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EP0049425B1 - Verfahren und Anordnung zum Walzen von spannungsfreiem Walzband - Google Patents

Verfahren und Anordnung zum Walzen von spannungsfreiem Walzband Download PDF

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Publication number
EP0049425B1
EP0049425B1 EP81107609A EP81107609A EP0049425B1 EP 0049425 B1 EP0049425 B1 EP 0049425B1 EP 81107609 A EP81107609 A EP 81107609A EP 81107609 A EP81107609 A EP 81107609A EP 0049425 B1 EP0049425 B1 EP 0049425B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
liquid
arrangement according
cooling
valves
rolls
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired
Application number
EP81107609A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP0049425A3 (en
EP0049425A2 (de
Inventor
Werner Schimion
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
SMS Demag AG
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=6113623&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=EP0049425(B1) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by SMS Schloemann Siemag AG, SMS Demag AG filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
Publication of EP0049425A2 publication Critical patent/EP0049425A2/de
Publication of EP0049425A3 publication Critical patent/EP0049425A3/de
Application granted granted Critical
Publication of EP0049425B1 publication Critical patent/EP0049425B1/de
Expired legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/28—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates
    • B21B37/30—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control
    • B21B37/32—Control of flatness or profile during rolling of strip, sheets or plates using roll camber control by cooling, heating or lubricating the rolls
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/06—Lubricating, cooling or heating rolls
    • B21B27/10—Lubricating, cooling or heating rolls externally

Definitions

  • the invention relates to a method for rolling tension-free rolled strip by thermally influencing the diameter of the rolls by regulating their axial temperature distribution by applying a cooling, lubricating and / or cleaning liquid to the rolls, depending on behind the last stand in the transverse direction of the strip lying zones determined partial tensile stresses amount, pressure or temperature of the liquid can be changed by supplying at least the rolling stand arranged in front of the measuring point of the partial tensile stresses preferably adjustable in the application width per zone two liquids of different temperatures, the partial amounts of which can be regulated depending on the partial tensile force determined are, as well as an arrangement for performing the method.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned and an arrangement for its implementation, in which short control times can be achieved with low creation, maintenance and operating costs, and which are applicable to all working conditions under which in cold rolling stands used in the steel industry work.
  • the required basic amount of the liquid can be predetermined in each case, so that a perfect basic cooling and a completely sufficient lubrication are ensured and even in the case of the use of cleaning liquids their optimal effect is ensured.
  • Effective cooling is only introduced in addition, so that the consumption of more chilled liquid is reduced to a minimum.
  • the structure is relatively simple, since expensive mixing valves are dispensed with and simple control valves or even simple shut-off valves can replace them.
  • FIG. 1 is a perspective view of a cold-rolled strip 1 made of steel, which is guided between the work rolls 2 and 3 of a four-high cold stand, not shown, which are supported by support rolls 4 and 5.
  • the emerging cold rolled strip 1 runs with a small wrap angle around a strip tension measuring roller 6, which is able to detect the respective strip tension in axially successive jacket zones.
  • the measured values obtained are dissipated via the slip ring system 7.
  • the rollers 2 to 5 are assigned cooling bars 8 to 13 which are equipped with nozzles for dispensing liquid.
  • the division of these nozzles is adapted to that of the zones of the belt tension measuring roller 6, and in the exemplary embodiment the cooling bars each have 52 mm two nozzles which can be fed with liquid jointly and separately from the others.
  • the cooling beams 8 and 9 are assigned to the support rollers 4 and 5, and they are subjected to a constant liquid flow in an adjustable width and intensity in order to achieve a predetermined basic lubrication and cooling.
  • the cooling beams 10 and 11 of the work rolls 2 and 3 are subjected to an adjustable width and intensity.
  • the cooling beams 12 and 13 arranged upstream of the roll gap are subjected to a liquid whose temperature is lower than that supplied to the cooling beams 8 to 11, and their intensity is regulated in dependence on the tensile stresses determined for the zone in question in such a way that the Differences in tensile stresses in the different zones can be brought towards zero.
  • the supply with liquid takes place from two separate reservoirs 14 and 15, one of which contains liquid of the commonly used temperature, for example 45 °, while the reservoir 15 contains liquid whose temperature is lower than that of the liquid of the 14th example.
  • the temperature in the reservoir 15 can be 25 ° C.
  • the reservoirs are filled in the usual way by returning liquid, and under certain circumstances the reservoir 15 can be filled from the reservoir 14 via a cooler.
  • the supply of the chilled beams takes place via the reservoirs 14 and 15 downstream feed pumps 16 and 17, the delivery head of which can be set independently of consumption by downstream pressure relief valves 18 and 19.
  • Filters 20 and 21 can be arranged after the pressure relief valves, which filters can be bypassed in the event of clogging.
  • a cooler 22 is additionally shown, which may be able to effect additional cooling.
  • the feed pump 16 is followed by a plurality of valves 23 connected in parallel, the number of which corresponds to the number of zones of the chilled beams 8 to 11.
  • the first two and the last of the valves 23 are taken into account, and the corresponding downstream zones of the chilled beams 8 to 11 are fed in parallel.
  • the liquid discharged from the feed pump 17 is fed to a similar group of control valves 24, each of which feeds a zone of the cooling beams 12 and 13.
  • control valves 24 each of which feeds a zone of the cooling beams 12 and 13.
  • 31 valves are to be provided in accordance with the selected number of zones, of which only the two outermost are shown, and of which the one shown on the right feeds the corresponding outer zone of the cooling beams 12 and 13 in parallel.
  • the belt tension measuring roller 6 acts as an encoder for the control devices 26.
  • the sensor systems of the individual zones in the exemplary embodiment 31, are connected to corresponding inputs of the control device 26 via the wires of a measuring line 25.
  • the outputs of the individual regulators of the regulating device act via the cores of the actuating line 27 on the regulating valves 24 provided as actuators.
  • a fixed value regulation can be provided.
  • the individual controllers make sure that the sensors provided as sensors of the controlled system are arranged after the roll gap by approx. 1000 to 2000 mm, so that the controlled system is not only affected by the thermal inertia of the respective zone of the roll shell Use of liquid at a lower temperature and thus the increase in the temperature difference when the load is reduced is stressed, but in addition the running times become noticeably noticeable, due to the migration of the liquid-affected points of a roll into the roll gap and of the cold rolling strip emerging from the roll gap up to Tape tension measuring roller 6 result.
  • the control characteristic is to be designed in such a way that the build-up of control vibrations is avoided.
  • the invention shows ways of obtaining effective thermal crowning control by using a second liquid of lower temperature, which also takes effect relatively quickly and is therefore able to compensate for short-term voltage fluctuations. It has proven to be advantageous here that both the control device and the valves controlling the additional liquid flow as actuators have a relatively simple structure and thus enable an inexpensive system.
  • the display device usually provided for tension distribution in the transverse direction of the belt is also appropriately taken into account here, but is not shown in the exemplary embodiment to simplify the illustration.
  • the regulation can also be favorably influenced by the fact that 28 disturbance variables and 29 reference variables can be introduced via inputs.
  • the setting of the valves 23 can be carried out manually or controlled manually.
  • the basic cooling be adapted to the respective working conditions; the nozzles lying outside the width of the respectively rolled strip can be switched off, and the ones lying in the edge areas of the respective rolling program can be acted on in such a way that a favorable thermal setting of the crowning also results in the transition area to the unloaded roll shell.
  • zone deactivation can prevent the application of liquid to the side of their end face or in their position area in the case of axially displaced rolls.
  • the basic lubrication can be effected at the temperature recognized as advantageous, so that the viscosity of the oil used or emulsified can be set as optimally as the droplet size in emulsions.
  • Vegetable or animal fats can also be used at the appropriate temperature.
  • the temperature can also be set here in such a way that an optimal cleaning effect and thus extensive use of the cleaning fluid are achieved: the basic lubrication or cleaning has only a minor influence on the respective roller temperature; Rather, this is determined by the controllable addition of the low-temperature liquid, and here it is possible to make do with relatively little additional, colder liquid by using the higher temperature difference, supported by the application of the rollers over a larger circumferential area, so that result in cheaper operating costs.
  • the arrangement chosen in the recommended exemplary embodiment can be varied in many ways; for example, it is possible, as already mentioned, to arrange separate valves in front of the nozzles of a zone of the cooling beams and to dispense with zones of different cooling beams of the same type operating in parallel.
  • a simple and maintenance-friendly supply of the liquids can be achieved by the cooling beams being equipped with one or more liquid connections acting in parallel and the valves, carried by the cooling beams, being arranged directly upstream of the nozzles. They can be partially or completely embedded in the chilled beams. Strong current and thus pressure fluctuations that occur when the valves are switched can be reduced by adding additional pressure control valves upstream of the valves at a short distance or via short lines, or else the pressure control valves 18 and 19 shown in FIG.
  • valves 23 and control valves 24 directly upstream.
  • a further reduction of pressure changes occurring during switch-on and switch-off processes can be achieved by the pressure accumulators 30 and 31 being arranged upstream of the valves 23 and control valves 24, likewise via short lines and thus small liquid masses to be accelerated.
  • the liquid of the lower temperature can be obtained by a simple cooler.
  • a simple control and in particular a simple and therefore low-maintenance and inexpensive design of the control valves result if no analog control is carried out, but the controllers work according to the two-point or three-point principle.
  • the switch-on duration and / or the switch-on pauses can be varied such that the different cooling effects to be regulated result.
  • an average value of the individual zone measurements can be determined, which can be used as the setpoint of the control variable.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von spannungsfreiem Walzband durch thermische Beeinflussung des Durchmessers der Walzen mittels Regelung ihrer axialen Temperaturverteilung durch Beaufschlagen der Walzen mit einer kühlenden, schmierenden und/oder reinigenden Flüssigkeit, wobei in Abhängigkeit von hinter dem letzten Gerüst in in Querrichtung des Bandes liegenden Zonen ermittelten partiellen Zugspannungen Menge, Druck oder Temperatur der Flüssigkeit geändert werden, indem mindestens dem vor der Meßstelle der partiellen Zugspannungen angeordneten Walzgerüst vorzugsweise in der Beaufschlagungsbreite einstellbar je Zone zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperaturen zugeführt werden, deren Teilmengen in Abhängigkeit von der ermittelten partiellen Zugkraft regelbar sind, sowie eine Anordnung zur Durchführung des Verfahrens.
  • Es hat sich gezeigt, daß beim Walzen von Kaltwalzband zumindest geringer Stärken ein Querfluß des Materiales nicht mehr auftritt und damit praktisch nur noch eine der Dickenabnahme entsprechende Verlängerung stattfindet. Ein in in Querrichtung des Walzbandes liegenden Zonen überstarkes Auswalzen beeinträchtigt die Planheit des Walzbandes durch in diesen Zonen auftretende Ausbiegungen des Bandes, während Zonen zu geringer Dickenabnahme unter Spannung stehen. Zur Erzielung eines ebenen Bandes ist es daher erforderlich, dieses Band so auszuwalzen, daß nach dem Austritt aus dem letzten Gerüst keine Spannungen bestehen.
  • Zur Schaffung eines gleichmäßig starken Walzspaltes ist es bekannt, Walzen derart zu bombieren, daß unter Last sich ein ebener, durch parallele Mantellinien begrenzter Walzspalt ergibt. Eine solche Bombierung kann jedoch nur jeweils einen definierten Belastungszustand kompensieren. Auch die zusätzlich vorgesehene Walzendurchbiegung vermag nur eine Korrektur zur Anpassung bebestimmter symmetrischer Belastungsfälle zu erreichen. Zur Erzielung einer weitgehenden Spannungsfreiheit beim Walzen. von Aluminiumblechen wurde daher in der ASEA-Broschüre AV 83-102 T (Oktober 1971) der Vorschlag gemacht, eine automatische thermische Balligkeitsregelung einzuführen, bei der als Geber eine die hinter dem Gerüst auftretende Spannung des Bandes zonenweise erfassende Meßrolle angeordnet ist, die über Regelvorrichtungen auf Regelventile einwirkt, die jeweils allen in einer Zone zur Abgabe einer Schmier- bzw. Kühlflüssigkeit angeordneten Düsen vorgeordnet sind. Ein im Mai 1972 erstmals veröffentlichter Sonderdruck C Nr. 931 des Archives für das Eisenhüttenwesen führt hierzu aus, daß zur Behebung des Planheitsfehlers eine gezielte thermische Änderung des Walzendurchmessers und damit des Walzspaltes an der Stelle solchen Planheitsfehlers in Betracht gezogen werden könne. Mögliche Maßnahmen seien die Veränderung von Menge, Druck und Temperatur des Kühlmittels. Beim Kaltwalzen von Breitbändern würden häufig Drei- oder auch Fünf-Zonen-Kühlungen hierfür eingesetzt, und in Aluminiumwalzwerken sei eine noch wesentlich feiner unterteilte Kühlung üblich.
  • Bei der Übertragung der beim Walzen von Aluminium gewonnenen Erfahrungen auf Walzbänder anderer Metalle, vorzugsweise Stahl, ergaben sich jedoch Schwierigkeiten. So ist zur Erzielung langer Standzeiten der Walzenoberflächen sowie zur Erzielung der angestrebten einwandfreien Bandoberfläche eine Mindestschmierung Voraussetzung, und in einer Anzahl von Fällen, bspw. beim Valzen relativ harter Bänder, sind auch gewisse Anforderungen an die Kühl- und Schmiermitteltemperatur zu stellen. Weiterhin hatte die zu gleichen Zwecken durchgeführte zonenweise Aufheizung von Walzen zur Erzielung einer vorgegebenen thermischen Balligkeit dem Fachmann die Erfahrung vermittelt, daß derartige thermische Änderungen des Durchmessers nur über lange Zeiten erzielbar seien. Auch der aus der Aluminiumwalzwerks-Technik stammende Vorschlag der DE-OS 29 08 641 fand in der Fachwelt keine Resonanz, obwohl durch die empfohlene Mischung von Kühlmitteln zweier unterschiedlicher Temperaturen größere Temperaturdifferenzen zwischen Flüssigkeit und Walze und damit ein erhöhter Wärmeübergang erzielt wurden. Als nachteilig macht sich bei der Befolgung der dort erteilten Lehre bemerkbar, daß der Verbrauch an stärker zu kühlender Flüssigkeit relativ hoch ist und die mit Mischventilen bestückten Regelventile einen hohen Erstellungs-und Unterhaltungsaufwand bedingen.
  • Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung sowie eine Anordnung zu dessen Durchführung zu schaffen, bei denen bei niedrigem Erstellungs-, Unterhaltungs- und Betriebsaufwand kurze Regelzeiten erreichbar sind, und die auf alle Arbeitsbedingungen anwendbar sind, unter denen in der Stahlindustrie eingesetzte Kaltwalzgerüste arbeiten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 6 aufgeführten Merkmale. Als vorteilhaft stellt sich hierbei heraus, daß in jedem Falle die benötigte Grundmenge der Flüssigkeit vorgebbar ist, so daß eine einwandfreie Grundkühlung sowie eine völlig ausreichende Schmierung gesichert sind und auch im Falle der Anwendung von Reinigungsflüssigkeiten deren optimale Wirkung gesichert ist. Insbesondere ist es möglich, die Grundschmierung, Grundkühlung bzw. Grundmenge der Reinigungsflüssigkeit so einzustellen, daß die betreffende Flüssigkeit mit einer Temperatur zugeführt werden kann, die auf eine optimale Schmierwirkung, bspw. Viskosität, Tröpchengröße und dergleichen, ebenso abstellbar ist wie auf optimale Reinigungseigenschaften. Eine wirkungsvolle Kühlung wird nur zusätzlich eingeführt, so daß der Verbrauch stärker gekühlter Flüssigkeit auf ein Minimum reduziert ist. Weiterhin gestaltet sich der Aufbau relativ einfach, da auf teure Mischventile verzichtet wird und an deren Stelle einfache Regelventile oder gar einfache Absperrventile treten können.
  • Weiterbildungen der Grundlehre sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.
  • Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung beschrieben. Es zeigen hierbei:
    • Figur 1 perspektivisch die Walzen eines Quartogerüstes mit ihnen zugeordneten Kühlbalken und nachgeordneter Bandspannungs- Meßwalze, und
    • Figur 2 symbolisch eine Anordnung zur Speisung der Kühlbalken.
  • In der Fig. 1 ist perspektivisch und abgebrochen ein aus Stahl bestehendes Kaltwalzband 1 gezeigt, das zwischen den Arbeitswalzen 2 und 3 eines nicht dargestellten Quarto-Kaltwalzgerüstes hindurchgeführt wird, die durch Stützwalzen 4 und 5 abgestützt sind. Das auslaufende Kaltwalzband 1 umläuft mit geringem Umschlingungswinkel eine Bandspannungs- Meßwalze 6, welche die jeweilige Bandspannung in axial hintereinanderliegenden Mantelzonen zu erfassen vermag. Die gewonnenen Meßwerte werden über das Schleifringsystem 7 abgeführt.
  • Den Walzen 2 bis 5 sind Kühlbalken 8 bis 13 zugeordnet, die zur Abgabe von Flüssigkeit mit Düsen bestückt sind. Die Teilung dieser Düsen ist der der Zonen der Bandspannungs-Meßwalze 6 angepaßt, und im Ausführungsbeispiel weisen die Kühlbalken je 52 mm zwei Düsen auf, die gemeinsam und gesondert von den anderen mit Flüssigkeit speisbar sind. Hierbei sind die Kühlbalken 8 und 9 den Stützwalzen 4 und 5 zugeordnet, und sie werden in einstellbarer Breite und Intensität mit einem konstanten Flüssigkeitsstrom beaufschlagt, um eine vorgegebene Grundschmierung und -kühlung zu erreichen. In gleicher Weise werden die Kühlbalken 10 und 11 der Arbeitswalzen 2 und 3 mit einstellbarer Breite und Intensität beaufschlagt. Die um einen größeren Winkel dem Walzspalt vorgeordneten Kühlbalken 12 und 13 werden mit einer Flüssigkeit beaufschlagt, deren Temperatur geringer ist als die den Kühlbalken 8 bis 11 zugeführte, und ihre Intensität wird in Abhängigkeit von den für die betreffenden Zone ermittelten Zugspannungen derart eingeregelt, daß die Unterschiede der Zugspannungen in den unterschiedlichen Zonen gegen Null geführt werden.
  • Im einzelnen wird die Speisung der Düsen anhand der Sylboldarstellung der Fig. 2 erläutert.
  • Die Speisung mit Flüssigkeit erfolgt beim Vorschlag der Fig. 2 aus zwei getrennten Reservoirs 14 und 15, deren eines Flüssigkeit der üblicherweise verwendeten Temperatur, bspw. 45°, enthält, während das Reservoir 15 Flüssigkeit enthält, deren Temperatur niedriger ist als die der Flüssigkeit des Behälters 14. Bspw. kann die Temperatur im Reservoir 15 25° C betragen. Gefüllt werden die Reservoirs in üblicher Weise durch rücklaufende Flüssigkeit, wobei unter Umständen die Auffüllung des Reservoirs 15 über einen Kühler aus dem Reservoir 14 erfolgen kann.
  • Die Speisung der Kühlbalken erfolgt über den Reservoirs 14 und 15 nachgeordnete Förderpumpen 16 und 17, deren Förderhöhe durch nachgeordnete Druckbegrenzungsventile 18 bzw. 19 verbrauchsunabhängig einstellbar ist. Den Druckbegrenzungsventilen können Filter 20 und 21 nacbgeordnet sein, die im Falle des Zusetzens durch Druckventile umgangen werden können. Im Bereiche der Förderpumpe 17 ist zusätzlich ein Kühler 22 dargestellt, der gegebenenfalls in der Lage ist, eine zusätzliche Kühlung zu bewirken.
  • Der Förderpumpe 16 ist eine Vielzahl von parallelgeschalteten Ventilen 23 nachgeordnet, deren Anzahl der Anzahl der Zonen der Kühlbalken 8 bis 11 entspricht. In der Darstellung sund nur die ersten beiden und das letzte der Ventile 23 berücksichtigt, und die Speisung der entsprechenden nachgeordneten Zonen der Kühlbalken 8 bis 11 erfolgt parallel. - Im Bedarfsfalle ist es aber möglich, bspw. die Anzahl der Ventile 23 zu verdoppeln und die entsprechenden Zonen der Kühlbalken 8 und 9 sowie 10 und 11 parallel zu speisen oder aber auch die Anzahl der Ventile zu vervierfachen und jede der einander entsprechenden Zonen der Kühlbalken gesondert einstellbar zu halten. Bei der gewählten Ballenbreite ergeben sich 31 Zonen, so daß dementsprechend 31, 62 bzw. 124 Ventile 23 vorzusehen wären..
  • Die von der Förderpumpe 17 abgegebene Flüssigkeit wird einer gleichartigen Gruppe von Regelventilen 24 zugeführt, die jeweils eine Zone der Kühlbalken 12 und 13 speisen. Auch hier ist in der Darstellung davon ausgegangen, daß entsprechend der gewählten Zonenzahl 31 Ventile vorzusehen sind, von denen nur die beiden äußersten dargestellt sind, und von denen das rechts gezeigte die entsprechende äußere Zone der Kühlbalken 12 und 13 parallel speist. Auch hier besteht die Möglichkeit, die entsprechenden Zonen der Kühlbalken unter Verdoppelung der Regelventile einzeln zu steuern.
  • Als Geber für die Regelvorrichtungen 26 wirkt die Bandspannungs-Meßwalze 6. Die Gebersysteme der einzelnen Zonen, im Ausführungsbeispiel 31, sind über die Adern einer Meßleitung 25 mit entsprechenden Eingängen der Regelvorrichtung 26 verbunden. Die Ausgänge der einzelnen Regler der Regelvorrichtung wirken über die Adern der Stelleitung 27 auf die als Stellglieder vorgesehenen Regelventile 24. Um einen schnellen wirkungsvollen Regelvorgang zu erzielen kann eine Festwertregelung worgesehen sein. Es hat sich aber bewährt, aus den Signalen der Gebersysteme der einzelnen Zonen einen Mittelwert zu bilden, der als Füh-rungsgröße von Folgereglern dient, so daß die Abweichungen der partiellen Bandspannungen innerhalb der Zonen gegen deren Mittelwert gegen Null geregelt werden. Bei der Auslegung der einzelnen Regler ist darauf zu achten, daß ja die als Fühler der Regelstrecke vorgesehenen Geber dem Walzspalt um ca. 1000 bis 2000 mm nachgeordnet sind, so daß die Regelstrecke nicht nur durch die thermische Trägheit der jeweiligen Zone der Walzenmantelschale, die durch Nutzung von Flüssigkeit geringerer Temperatur und damit die Erhöhung der Temperaturdifferenz bei der Beaufschlagung vermindert wird, belastet ist, sondern zusätzlich die Laufzeiten sich unangenehm bemerkbar machen, die durch das Wandern der flüssigkeitsbeaufschlagten Stellen einer Walze in den Walzspalt sowie des aus dem Walzspalt austretenden Kaltwalzbandes bis zur Bandspannungsmeßwalze 6 sich ergeben. Insbesondere bei größeren gewählten Temperaturdifferenzen ist die Regelkennlinie so auszulegen, daß die Aufschaukelung zu Regelschwingungen vermieden wird.
  • Die Erfindung zeigt Wege, durch die Anwendung einer zweiten Flüssigkeit tieferer Temperatur eine wirkungsvolle thermische Balligkeitsregelung zu erhalten, die auch relativ schnell wirksam wird und damit in der Lage ist, kurzzeitige Spannungsschwankungen auszugleichen. Als vorteilhaft erweist sich hierbei, daß sowohl die Regelvorrichtung als auch die den zusätzlichen Flüssigkeitsstrom als Stellglieder steuernden Ventile einen relativ einfachen Aufbau aufweisen und damit eine preisgünstige Anlage ermöglichen. Die üblicherweise vorgesehene Anzeigevorrichtung für die Spannungsverteilung in Querrichtung des Bandes ist auch hier zweckmäßig berücksichtigt, zur Vereinfachung der Darstellung aber nicht im Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Regelung läßt sich weiterhin dadurch günstig beeinflussen, daß über Eingänge 28 Störgrößen und 29 Führungs-größen einführbar sind. Die Einstellung der Ventile 23 kann manuell durchgeführt bzw. manuell gesteuert werden. Damit läßt sich nicht nur die Grundkühlung den jeweiligen Arbeitsvehältnissen anpassen; die außerhalb der Breite des jeweils gewalzten Bandes liegenden Düsen lassen sich abschalten, und die im Randbereiche des jeweils vorliegenden Walzprogrammes liegenden lassen sich so beaufschlagen, daß sich eine günstige thermische Einstellung der Bombierung auch im Übergangsbereich zum unbelasteten Walzenmantel ergibt. Weiterhin läßt sich beispielsweise bei sechs Walzen aufweisenden Gerüsten durch Zonenabschaltung vermeiden, daß bei axial verschobenen Walzen eine Flüssigkeitsbeaufschlagung seitlich an deren Stirnfläche vorbei bzw. in deren Lagebereich erfolgt.
  • Als vorteilhaft hat sich weiterhin gezeigt, daß die Grundschmierung bei der als vorteilhaft erkannten Temperatur bewirkt werden kann, so daß die Viskosität des verwendeten bzw. emulgierten Öles ebenso optimal einstellbar ist wie in Emulsionen die Tröpfchengröße. Weiterhin lassen sich bei entsprechender Temperatur pflanzliche bzw. tierische Fette einsetzen. Beim Einsatz von Reinigungsflüssigkeiten läßt sich auch-hier die Temperatur so einstellen, daß ein optimaler Reinigungseffekt und damit eine weitgehende Ausnutzung der Reinigungsflüssigkeit erzielt werden: Die Grundschmierung bzw. -reinigung ist nur von untergeordnetem Einfluß auf die jeweilige Walzentemperatur; diese wird vielmehr durch - _ regelbare Zugabe der Flüssigkeit niederer Temperatur bestimmt, und hierbei ist es möglich, durch Nutzung der höheren Temperaturdifferenz, unterstützt durch eine Beaufschlagung der Walzen über einen größeren Umfangsbereich, mit verhältnismäßig wenig zusätzlicher, kälterer Flüssigkeit auszukommen, so daß sich auch günstigere Betriebskosten ergeben.
  • Die im empfohlenen Ausführungsbeispielgewählte Anordnung kann vielfach variiert werden; so ist es beispielsweise möglich, wie bereits erwähnt,den Düsen einer Zone der Kühlbalken jeweils getrennte Ventile vorzuordnen und auf einen parallelen Betrieb gleichartige Zonen unterschiedlicher Kühlbalken zu verzichten. Eine einfach aufgebaute und wartungsfreundliche Zuführung der Flüssigkeiten läßt sich erzielen, indem die Kühlbalken mit einem oder mehreren parallel wirkenden Flüssigkeitsanschlüssen ausgestattet sind und die Ventile, von den Kühlbalken getragen, den Düsen direkt vorgeordnet sind. Sie können hierbei teilweise oder ganz in die Kühlbalken eingebettet sein. Beim Schalten der Ventile auftretende starke Strom- und damit Druckschwankungen können gemindert werden, indem den Ventilen in geringer Entfernung bzw. über kurze Leitungen zusätzliche Druckregelventile vorgeordnet sind oder aber die in Fig. 2 gezeigten Druckregelventile 18 bzw. 19 den Ventilen 23 bzw. Regelventilen 24 direkt vorgeordnet sind. Ein weiterer Abbau von bei Ein- und Ausschaltvorgängen auftretenden Druckänderungen kann erzielt werden, indem den Ventilen 23 bzw. Regelventilen 24 ebenfalls über kurze Leitungen und damit geringe zu beschleunigende Flüssigkeitsmassen Druckspeicher 30 bzw. 31 vorgeordnet sind.
  • Aus Gründen der Vereinfach der Rückführung der Flüssigkeit kann diese in eines der Reservoire, beispielsweise Reservoir 14, übernommen und in diesem vorgeordneten oder eingebauten Kühlern auf die vorgesehene obere Betriebstemperatur gebracht werden. Insbesondere bei abweichend von der Darstellung der Fig. 2 einem Druckregelventil vorgeordneten Kühler kann die Flüssigkeit der niederen Temperatur durch einen einfachen Kühler erhalten werden. Bewährt hat es sich jedoch, aus dem Reservoir 14 die bei niederer Temperatur zu verwendende Flüssigkeit in ein Reservoir 15 zu überführen, wobei die erforderliche weitere Kühlung durch einen zwischengeschalteten und/oder einen in dieses Reservoir eingebauten Kühler erfolgen kann und gegebenenfalls gemäß Fig. 2 diesem Reservoir noch Kühler nachgeordnet werden können, die jedoch zweckmäßig einem Druckregelventil vorgeordnet sind, so daß ein annähernd konstanter Flüssigkeitsstrom übersichtliche Kühlverhältnisse ergibt.
  • Bewährt hat es sich auch, gegebenenfalls ein dem geregelten vorgeordnetes Gerüst ebenfalls in die Regelung einzubeziehen und dessen Arbeitswalzen mit Kühlbalken auszustatten, die mit Flüssigkeit der tieferen Temperatur regelbar beaufschlagt werden. Der größere Abstand zur Meßrolle läßt sich hierbei berücksichtigen, indem die Regelkennlinie flacher ausgebildet ist, d. h., die jeweilig ausgelösten Differenzen der Flüssigkeitsströme geringer sind und/oder die Flüssigkeit mit einer Temperatur zugeführt wird, die einschließlich der Grenzen zwischen der ersten und zweiten Temperatur liegt.
  • Eine einfache Regelung und insbesondere eine einfache und damit wartungsarme und billige Ausführung der Regelventile ergibt sich, wenn keine analoge Regelung durchgeführt wird, sondern die Regler nach dem Zweipunkt- oder Dreipunkt-Prinzip arbeiten. So können beispielsweise bei impulsweisen Ein- und Ausschalten der Flüssigkeitsströme der einzelnen Düsen die Einschaltdauer und/oder die Einschaltpausen so variiert werden, daß sich die einzuregelnden unterschiedlichen Kühleffekte ergeben. Andererseits ist es möglich, in entsprechender Weise einen Basisstrom zu regeln und vom Überschreiten eines Grenzwertes ab, bei dem die Basiskühlung konstant durchläuft, zusätzlich stärkere Stromimpulse zu bewirken. Durch unterschiedliche Ein- und Ausschaltzeiten der einzelnen Regler lassen sich die Auswirkungen von Stromschwankungen relativ gering halten, und zu deren weitgehenden Ausgleich lassen sich, wie vermerkt, Druckregelventile und/oder Druckspeicher den Ventilen 23 und/oder den Regelventilen 24 direkt vorordnen.
  • Bei der Auslegung der Regelvorrichtung läßt sich ein Mittelwert der einzelnen Zonenmessungen ermitteln, der als Sollwert der Regelgröße eingesetzt werden kann. Es ist aber auch möglich, einen Sollwert willkürlich vorzugeben oder aus dem Haspelzug zu bilden: Wesentlich ist nur, daß die in den einzelnen Zonen anstehenden Spannungen gegen einen gemeinsamen Mittelwert geführt werden, so daß nach Beendigung des Haspelzuges keine das Walzband verformende Spannungen bestehen.
  • In allen diesen Fällen läßt sich bei geringem Herstellungsaufwand eine wirkungsvolle thermische Regelung der Walzenbombierung erzielen und damit das Walzen spannungsfreien und somit planen Walzbandes ermöglichen, ohne daß es erforderlich wird, die Grundschmierung bzw. Reinigung in einen für die Funktionen als ungünstig erkannten Temperaturbereich verlegen zu müssen.

Claims (20)

1. Verfahren zum Walzen von spannungsfreiem Walzband durch thermische Beeinflussung des Durchmessers der Walzen mittels Regelung ihrer axialen Temperaturverteilung durch Beaufschlagen der Walzen mit einer kühlenden, schmierenden und/oder reinigenden Flüssigkeit, wobei in Abhängigkeit von hinter dem letzten Gerüst in in Querrichtung des Bandes liegenden Zonen ermittelten partiellen Zugspannungen Menge, Druck oder Temperatur der Flüssigkeit geändert werden, indem mindestens dem vor der Meßstelle der partiellen Zugspannungen angeordneten Walzgerüst vorzugsweise in ihrer Beaufschlagungsbreite einstellbar je Zone zwei Flüssigkeiten unterschiedlicher Temperaturen zugeführt werden, deren Teilmengen in Abhängigkeit von der ermittelten partiellen Zugkraft regelbar sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Walzen eine erste, auf einer ersten Temperatur gehaltene Flüssigkeit mit einstellbar konstantem Mengen-fluß zugeführt wird, und daß der Mengenfluß der zusätzlich zumindest den Arbeitswalzen (2, 3) zugeführten zweiten, eine tiefere Temperatur aufweisenden Flüssigkeit zonenweise in Abhängigkeit von der ermittelten partiellen Zugspannung regelbar ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regelung analog erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1,
gekennzeichnet durch
eine Zweipunktregelung mit impulsartigen Einschaltphasen.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (2 bis 5) mindestens des letzten Gerüstes einer Straße auf der Bandeinlaufseite beaufschlagt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die zonenweise regelbare Beaufschlagung mit der Flüssigkeit tieferer Temperatur in größerem Winkelabstand vom Walzspalt bewirkt wird als der des Bereiches, in dem die Flüssigkeit der ersten, höheren Temperatur zugeführt wird.
6. Anordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Ansprüchen 1 bis 5 mit mindestens einem Walzgerüst, dessen Walzen mit Flüssigkeit beaufschlagbare, in Kühlbalken angeordnete Düsen zugeordnet sind, und dem ein die Bandspannungen in Zonen des Kaltbandes erfassende Geber nachgeordnet ist, der auf Regelvorrichtungen einwirkt, denen als Stellglieder Ventile nachgeordnet sind,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Walzen (2 bis 5) Kühlbalken (8 bis 11) zugeordnet sind, deren Düsen abschnittsweise aus einem ersten, Flüssigkeit einer ersten Temperatur enthaltenden Reservoir (14) über Ventile (23) einstellbar speisbar sind, und daß den Arbeitswalzen (3,4) jeweils mindestens ein weiterer Kühlbalken (12, 13) zugeordnet ist, dessen Düsen zonenweise über den Regelvorrichtungen (26) nachgeordnete Regelventile (24) mit einer Flüssigkeit tieferer Temperatur beaufschlagbar sind.
7. Anordnung nach Ansprüchen 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß die abschnittsweise Teilung der Düsen der Kühlbalken (10, 11) der zonenweisen Teilung der Düsen der Kühlbalken (12 und 13) entspricht.
8. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Kühlbalken (8 bis 13) des in Bandlaufrichtung letzten Gerüstes auf dessen Einlaufseite angeordnet sind.
9. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die mit der Flüssigkeit tieferer Temperatur beaufschlagten Kühlbalken (12, 13) in größerem Winkelabstande vom zwischen den Arbeitswalzen (2, 3) gebildeten Walzspalt angeordnet sind als die (10, 11) mit der Flüssigkeit höherer Temperatur beaufschlagbaren.
10. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Arbeitswalzen (2, 3) jeweils zwei oder drei Kühlbalken (12, 13) regelbarer Durchflußmenge der Flüssigkeit geringerer Temperatur zugeordnet sind.
11. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Ventile (23) und/oder die Regelventile (24) an und/oder in den Kühlbalken (8 bis 13) angeordnet sind.
12. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Regler der Regelvorrichtung (26) nach dem Zweipunkt- oder Dreipunkt-Regelprinzip wirksam sind.
13. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß Druckregelventile (18, 19) den Ventilen (23) bzw. Regelventilen (24) in geringem Abstande vorgeordnet sind.
14. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Ventilen (23) bzw. Regelventilen (24) Druck-speicher(30, 31) eingangsseitig über kurze Leitungen zugeordnet sind.
15. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 14,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Rücklauf der Flüssigkeit vom Reservoir (14) aufgenommen wird, und die auf tiefere Temperatur abzukühlende Flüssigkeit diesem entnommen wird.
16. Anordnung nach Anspruch 15,
dadurch gekennzeichnet,
daß die entnommene Flüssigkeit über einen Kühler geführt wird.
17. Anordnung nach Anspruch 15 oder 16, dadurch gekennzeichnet,
daß die entnommene Flüssigkeit über ein zweites Reservoir (15) geführt ist.
18. Anordnung nach Anspruch 17,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Reservoir (15) eine Kühlvorrichtung aufweist.
19. Anordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 18,
dadurch gekennzeichnet,
daß auch Arbeitswalzen des vorletzten der dem die Bandspannungen erfassenden Geber (6) vorgeordneten Gerüste mindestens einen regelbar mit Flüssigkeit der tieferen Temperatur beaufschlagten Kühlbalken aufweisen.
20. Anordnung nach Anspruch 19,
dadurch gekennzeichnet
daß die Flüssigkeitsregelung der Kühlung der Arbeitswalzen des Gerüstes mit flacherer Kennlinie und/oder stärker gedämpft bewirkt wird, als die der dem Geber (6) unmittelbar vorgeordneten Arbeitswalzen (2, 3).
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