrieb erfolgen; Demzufolge kann durch die Erfindung eine Walzmaschine bereitgestellt werden, die ein hochqualitatives Flacherzeugnis herstellt.

Erläuterung der Bezugszeichen

1, 1' Arbeitswalze

2 - 4, 20' - 23' obere geteilte Stützwalze

2' - 4', 20' - 23' untere geteilte Stützwalze

5 - 7 Lastdetektorausrüstung der oberen geteilten Stützwalze

5' - 7' Lastdetektorausrüstung der unteren geteilten Stützwalze

8 - 10 Belastungsmechanismus der oberen geteilten Stützwalze

11 Stützwalze als Einzelwalze

12, 12' Walzmaschinenständer

13 Walzgut

14, 15 Walzenbiegungszunahmeausrüstung

16, 17 Walzenbiegungsabnahmeausrüstung

18 Kraftmeßdose

19 Hydraulikkraft-Belastungsmechanismus

24, 25 Zwischenwalze

26, 27, 28 geteilte Stützwalze einer bekannten Zwölfwalzen-Walzmaschine

29, 30 Ausrüstung zur Spalteinstellung zwischen Ober- und Unterwalzenanordnung


Anspruch[de]

1. Walzmaschine zum Walzen eines flachen Walzerzeugnisses (13), mit einem Paar Arbeitswalzen (1, 1'), die einander gegenüberliegen,, und einem Satz Stützwalzen (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') zum direkten Stützen einer Walzkraft, die zur Drehung an einem Umfang von mindestens einer der Arbeitswalzen angeordnet sind, mit einer Walzenanordnung mindestens entweder auf einer Ober- oder Unterseite mit einem Aufbau, bei der die eine Arbeitswalze von dem Satz Stützwalzen gestützt wird; wobei der Satz Stützwalzen nicht weniger als zwei Stützwalzen aufweist, von denen jede in nicht weniger als drei Kurzballen-Stützwalzen in einer Walzenachsrichtung geteilt ist und jede geteilte Kurzballen-Stützwalze unabhängig mit einer Lastdetektorausrüstung (5 - 7, 5' - 7') versehen ist, wobei die eine Arbeitswalze eine walzenachsmäßige Verteilung der Walzkraft aufweist, die zwischen dem flachen Walzerzeugnis und der Arbeitswalze wirkt, wenn die Walzmaschine das flache Walzerzeugnis walzt, und die Walzmaschine eine Vorrichtung zum Berechnen der walzenachsmäßigen Verteilung der Walzkraft aufweist, die zwischen dem flachen Walzerzeugnis und der einen Arbeitswalze wirkt, wobei nur gemessene Kraft verwendet wird, die zwischen jeder Kurzballen-Stützwalze und der einen Arbeitswalze wirkt, wenn die Walzmaschine das flache Walzerzeugnis walzt, das mit der Lastdetektorausrüstung gemessen wird, die unabhängig an jeder Kurzballen-Stützwalze und zum unmittelbaren Regulieren der Kurzballen-Stützwalzen als Antwort auf die berechnete walzenachsmäßige Verteilung vorgesehen ist.

2. Walzmaschine zum Walzen eines flachen Walzerzeugnisses (13) mit einem Paar Arbeitswalzen (1, 1'), die einander gegenüberliegen, und einem Satz Stützwalzen (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') zum direkten Stützen einer Walzkraft, die zum Drehen an einem Umfang jeder der Arbeitswalzen angeordnet sind, mit einer Walzenanordnung sowohl auf der Ober- als auch auf der Unterseite mit einem Aufbau, bei der eine Arbeitswalze von einem Stützwalzensatz gestützt wird, wobei der Stützwalzensatz nicht weniger als zwei Stützwalzen aufweist, von denen jede in nicht weniger als drei Kurzballen-Stützwalzen in einer Walzenachsrichtung geteilt ist, für mindestens eine von beiden Anordnungen auf der Ober- und/oder Unterseite, wobei jede geteilte Kurzballen-Stützwalze unabhängig mit einer Lastdetektorausrüstung (5 - 7, 5' - 7'), einem Belastungsmechanismus (8 - 10, 19) und einem Walzenstellungsdetektor versehen ist, wobei die eine Arbeitswalze eine walzenachsmäßige Verteilung der Walzkraft aufweist, die zwischen dem flachen Walzerzeugnis und der einen Arbeitswalze wirkt, wenn die Walzmaschine das flache Walzerzeugnis walzt, und die Walzmaschine eine Vorrichtung zum Berechnen der walzenachsmäßigen Verteilung der Walzkraft aufweist, die zwischen dem flachen Walzerzeugnis und der einen Arbeitswalze wirkt, wobei nur gemessene Kraft verwendet wird, die zwischen jeder Kurzballen-Stützwalze und der einen Arbeitswalze wirkt, wenn die Walzmaschine das flache Walzerzeug nis walzt, das mit der Lastdetektorausrüstung gemessen wird, die unabhängig an jeder Kurzballen-Stützwalze und zum unmittelbaren Regulieren der Kurzballen-Stützwalzen als Antwort auf die berechnete walzenachsmäßige Verteilung vorgesehen ist.

3. Walzmaschine nach Anspruch 1 oder 2, wobei ein Lagermechanismus der geteilten Kurzballen-Stützwalze (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') mit einer Art eines Mitlaufrollenlagers in einem Walzenzylinderabschnitt versehen ist.

4. Walzmaschine nach Anspruch 2 oder 3, wobei die Walzenanordnung nur auf einer, nämlich entweder einer Ober- oder einer Unterseite mit dem Satz Stützwalzen (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') versehen ist, von denen jede die Kurzballen- Stützwalzen aufweist, und auf der anderen Seite mit einer Regulierausrüstung zur Dickenverteilung des Walzerzeugnisses über die Breite versehen ist.

5. Walzmaschine nach Anspruch 1, 3 oder 4, wobei die Walzenanordnung nur auf einer, entweder einer Ober- oder einer Unterseite mit dem Satz Stützwalzen (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') versehen ist, von denen jede die Kurzballen-Stützwalzen aufweist, und die Kurzballen-Stützwalzen, die jede Stützwalze von allen, oder mit Ausnahme von einer bis zwei, aufweisen, unabhängig mit Belastungsmechanismen (8 - 10, 19) und Walzenstellungsdetektoren versehen sind.

6. Walzmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei sich die Arbeitswalze (1, 1') und der Satz Stützwalzen (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') in Walzenachsrichtung relativ bewegen können.

7. Walzmaschine nach einem der Ansprüche 2 bis 6, wobei ein Belastungsnechanismus (19) der geteilten Kurzballen- Stützwalze der Walzenanordnung auf mindestens einer, nämlich entweder einer Ober- oder einer Unterseite von einem Hydraulikkraftsystem angetrieben wird.

8. Walzmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Abstand zwischen einer Ober- und einer Unterwalzenanordnung einstellbar ist.

9. Walzmaschine nach einem der Ansprüche 1 und 3 bis 8, wobei die Walzenanordnung nur auf einer, nämlich entweder einer Ober- oder einer Unterseite mit dem Satz Stützwalzen (2 - 4, 20 - 23, 2' - 4', 20' - 23') versehen ist, die Kurzballen- Stützwalzen, die jede Stützwalze von allen, oder mit Ausnahme von einer bis zwei, aufweisen, unabhängig mit Lastmechanismen und Walzenstellungsdetektoren versehen sind und die Belastungsmechanismen (8 - 10, 19) von einem Hydraulikkraftsystem angetrieben werden.







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