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Dokumentenidentifikation DE60005679T2 29.07.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001200209
Titel WALZGERÜST ZUM WALZEN VON FLACHPRODUKTEN UND VERFAHREN ZUR REGELUNG DER PLANHEIT DIESER PRODUKTE
Anmelder Danieli & C. Officine Meccaniche S.p.A., Buttrio, Udine, IT
Erfinder DONINI, Estore, I-20059 Vimercate, IT;
BOBIG, Paolo, I-34075 San Canzian di Isonzo, IT;
GALLETTI, Cesare, I-20090 Segrate S. Felice, IT
Vertreter Meissner, Bolte & Partner GbR, 80538 München
DE-Aktenzeichen 60005679
Vertragsstaaten AT, DE, FR, GB, IT
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.07.2000
EP-Aktenzeichen 009406927
WO-Anmeldetag 13.07.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/IB00/00952
WO-Veröffentlichungsnummer 0001005527
WO-Veröffentlichungsdatum 25.01.2001
EP-Offenlegungsdatum 02.05.2002
EP date of grant 01.10.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 29.07.2004
IPC-Hauptklasse B21B 37/28
IPC-Nebenklasse B21B 37/42   B21B 13/02   

Beschreibung[de]
Technisches Gebiet

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Walzgerüst für flache Erzeugnisse wie zum Beispiel Streifen- oder ähnliches Material, sowie auf ein zugehöriges Verfahren zum Steuern der Ebenheit des Streifens. Dabei handelt es sich bei dem Gerüst vorteilhafterweise um einen Gerüsttyp von sechsstufiger Höhe mit einem Paar Arbeitswalzen (WR), die zumindest an einem Ende abgeschrägt und sowohl einer negativen als auch einer positiven Biegemechanik sowie einer Mechanik zur axialen Verlagerung bzw. Verschiebung zugeordnet sind, und mit einem Paar Stützwalzen (BUR) und einem Paar Zwischenwalzen mit einer Überkreuzungsmechanik.

Bei dem Verfahren zum Steuern der Ebenheit bzw. Planarität ist vorgesehen, dass die quadratischen Bauelemente, die Bauelemente der vierten Ordnung und Abfall am Profil des gewalzten Streifens in koordinierter Weise gesteuert werden. Genauer gesagt lassen sich die quadratischen Bauelemente und die Bauelemente der vierten Ordnung auch mit einer hohen dynamischen Leistung steuern.

Stand der Technik

Zum Stand der Technik gehören Walzgerüste mit sechsstufiger Höhe zur Herstellung flacher Erzeugnisse, welche ein Paar Arbeitswalzen, ein Paar Stützwalzen und ein Paar Zwischenwalzen aufweisen und bei welchem zum Steuern der Ebenheit des gewalzten Erzeugnisses sowohl die Arbeitswalzen als auch die Zwischenwalzen sowohl einem negativen als auch einem positiven Biegesystem zugeordnet sind und bei welchem die Zwischenwalzen ebenfalls einem System zur langen Verschiebung in axialer Richtung (Makro-Verschiebung) zugeordnet sind.

Diese Walzgerüste besitzen jedoch den Nachteil, dass sie einen Kantenabfall nicht vollständig und wirksam ausgleichen können und einen besonders langen Verlagerungsweg der Zwischenwalzen in axialer Richtung erfordern.

Ein weiterer Nachteil solcher Walzgerüste, bei denen Vorkehrungen zum Verschieben der Zwischenwalzen getroffen sind, besteht darin, dass die Geschwindigkeit, mit der die Verschiebung ausgeführt wird, im Vergleich zur Walzgeschwindigkeit äußerst gering ist, genauer gesagt etwa 1/1000 der Walzgeschwindigkeit beträgt. Wenn die Einstellung des Gerüsts nicht korrekt ist, kommt es deshalb zum Beispiel wegen der Verschiebegeschwindigkeit zu einer Verzögerung in der Neueinstellung des Gerüsts, da das Einlaufprofil des gerade gewalzten Erzeugnisses anders als das erwartete Profil ist oder da sich die Walzkraft von der anfänglich erwarteten Kraft unterscheidet, wobei sich daraus eine Einbuße in der Ebenheit über eine Streifenstück ergibt, das gleich der Zeit ist, die benötigt wird, um das Gerüst neu einzustellen, multipliziert mit der Walzgeschwindigkeit.

Um dieses Problem des Ausgleichs an den Kanten zumindest teilweise zu lösen, wurden bereits Anregungen für Walzgerüste veröffentlicht, die ein System zur axialen Verlagerung der Arbeitswalzen in der gleichen Richtung wie die Zwischenwalzen aufweisen und bei welchen die Arbeitswalzen mit entsprechenden Abschrägungen oder hohlen Ausbildungen an den Enden versehen sind.

Darüber hinaus gehört zum Stand der Technik auch ein Walzgerüst, bei welchem die Zwischenwalzen (IR) einer Überkreuzungseinrichtung zugeordnet sind, die sich dazu eignet, das so genannte „Wandern des Streifens" zu verringern.

In der japanischen Patentschrift JP-A-63 002507 wird ein Walzwerk zum Walzen einer Metallplatte offenbart, welches ein Gehäuse, zwei Arbeitswalzen, mindestens eine Zwischenwalze und zwei Stützwalzen aufweist. Dabei liegen als Mechanik zur Zwischenwalzen-Überkreuzung zwei Zylinderstangen an eine Aufnahme der Zwischenwalze jeweils von rechts bzw. links an. Die Zwischenwalze wird so verschoben, dass sie durch Dehnung und Zusammenziehen der beiden Zylinderstangen die Achse der Arbeitswalze überkreuzt. Die beiden Arbeitswalzen sind mit Hilfe einer allgemeinen Verschiebemechanik in axialer Richtung nach rechts und links verschieblich. An oberen und unteren Aufnahmen an der Arbeitswalze und an einer Aufnahme an der Zwischenwalze sind jeweils vergrößerte Biegeelemente vorgesehen, während verkleinerte Biegeelemente nur an den oberen und unteren Aufnahmen der Arbeitswalze angesetzt sind. Bei diesem bekannten Walzwerk ist die Verschiebung der Arbeitswalzen in axialer Richtung nur dazu vorgesehen, das Auftreten eines örtlich begrenzten Abriebs zu verhindern, der durch die einander entgegengesetzten Enden der Platte verursacht wird, und den Abrieb zu verteilen, während die Zwischenwalze nur in einer Richtung gebogen werden kann.

Der Anmelder der vorliegenden Anmeldung hat nun ein Walzgerüst zur Herstellung von flachen Erzeugnissen sowie ein Verfahren zum Steuern der Ebenheit der Erzeugnisse gemäß der Erfindung geplant, konstruiert und weiterentwickelt, um die vorstehend beschriebenen Nachteile zu überwinden und die aus dem Stand der Technik bekannten Walzgerüste zu verbessern.

Kurzdarstellung der Erfindung

Das Walzgerüst für die Herstellung flacher Erzeugnisse und das Verfahren zur Steuerung der Ebenheit der Erzeugnisse gemäß der vorliegenden Erfindung ist in den unabhängigen Ansprüchen umrissen und gekennzeichnet, wohingegen die rückbezogenen Ansprüche weitere erfinderische Merkmale der Erfindung beschreiben.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Walzgerüst zur Herstellung flacher Erzeugnisse wie Streifen oder dergleichen zu erzielen, mit dem es möglich wird, selbsttätig und unabhängig auch während des Walzvorgangs die x2-Komponente, die x4-Komponente und auch Komponenten einer höheren Ordnung zu steuern und einzustellen, wodurch es infolgedessen möglich wird, das Abfallen der Kante des gewalzten Erzeugnisses zu steuern, das heißt der Komponenten bis zu einer Ordnung von x10.

Vor einer ausführlichen Beschreibung der Erfindung sollten die folgenden Prämissen dargestellt werden.

Die Fähigkeit zur Steuerung des Profils des gerade gewalzten Streifens ist ganz allgemein in der Ebene x2, x4 (5) dargestellt, wobei es sich bei x2 und x4 jeweils um die Komponente der zweiten bzw. vierten Ordnung der Funktion y(x) = a0 + a1x + a2x2 + a3x3 + ... a10x10 handelt, welche die Stärke des Streifens darstellt (6).

Wenn die Stärke symmetrisch ist, so wie es sein sollte, sollten die ungeradzahligen Komponenten nicht vorhanden sein. Wir könnten höchstens die Komponente a1x antreffen, die darauf hinweist, dass ein Streifen mit einem Keildefekt vorhanden ist, das heißt ein Profil, das im Mittel trapezförmigförmig ist und Kanten aufweist, die unterschiedlich stark sind, wie dies in 7 dargestellt ist.

Je leistungsfähiger ein Gerüst bei der Steuerung der Form ist, desto breiter ist der Bereich x2, x4, der gesteuert werden kann; 8 stellt zwei Flächen da, deren ausgedehntere sich auf ein System mit einer höheren Steuerungsfähigkeit als die weiter nach innen liegende Fläche bezieht.

Wenn ein Gerüst beim Steuern der Form des Streifens eine hohe dynamische Leistung aufbringt, was bedeutet, dass es möglich ist, rasch von einem Punkt A (9) zu einem Punkt B in der Ebene x2, x4 überzugehen. Dann ist zusammen mit einer Fläche zu "statischen" oder voreingestellten Steuerung eine Fläche zur "dynamischen" Steuerung ebenfalls dargestellt, die deutlich in den Bereich der statischen Steuerung einbezogen ist, der sich entsprechend dem anfänglichen statischen Funktionspunkt "0" innerhalb des Bereichs der globalen Steuerung (10) bewegt.

Da jedes Schaltorgan, das zum Steuern der Bewegungen der Arbeitswalzen und der Zwischenwalzen geeignet ist, unter jeder Betriebsbedingung (d.h. Walzendurchmesser, Streifenbreite, Einlaufprofil, Walzkraft, usw.) seine eigene "Wirklinie" besitzt, um in völliger Freiheit von einem Punkt A zu einem Punkt B überzugehen, ist es im allgemeinen notwendig, dass zwei Betätigungsorgane AT1 und AT2 vorgesehen sind, die sich jeweils in ihre eigene Richtung d1 bzw. d2 bewegen (11). Deshalb müssen im Bereich der dynamischen Steuerung die beiden notwendigen Schaltorgane auch Wirklinien aufweisen, die nicht parallel verlaufen, um so die Möglichkeit für den Übergang vom Punkt A zum Punkt B zu schaffen.

Nach diesen Ausführungen stellt 12 die Steuerung der Überkreuzung einer Zwischenwalze (IR) gemäß der Erfindung dar, bei welcher beobachtet werden kann, wie der Einfluss von x2 begrenzte nachfolgende Auswirkungen auf x4 nach sich zieht, da das Verhältnis zwischen x2 und x4 etwa 1/10 beträgt. Durch Einwirkung auf die IR-Überkreuzung erreichen wir deshalb sehr begrenzte Auswirkungen auf die x4-Komponente.

Aus der in 13 dargestellten Einzelheit, bei welcher die beiden Arbeitswalzen (WR) gezeigt werden, lässt sich erkennen, wie die Verschiebung von WR vorwiegend Einfluss auf die Ränder des Streifens nimmt, wenn die Arbeitswalze in geeigneter Form abgeschrägt ist.

Die Verschiebung von WR nimmt sowohl auf x2 als auch x4 Einfluss, wenn auch im Vergleich zur WR-Biegung und der IR-Überkreuzung nur in sehr begrenzter Weise. Die Verschiebung von WR wird praktisch durch die Breite des Streifens definiert, wobei je nach dem tatsächlichen Abfall der Kanten auf dem Streifen am Auslass nur sehr kleine Einstellungen bzw. Nachstellungen erforderlich sind.

Wie aus 14 erkennbar ist, nimmt das Biegen von WR sowohl auf x2 als auch auf x4 Einfluss. Das Verhältnis x4/x2 hängt von der Wahl des jeweiligen Durchmessers der Walzen auf dem Gerüst und von der Breite des Streifens (Walzkraft, usw.) ab und liegt in jedem Fall nahe bei 1.

Der Einfluss der IR-Überkreuzung und der WR-Biegung auf die Ränder des Streifens ist stark beschränkt; wenn nun die IR-Überkreuzung und die WR-Biegung verändert wird, ist es deshalb nicht notwendig, die Einstellung der WR-Verschiebung zu verändern.

Das erfindungsgemäße Walzgerüst ist deshalb mit Einrichtungen versehen, welche die IR-Überkreuzung, die WR-Verschiebung und die WR-Biegung ermöglichen.

Genauer gesagt wird mit der WR-Verschiebung gearbeitet, um die Arbeitswalzen entsprechend dem Abfall der Ränder voreinzustellen.

Bei dem erfindungsgemäßen Walzgerüst ist vorgesehen, eine Verschiebewirkung auf die Arbeitswalzen auszulösen, um eine angemessene Steuerung der Form der Streifenkanten bei allen Werten der Streifenbreite zu ermöglichen, die bei einem bestimmten Walzgerüst vorgesehen sind.

Die Arbeitswalzen sind deshalb mit Verschiebeeinrichtungen verbunden, die in der Lage sind, die Walzen in axialer Richtung relativ zu einander zu verlagern, und zwar mit einem Hub, der sogar mehrere Zentimeter10 erreichen kann, um so in der Lage zu sein, flache gewalzte Erzeugnisse mit stark veränderlichen Breiten zu verarbeiten.

Der Wert des Verschiebehubs "S", der erreicht werden soll, kann mit der folgenden Formel definiert werden: S = (Lmax – Lmin)/2 + EC, wobei Lmax – Lmin jeweils die Werte für die größtmögliche Breite und die kleinstmögliche Breite des zu bearbeitenden Streifens darstellen und EC den zusätzlichen Hub repräsentiert, der vorgesehen werden muss, um die Wirkung der Abschrägungen in Entsprechung zu den Rändern zu ermöglichen.

Im Falle eines Walzgerüsts mit sechsstufiger Höhe, das zum Kaltwalzen vorgesehen ist, betragen die Werte für die größtmögliche und die kleinstmögliche Breite jeweils etwa 1.200 mm bzw. 600 mm, und deshalb beträgt der Verschiebungswert "S" mindestens 300 + 350 mm, wobei ein bestimmter Wert für den zusätzlichen Hub berücksichtigt wird.

Im Falle eines Walzgerüsts mit sechsstufiger Höhe zum Heißwalzen betragen die Werte jeweils etwa 2.600 mm bzw. 1.300 mm, weshalb der Verschiebungswert "S" mindestens 650 + 700 mm beträgt.

Dies stellt ein "statisches" Betätigungsorgan dar, welches keinen Einfluss auf den Steuerungsbereich x2, x4 beeinflusst, da es nur auf die gewünschte Korrektur des Abfalls an den Kanten eingeschränkt ist.

Mit der IR-Überkreuzung wird gearbeitet, um IR mit dem Ziel voreinzustellen, eine gewünschte x2-Komponente zu erzielen. Die IR-Überkreuzung erhält man mittels eines voreingestellten Schaltorgans, das jedoch auch beim Walzen herangezogen wird, um die x2-Komponente zu verändern und in Verbindung mit der WR-Biegung eine umfassende dynamische Steuerung zu ermöglichen.

Die IR-Verschiebung wirkt sich wie bei herkömmlichen Walzgerüsten praktisch nur auf x2 aus (wobei das Verhältnis x4/x2 gleich etwa 1/15 ist) und entfaltet eine Wirkung in der Veränderung von x2, die im Vergleich zu den Werten bei der IR-Überkreuzung um etwa das Dreifache bis Vierfache kleiner ist. Der Vergleich wird zwischen der IR-Verschiebung, bei einem Hub von beispielsweise etwa 300 mm, und der IR-Überkreuzung bei einer Drehung von bis zu etwa 1,5° vorgenommen. Deshalb ist die IR-Überkreuzung viel wirksamer.

Darüber hinaus ist die IR-Verschiebung in den Fällen, in denen sie einbezogen wurde, bei Verschiebegeschwindigkeiten von 1/1000 der Walzgeschwindigkeiten beim Walzen veränderlich, um so eine Beschädigung an den Oberflächen der Walzen zu verhindern. Bei einer Walzgeschwindigkeit von 20 m/sec liegt eine Verschiebegeschwindigkeit von 20 mm/sec vor. Deshalb würde man 10 Sekunden benötigen, um den gesamten Steuerhub auszuführen.

Die Geschwindigkeit bei der IR-Überkreuzung ist höher und liegt bei etwa 0,1 °/sec. Infolgedessen genügt es zur Erzielung der gleichen x2-Veränderung, welche dem ganzen Verschiebehub entspricht (bei dem Ausführungsbeispiel, bei dem eine IR-Verschiebung vorgesehen ist), je nach dem Ausgangspunkt den Überkreuzungswinkel um 0,2° bis 0,6° zu verändern (15).

Außerdem ist die Überkreuzung schneller: 0,2° bis 0,6° lassen sich in 2 bis 6 Sekunden verändern, wohingegen bei einer IR-Verschiebung mindestens 10 Sekunden benötigt werden, um den gesamten Hub auszuführen und die gleichen Wirkungen auf den Streifen zu erzielen.

Dank der hohen Steuerungsfähigkeit bei der IR-Überkreuzung, die nach unseren Feststellungen im Mittel etwa dreimal höher liegt als bei der IR-Verschiebung bei herkömmlichen Walzgerüsten, ist es möglich, auch bei einem Walzgerüst mit fünfstufiger Höhe mit der IR-Überkreuzung zu arbeiten, wobei die Fähigkeit zur Steuerung des Profils des Streifens auf hohem Wert gehalten wird.

Entsprechend einem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung befindet sich ein Paar Zwischenwalzen zwischen dem Paar Arbeitswalzen und dem Paar Stützwalzen, weshalb es sich bei dem Walzgerüst um ein Gerüst mit sechsstufiger Höhe handelt.

Gemäß einer vereinfachten Variante ist nur eine Zwischenwalze im oberen Abschnitt zwischen einer entsprechenden Arbeitswalze und einer entsprechenden Stützwalze angeordnet, weshalb es sich bei diesem Walzgerüst um ein Gerüst mit fünfstufiger Höhe handelt.

Entsprechend einem Merkmal der Erfindung kann die Biegung jeder Arbeitswalze sowohl positiv als auch negativ sein.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung sind die Arbeitswalzen zumindest an einem Ende entsprechend ausgelegte Abschrägungen aufweisen, um so das Profil der Kanten des gewalzten Erzeugnisses zu steuern.

Entsprechend einem anderen Merkmal der Erfindung macht es die Überkreuzungsmechanik möglich, die Überkreuzung jeder Zwischenwalze während des Walzvorgangs rasch auszuführen, da die größtmögliche Drehung der Zwischenwalzen im Vergleich zu den Arbeitswalzen etwa 1,5° beträgt und da die Drehgeschwindigkeit bei etwa 0,1 °/sec liegt und somit der Korrekturvorgang, der eine Veränderung des Winkels um 0,2° bis 0,6° erfordert, in etwa 2 bis 6 Sekunden ausgeführt wird.

Gemäß einem weiteren Merkmal der Erfindung ist bei dem Verfahren zum Steuern der Ebenheit des flachen gewalzten Erzeugnisses ein Schritt zur Überwachung des Profils des aus dem Walzgerüst austretenden Erzeugnisses mit Hilfe einer Sensoreinrichtung neben einem Schritt zur Einwirkung auf Verschiebeeinrichtungen und Biegeeinrichtungen vorgesehen, die mindestens einer der Arbeitswalzen zugeordnet sind, um diese in axialer Richtung zu verlagern und jeweils zu biegen, sowie auf eine Überkreuzungseinrichtung, die der Zwischenwalze zugeordnet ist, um diese mit in Längsrichtung geneigter Achse anzuordnen, was bedeutet, dass sie bezüglich der Längsachsen der Arbeitswalzen und der Stützwalzen gedreht wird.

Unter Bezugnahme auf 16, in welcher der Arbeitspunkt, der das Profil des Streifens mit allen Betätigungselementen in unwirksamer Position darstellt, mit „0" angegeben ist, was bedeutet, dass eine „natürliche Position des Gerüsts" gezeigt wird, und in welcher „F" den Punkt bezeichnet, der das gewünschte Streifenprofil repräsentiert, sollte daran erinnert werden, dass es zur Erzielung des gewünschten Profils gemäß der Erfindung notwendig ist, die folgenden beiden Arbeitsgänge auszuführen:

  • – die WR-Verschiebung so einzustellen, dass das Kantenprofil („Ausgleich des Kantenabfalls") richtig zu korrigieren; wir gehen dabei vom Punkt „0" zu einem Zwischenpunkt „1" über; und
  • – auf die WR-Biegung und die IR-Überkreuzung so einzuwirken, dass wir gemäß dem in 16 dargestellten Diagramm von einem Punkt „1" zu einem Punkt „F" übergehen.

Kurzbeschreibung der Zeichnungen

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachstehenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels, das hier rein beispielhaft ohne Einschränkung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen beschrieben wird, in welchen:

1 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Walzgerüsts mit sechsstufiger Höhe ist;

2 eine schematische Ansicht eines erfindungsgemäßen Walzgerüsts mit fünfstufiger Höhe darstellt;

3 eine schematisierte perspektivische Darstellung der Baugruppe mit den oberen Zylindern des Walzgerüsts gemäß 1 zeigt;

4 eine schematische Seitenansicht der Baugruppe mit den oberen Zylindern des in 1 dargestellten Walzgerüsts ist, wobei darauf keine Belastung aufgebracht wird; und

5 bis 16 jeweils eine graphische Darstellung des Verhaltens des gewalzten Streifens und der Bauteile der zweiten und vierten Ordnung bei einem Walzgerüst zeigen.

Ausführliche Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels

Gemäß den 1 bis 4 weist ein erfindungsgemäßes Walzgerüst 10 ein Paar Arbeitswalzen 11a, 11b auf, zwischen welchen das zu walzende flache Erzeugnis 12 hindurchgeführt werden kann, welches beispielsweise aus einem Streifen besteht.

In Zuordnung zu den beiden Arbeitswalzen 11a, 11b sind zwei entsprechende Stützwalzen 13a, 13b vorgesehen, die in der Lage sind, der Schubkraft infolge des Walzvorgangs an dem Erzeugnis 12 entgegenzuwirken.

Bei dem Walzgerüst 10 handelt es sich entsprechend einer ersten Ausführungsform um ein Gerüst vom so genannten Typ mit sechsstufiger Höhe, der ein Paar Zwischenwalzen 15a, 15b aufweist, die sich zwischen den Arbeitswalzen 11a, 11b und den Stützwalzen 13a, 13b befinden.

In Zuordnung zu mindestens einer Arbeitswalze 11a bzw. 11b – vorteilhafter Weise jedoch zu beiden Arbeitswalzen – ist eine Mechanik 16 zur Verschiebung bzw. Verlagerung in axialer Richtung vorgesehen, die in herkömmlicher Weise ausgeführt und in der Zeichnung nicht in Einzelheiten dargestellt ist. Die Mechanik 16 ist in der Lage, die entsprechende Arbeitswalze 11a, 11b entlang der horizontalen Ebene zu verlagern, auf welcher sich ihre Längsachse 21a, 21b befindet, wodurch man eine Verschiebung einer Arbeitswalze 11a bezüglich der anderen Arbeitswalze 11b in axialer Richtung erzielt.

Die Mechaniken 16 zur axialen Verschiebung sind in der Lage, einen „langen" Verschiebevorgang auszuführen, wobei die Arbeitswalzen 11a und 11b bezüglich zueinander in axialer Richtung mit einer Hublänge verschoben werden, die sogar mehrere Hundert Millimeter lang sein kann, wobei mindestens 300 mm von Vorteil und noch günstiger 350 mm im Falle eines Kaltwalzvorgangs sind, und mindestens 650 mm, vorzugsweise 700 mm, im Falle eines Warmwalzvorgangs.

Damit wird es möglich, unterschiedslos flache Erzeugnisse 12 jedweder Breite zu bearbeiten, die für ein bestimmtes Walzgerüst vorgesehen sind.

Außerdem ist mindestens einer Arbeitswalze 11a bzw. 11b – vorteilhafterweise aber beiden Arbeitswalzen – auch eine Biegemechanik 17 herkömmlicher Art zugeordnet, die in den Zeichnungen nicht in Einzelheiten dargestellt ist. Die Mechanik 17 ist in der Lage, die entsprechende Arbeitswalze 11a, 11b in beiden Richtungen bezüglich der horizontalen Ebene zu biegen, auf der ihre Längsachse 21a, 21b im unwirksamen Zustand liegt, um so eine gesteuerte Biegung sowohl in positiver als auch negativer Richtung zu erzielen.

Die Arbeitswalzen 11a, 11b sind auch zumindest an einem Ende mit Abschrägungen 18 versehen, die in geeigneter Form ausgebildet sind, um das Profil der Kanten des gewalzten Erzeugnisses 12 zu steuern.

Den Zwischenwalzen 15a, 15b ist ein Überzeugungsmechanismus 19 herkömmlicher Art zugeordnet, der in der Zeichnung nicht in Einzelheiten dargestellt ist. Die Mechanik 19 ist in der Lage, die Zwischenwalzen 15a, 15b um einen gewünschten Winkel &agr; in beiden Richtungen bezüglich der Arbeitswalzen 11a, 11b und der Stützwalzen 13a, 13b um eine vertikale 26 (3) schräg zu stellen und dabei deren Längsachsen 23a, 23b auf der gleichen horizontalen Ebene PIR parallel zur Walzebene zu halten, auf der das gewalzte Erzeugnis 12 liegt.

Sensor- bzw. Fühlereinrichtungen 27 herkömmlicher Art, die in der Zeichnung nicht in Einzelheiten dargestellt sind, sind nahe den Arbeitswalzen 11a, 11b angeordnet; um das Profil des gewalzten Erzeugnisses 12 zu überwachen. Dabei ist den Zwischenwalzen 15a, 15b auch eine Biegemechanik 20 zugeordnet, wohingegen eine Verschiebemechanik nicht zugeordnet ist.

Die Biegemechanik 20 ist in der Lage, die entsprechende Zwischenwalze 15a, 15b in beiden Richtungen, bezogen auf die horizontale Ebene PIR, auf welcher deren Längsachse 25a, 25b im unwirksamen Zustand liegt, zu biegen; die Mechanik 20 ist somit in der Länge, sowohl in positiver als auch in negativer Richtung eine gezielte Biegung herbeizuführen.

Den Stützwalzen 13a, 13b ist keine Vorrichtung zum Steuern und/oder Verändern von deren Position oder deren Profil zugeordnet und deshalb werden deren Längsachsen 23a, 23b dazu veranlasst, in ihrer Sollstellung zu bleiben.

Die doppelt wirksame Biegung (in positiver und negativer Richtung), die durch die Biegemechanik 17 an den Arbeitswalzen 11a, 11b erzielt wird, reicht aus, damit die Bauelemente der vierten Ordnung (x4) gesteuert werden können. Die lange Verschiebung der Arbeitswalzen 11a, 11b, welche durch die Mechanik 16 erzielt wird, welche mit dem Vorsehen der Abschrägungen 18 entsprechend den Enden der Arbeitswalzen 11a, 11b verknüpft ist, ermöglicht die Steuerung des Abfallens der Kante des gewalzten Erzeugnisses 12.

Die Überkreuzungsmechanik 19 ermöglicht darüber hinaus die Ausführung der raschen Überkreuzung der Zwischenwalzen 15a, 15b während des Walzvorgangs, wenn man berücksichtigt, dass die größtmögliche Drehung der Zwischenwalzen 15a, 15b im Vergleich zu den Arbeitswalzen 11a, 11b etwa 1,5° beträgt und das die Drehgeschwindigkeit in der Größenordnung von 0,1 °/sec liegt.

Bei dem Verfahren zum Steuern der Ebenheit der gewalzten Erzeugnisse 12 ist vorgesehen, dass das Profil des aus dem Walzgerüst 10 austretenden Erzeugnisses 12 mit Hilfe von Fühlern bzw. Sensoren 27 überwacht wird und dass auf die Mechaniken 16, 17 und 19 und gegebenenfalls 20 so eingewirkt wird, dass die axiale Einstellung und/oder das Profil (Biegung) der Arbeitswalzen 11a, 11b und auch die Überkreuzung der Zwischenwalzen 15a, 15b und gegebenenfalls deren Biegung bezüglich der Arbeitswalzen 11a, 11b verändert werden.

Mit dem vorstehend beschriebenen Walzgerüst 10 ist es möglich, eine gegenüber dem Stand der Technik verbesserte Steuerung des Walzvorgangs dadurch zu erreichen, dass es nun möglich ist, mehrere von einander unabhängige Funktionen einzusetzen und zu steuern; durch Überkreuzen der Zwischenwalzen 15a, 15b werden tatsächlich in erster Linie die quadratischen Komponenten gesteuert, indem die Arbeitswalzen 11a, 11b gebogen werden, und auch die Bauelemente der vierten Ordnung auch mit Auswirkung auf die Bauelemente der zweiten Ordnung zu steuern, und wird der Kantenabfall an dem Erzeugnis 12 dadurch gesteuert, dass die Arbeitswalzen 11a, 11b verschoben werden.

Entsprechend einer in 2 dargestellten vereinfachten Ausführungsform handelt es sich bei dem erfindungsgemäßen Walzgerüst 10 um einen so genannten Typ mit fünfstufiger Höhe, der im oberen Bereich nur eine Zwischenwalze 15a aufweist. Diese Version mit fünfstufiger Höhe ermöglicht eine Vereinfachung der Anlage, da eine Zwischenwalze mit dem zugehörigen Überkreuzungssystem weggelassen wurde und infolgedessen die Arbeitsschritte zum Verändern der Zwischenwalzen vereinfacht wurden, wobei gleichzeitig ein Steuerbereich sichergestellt bleibt, der in jedem Fall höher ist als bei Walzgerüsten mit sechsstufiger Höhe in herkömmlicher Bauart.

Es liegt auf der Hand, dass an dem oben erläuterten Walzgerüst 10 und an dem vorstehend beschriebenen Verfahren im Rahmen der Ansprüche Modifizierungen und Ergänzungen vorgenommen werden können.

Ebenso offensichtlich ist es, dass die Erfindung zwar hier unter Bezugnahme auf spezielle Beispiele beschrieben wurde, doch dass ein Fachmann auf diesem Gebiet mit Sicherheit in der Lage ist, viele andere Ausführungsformen des Walzgerüsts zu realisieren, aber dennoch im Rahmen des Umfangs der vorliegenden Erfindung bleiben kann, wie er durch die Ansprüche umrissen wird.


Anspruch[de]
  1. Walzgerüst für flache Erzeugnisse, welches ein Paar Arbeitswalzen (11a, 11b), ein entsprechendes Paar Stützwalzen (13a, 13b) und mindestens eine Zwischenwalze (15a), die sich zwischen einer der Arbeitswalzen (11a) und einer entsprechenden Stützwalze (13b) befindet, aufweist, ferner Verschiebeeinrichtungen (16) und Biegeeinrichtungen (17), die mindestens einer der Arbeitswalzen (11a) zugeordnet sind, um diese in axialer Richtung zu verschieben und jeweils zu biegen, sowie eine Überkreuzungseinrichtung (19), die der Zwischenwalze (15a) zugeordnet ist, um diese so anzuordnen, dass deren Längsachse (25a) schräg steht, d.h. bezüglich der Längsachsen (21a, 21b, 23a, 23b) der Arbeitswalzen (11a, 11b) und der Stützwalzen (13a, 13b) gedreht wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (11a, 11b) zumindest an einem ihrer Enden mit Abschrägungen (18) versehen sind, welche so ausgebildet sind, dass sie das Profil der Kanten der flachen Erzeugnisse steuern, und dass die mindestens eine Zwischenwalze (15a) einer Biegemechanik (20) zugeordnet ist, die in der Lage ist, die entsprechende Zwischenwalze in beiden Richtungen bezüglich der horizontalen Ebene zu biegen, auf welcher deren Längsachse (25a, 25b) in der unwirksamen Stellung liegt, um eine gesteuerte Biegung der Zwischenwalze sowohl in positiver als auch in negativer Richtung zu erzielen.
  2. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtungen (16) zur axialen Verschiebung in der Lage sind, die relative Arbeitswalze (11a, 11b), die dieser zugeordnet ist, um einen Verschiebeweg ("S") zu verlagern, dessen Wert durch die folgende Formel bestimmt wird: S = (Lmax – Lmin)/2 + EC, wobei Lmax – Lmin jeweils die Werte der größtmöglichen und der kleinstmöglichen Breite eines flachen Erzeugnisses sind, das bearbeitet werden kann, und EC einen zusätzlichen Verschiebeweg repräsentiert, der dazu vorgesehen ist, um eine Einwirkung zur Steuerung des Profils der Kanten des flachen Produkts zu ermöglichen.
  3. Walzgerüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass Im Fall eines Kaltwalzvorgangs der kleinstmögliche Wert der Verschiebung der Arbeitswalzen (11a, 11b) gleich etwa 300 mm ist.
  4. Walzgerüst nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Fall eines Warmwalzvorgangs der kleinstmögliche Wert der Verschiebung der Arbeitswalzen (11a, 11b) gleich etwa 650 mm ist.
  5. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Paar Zwischenwalzen zwischen dem Paar Arbeitswalzen (11a, 11b) und dem Paar Stützwalzen (13a, 13b) so angeordnet ist, dass das Gerüst vom Typ mit sechsstufiger Höhe ist.
  6. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine einzige Zwischenwalze (15a) im oberen Abschnitt zwischen einer entsprechenden Arbeitswalze (11a) und einer entsprechenden Stützwalze (13a) so angeordnet ist, dass das Walzgerüst vom Typ mit fünfstufiger Höhe ist.
  7. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeeinrichtungen (17) in der Lage sind, also Doppeleffekt-Biegungen, d.h. sowohl positive als auch negative Biegungen, an der mindestens einen Arbeitswalze (11a) vorzunehmen.
  8. Walzgerüst nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Überkreuzungsmechanik in der Lage ist, die Überkreuzung jeder Zwischenwalze (15a, 15b) während des Walzvorgangs rasch herbeizuführen, wobei die maximale Drehung der Zwischenwalzen (15a, 15b) etwa 1,5° gegenüber den Arbeitswalzen beträgt (11a, 11b) und die Drehgeschwindigkeit etwa 0,1° pro Sekunde beträgt.
  9. Verfahren zum Steuern der Ebenheit eines flachen Erzeugnisses (12), das in einem Walzgerüst (10) nach einem der vorhergehenden Ansprüche gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass es einen Schritt zur Überwachung des Profils des aus dem Walzgerüst (10) austretenden Produkts (12) mittels einer Fühlereinrichtung (27) und zum Einwirken auf die Einrichtungen (16) zur Verschiebung in axialer Richtung sowie auf die Biegeeinrichtungen (17) vorsieht, um ein Erzeugnis (12) mit einer vorgegebenen Ebenheit zu erhalten.
  10. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass durch Überkreuzen der Zwischenwalze (15a), durch Biegen der Arbeitswalzen (11a, 11b) und durch Verschieben der Arbeitswalzen (11a, 11b) in axialer Richtung die quadratischen Komponenten, die Komponenten der vierten Ordnung und der Abfall an den Kanten des Erzeugnisses (12) in koordinierter Weise gesteuert werden.
  11. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verschiebung der Arbeitswalzen (11a, 11b) über einen Verschiebeweg ("S") stattfindet, dessen Wert so gehalten ist, dass eine Steuerung der Form der Ränder des ebenen Erzeugnisses für alle die Breiten möglich wird, die für ein bestimmtes Walzgerüst vorgesehen sind, wobei der Wert ("S") im Falle eines Kaltwalzvorgangs mindestens 300 mm und im Falle eines Warmwalzvorgangs mindestens 650 mm beträgt.
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