DE10218234A1

DE10218234A1 - Rolling device with a number of work rolls arranged in a roll stand

Info

Publication number: DE10218234A1
Application number: DE2002118234
Authority: DE
Inventors: Bernhard Klein; Folker Haase; Hartmut Neuer
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 2002-04-24
Filing date: 2002-04-24
Publication date: 2003-11-06
Also published as: AU2003216871A1; WO2003090946A1; TW200306236A

Abstract

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, auch im Kantenbereich eines Walzbandes eine gleichmäßige Dicke zu schaffen, um damit die Besäumschrottmenge zu senken. Dazu ist erfindungsgemäß bei einer Walzeinrichtung (1) mit axial verschiebbaren Arbeitswalzen (2, 4) der Einsatz von mindestens einer Arbeitswalze (2, 4) mit einer stetigen, nichtlinearen Walzenkontur vorgesehen. Mit dieser stetigen, nichtlinearen Walzenkontur der Arbeitswalze (2, 4) wird die Verformung des Walzenballens kompensiert.The invention has for its object to provide a uniform thickness in the edge region of a rolled strip in order to reduce the amount of trimmed scrap. For this purpose, according to the invention, the use of at least one work roll (2, 4) with a continuous, non-linear roll contour is provided for a roll device (1) with axially displaceable work rolls (2, 4). With this continuous, non-linear roller contour of the work roller (2, 4), the deformation of the roller barrel is compensated.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzeinrichtung mit einer Anzahl von in einem Walzgerüst angeordneten Arbeitswalzen. The invention relates to a rolling device with a number of in one Roll stand arranged work rolls.

Beim Walzen von flachen Bändern dienen Walzen mit einseitigem Konus der Beeinflussung der Bandkontur im Kantenbereich des Walzbandes. When rolling flat strips, rollers with a cone on one side are used Influencing the strip contour in the edge area of the rolled strip.

In einem Warmwalzprogramm werden Bänder unterschiedlicher Breiten gewalzt und die Walzprogramme zunehmend freier zusammengestellt. Auch bei Kaltwalzstraßen wird angestrebt, möglichst nur einen Walzentyp für unterschiedliche Walzgutbreiten und Walzbedingungen einzusetzen. In a hot rolling program, strips of different widths are rolled and compiled the rolling programs increasingly freely. Also at Cold rolling mills are aimed for, if possible only one type of roll for different ones Roll widths and rolling conditions.

Beim Einsatz der bekannten Walzen mit einseitigem Konus ergeben sich bei verschiedenen Breiten unterschiedliche Randbedingungen, weil das verjüngte Walzenende mehr oder weniger weit unter die Stützwalze geschoben wird, während die Stützwalze unverändert in ihrer horizontalen Position verbleibt. Durch den unterschiedlichen Kraftschluss zwischen Arbeits- und Stützwalze in axialer Richtung ändern sich Lastverteilung sowie Abplattungen zwischen Arbeits- und Stützwalze sowie das Durchbiegeverhalten des Walzensatzes. Das Profil des Walzspaltes wird beeinflusst und es ergeben sich beim Walzgut unerwünschte Profilformen und Unplanheiten. When using the known rollers with one-sided cone result in different widths different boundary conditions because the tapered Roller end is pushed more or less far under the backup roller while the backup roller remains unchanged in its horizontal position. By the different adhesion between work and backup roller in the axial direction load distribution and flattening between the work and backup rolls change as well as the deflection behavior of the roller set. The profile of the roll gap is influenced and undesirable profile shapes result in the rolling stock and vagueness.

Hinzu kommt die zusätzliche Beeinflussung des elastischen Verhaltens des gesamten Walzensatzes durch andere Einflussgrößen, wie beispielsweise Walzkraft oder thermischer Crown. Added to this is the additional influence on the elastic behavior of the entire set of rollers due to other influencing factors, such as rolling force or thermal crown.

Um die Bandqualität und -planheit sicherzustellen, sind üblicherweise zusätzliche Stellglieder, wie Arbeitswalzenbiegung oder Walzkraftumverteilung, erforderlich. Jedoch reichen diese Maßnahmen häufig unter extremen Randbedingungen nicht aus. To ensure the strip quality and flatness, there are usually additional ones Actuators such as work roll bending or roll force redistribution are required. However, these measures are often not sufficient under extreme conditions out.

Bekannt sind aus der EP 0 153 849 B1 und der EP 0 188 113 B1 Verfahren zum Reduzieren des Dickenabfalls im bandkantennahen Bereich am Walzgut, die auf einem konischen Rückschliff der Arbeitswalzen basieren. Durch den linearen Rückschliff wird lediglich der Durchmesser einer Arbeitswalze linear verändert. Die gesamte Walzenkontur des Ballens ist unstetig, so dass der Walzenballen nicht in einem geschliffen werden kann und der Übergang zwischen Ballen und Rückschliff gebrochen werden muss. EP 0 153 849 B1 and EP 0 188 113 B1 disclose methods for Reduce the thickness drop in the area close to the strip edge on the rolling stock based on a conical grinding of the work rolls. Through the linear Regrinding only changes the diameter of a work roll linearly. The entire roller contour of the bale is discontinuous, so the roller bale is not in one can be ground and the transition between bales and Regrinding must be broken.

Die EP 0 488 367 B1 offenbart ein Verfahren zur Regelung der Kantenabsenkung beim Kaltwalzen von Stahl, bei dem eine einseitig konisch zulaufende Arbeitswalze nach gemessenen Werten auf der Auslassseite axial verschoben wird. In Übereinstimmung mit der eingangsseitig gemessenen Breite eines Stahlstreifens wird die Größe des Versatzes der Kantenabsenkung von einer endgültigen Sollkantenabsenkung bestimmt und fließt in die Regelung der axialen Verschiebung ein. EP 0 488 367 B1 discloses a method for controlling the edge lowering when cold rolling steel, where a tapering on one side Work roll is axially shifted according to measured values on the outlet side. In Agreement with the width of a steel strip measured on the input side the amount of offset of the bevel from a final Desired edge lowering determines and influences the regulation of the axial displacement.

Weiterhin ist es aus der EP 0 876 857 B1 bekannt, den störenden Nebeneffekt auf den Bodybereich eines Walzspaltes bei einer einseitig konisch verjüngten Walze durch Überlagerung eines konventionellen CVC-Schliffes zu kompensieren. Dabei werden Sonder-CVC-Walzen als Arbeitswalzen verwendet und deren Crown, entsprechend der Schiebeposition der Walzen, mit Hilfe einer Offline-Berechnung bestimmt. Furthermore, it is known from EP 0 876 857 B1 to have the disruptive side effect the body area of a roll gap with a roll tapered on one side to compensate by superimposing a conventional CVC cut. there special CVC rolls are used as work rolls and their crown, according to the sliding position of the rollers, using an offline calculation certainly.

Bei den bekannten Konzepten kann jedoch insbesondere im Hinblick auf den Feinschliff oder die Oberflächenbehandlung die Herstellung der Arbeitswalzen vergleichsweise aufwendig sein, wobei das Walzergebnis nur begrenzt zufriedenstellend ist. In the known concepts, however, in particular with regard to the Fine sanding or surface treatment the manufacture of the work rolls be comparatively complex, the rolling result only limited is satisfactory.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Walzeinrichtung der oben genannten Art anzugeben, deren Arbeitswalzen auch in ihrer abschließenden Oberflächenbehandlung besonders einfach herstellbar sind und eine besondere Genauigkeit bei der Durchführung des Walzprozesses ermöglichen. The invention has for its object a rolling device of the above specified type, the work rolls in their final Surface treatment are particularly easy to manufacture and a special one Enable accuracy when performing the rolling process.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst, indem die oder jede in einem Walzgerüst angeordnete Arbeitswalze in axialer Richtung verschiebbar ist, wobei mindestens eine der Arbeitswalzen in ihrem Endbereich eine stetige, nichtlineare Walzenkontur aufweist. This object is achieved by the or each in one Roll stand arranged work roll is displaceable in the axial direction, wherein at least one of the work rolls has a continuous, non-linear end area Has roller contour.

Die Erfindung geht dabei von der Überlegung aus, daß gerade die bei den bekannten Walzeinrichtungen vorgesehene konische oder im Längsschnitt lineare Änderung des Durchmessers des Walzenballens einerseits einen erhöhten Aufwand bei der Fertigstellung der Arbeitswalze bedingt und andererseits nur eine bedingte Genauigkeit bei der kontrollierten Einstellung der Bandkontur in ihrem Kantenbereich zuläßt. Insbesondere ergibt sich beim Übergang des im wesentlichen zylindrischen Walzenballens in seinen konusförmigen Endbereich ein abrupter Übergang, der eine gebrochene Bearbeitung insbesondere beim Feinschleifen des Walzenballens erfordert. Um dies zu vermeiden, sollte daher unter Abkehr von der im Längsschnitt im wesentlichen linearen Durchmesserabnahme ein besonders glatter Übergang vom im wesentlichen planaren Bereich des Walzenballens hin zum sich verjüngenden Bereich des Walzenballens eingestellt werden. Dies ist erreichbar, indem die jeweilige Arbeitswalze in ihrem Endbereich eine zwar stetige, aber nicht lineare Walzenkontur aufweist. The invention is based on the consideration that just the known rolling devices provided conical or linear in longitudinal section Changing the diameter of the roll barrel on the one hand an increased The effort required for the completion of the work roll and, on the other hand, only one conditional accuracy in the controlled adjustment of the belt contour in your Allows edge area. In particular, the transition from the substantially cylindrical roll barrel in its conical end region abrupt transition, which is a broken machining especially when Fine grinding of the roll barrel required. To avoid this, therefore, should be under Departure from the essentially linear decrease in diameter in longitudinal section a particularly smooth transition from the essentially planar area of the Roll bale set towards the tapered area of the roll bale become. This can be achieved by the respective work roll in its end area has a continuous, but non-linear roller contour.

In vorteilhafter Weiterbildung ist die jeweilige Arbeitswalze in ihrem Endbereich derart konturiert, daß ihre stetige, nichtlineare Walzenkontur die Verformung des Walzenballens bei dessen Betrieb gerade kompensiert. Dadurch ist im Ergebnis eine im wesentlichen durchgängige planare Grenzfläche im Kontaktbereich mit dem Walzgut erreichbar, so daß dessen Verformung im Bandendenbereich besonders gering gehalten ist. In an advantageous development, the respective work roll is in its end region contoured such that its continuous, non-linear roller contour prevents the deformation of the Roll bale just compensated during its operation. This will result an essentially continuous planar interface in the contact area with the rolling stock can be reached, so that its deformation in the strip end area is kept particularly low.

Bei der Konturierung des Walzenballens sind vorteilhafterweise besonders frühzeitig bereits gemachte Erfahrungswerte hinsichtlich der Verformung planarer Walzenballen berücksichtigt. Dazu ist die nichtlineare Walzenkontur der jeweiligen Arbeitswalze in ihrem sich verjüngenden Bereich zweckmäßigerweise unter Verwendung einschlägiger Rechenverfahren unter Zugrundelegung von für die Verformung eines planaren Walzenballens charakteristischen Meßwerten oder Kennwerten bestimmt. When contouring the roll barrel are advantageously special Early experience with regard to the deformation of planar Roll balls taken into account. This is the non-linear roller contour of the respective Work roll in its tapered area conveniently under Use of relevant calculation methods on the basis of Deformation of a planar roll bale characteristic measured values or Characteristic values determined.

Beim Einsatz einer Mehrzahl von derart sich in ihrem Endbereich verjüngenden Arbeitswalzen ist die stetige, nichtlineare Walzenkontur der einen Arbeitswalze vorteilhafterweise auf die Walzenkontur der jeweils anderen Arbeitswalze abgestimmt. When using a plurality of such tapering in their end region Work rolls is the continuous, non-linear roll contour of one work roll advantageously on the roller contour of the other work roll Voted.

Die Bereitstellung von Arbeitswalzen mit in ihrem Endbereich derart angepaßter Konturierung ermöglicht eine besondere Genauigkeit bei der Herstellung des Walzguts. Um dies in besonders wirksamer Weise zur Herstellung von Walzgut mit auch im Endbereich besonders konstant gehaltener Walzgutdicke zu nutzen, umfaßt die Walzeinrichtung vorteilhafterweise eine Regeleinrichtung, die in Abhängigkeit von einem gemessenen Kennwert für die Banddicke einen Stellwert für die Positionierung der oder jeder Arbeitswalze in Längsrichtung ausgibt. Damit ist gewährleistet, daß in Abhängigkeit vom tatsächlich ermittelten Dickenverlauf des Walzguts eine Kompensation von Dickenschwankungen im Endbereich über eine geeignete Positionierung der sich verjüngenden Arbeitswalzen entlang ihrer Längsachse gewährleistet ist. The provision of work rolls with such adapted in their end region Contouring enables a special accuracy in the production of the Rolling stock. To do this in a particularly effective manner for the production of rolling stock to be used with a particularly constant rolling stock thickness in the end area, the rolling device advantageously comprises a control device which in Dependent on a measured characteristic value for the strip thickness a control value for outputs the positioning of the or each work roll in the longitudinal direction. So that is ensures that depending on the actually determined thickness profile of the Rolling stock compensates for thickness fluctuations in the end area over a appropriate positioning of the tapered work rolls along their Longitudinal axis is guaranteed.

Zweckmäßigerweise sind die Arbeitswalzen derart axial verschiebbar, daß eine Beeinflussung des Bandprofils im Kantenbereich in Abhängigkeit von der Art des Walzguts, von seiner Bandbreite und/oder von seiner Banddicke ermöglicht ist. The work rolls are expediently axially displaceable such that a Influencing the band profile in the edge area depending on the type of Rolled stock, its range and / or its strip thickness is made possible.

Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß durch die stetige, nichtlineare Konturierung des Walzenballens der jeweiligen Arbeitswalze in deren Endbereich eine stetige Walzenkontur derart erzeugbar ist, daß das Verformungsverhalten der Arbeitswalze mehr oder weniger vollständig kompensierbar ist. Dadurch ist eine kontinuierliche Verringerung der Walzenabplattung erreichbar. Insbesondere unter Einsatz fortgeschrittener Walzenschleiftechnik ist es dabei möglich, den Walzenballen der sich derartig verjüngenden Arbeitswalzen einschließlich eines Kantenrückschliffs in einem einzigen Arbeitsgang zu schleifen. Die für die Konturierung berechnete, auf dem Verformungsverhalten der jeweiligen Arbeitswalze basierende Sollkontur kann dabei insbesondere auf einen vergleichsweise glatten Übergang im Kontaktbereich des zylinderförmigen mit dem sich verjüngenden Bereich der Arbeitswalze ausgelegt sein. The advantages achieved by the invention are in particular that the continuous, non-linear contouring of the roll barrel of the respective Work roll in the end region of which a continuous roll contour can be generated in such a way that the deformation behavior of the work roll more or less completely is compensable. This is a continuous reduction in roll flattening reachable. Especially when using advanced roll grinding technology it is possible to roll the roll of such tapered work rolls including grinding back grinding in a single operation. The one calculated for the contouring, based on the deformation behavior of the respective Work roll-based target contour can in particular be on a comparatively smooth transition in the contact area of the cylindrical with the tapered area of the work roll.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Darin zeigt die Figur in schematischer Darstellung eine Walzeinrichtung mit einer Anzahl von Arbeitswalzen. An embodiment of the invention will become more apparent from a drawing explained. The figure shows a roller device in a schematic representation a number of work rolls.

Die Walzeinrichtung 1 nach der Figur umfaßt eine obere Arbeitswalze 2 und eine untere Arbeitswalze 4, zwischen denen beim Betrieb der Walzeinrichtung das zu bearbeitende Walzgut 6 geführt ist. Die Arbeitswalzen 2, 4 sind in einem nicht näher dargestellten Walzgerüst angeordnet und auf ihrer vom zu bearbeiteten Walzgut 6 abgewandten Seite über eine zugeordnete Stützwalze 8 bzw. 10 abgestützt. The rolling device 1 according to the figure comprises an upper work roll 2 and a lower work roll 4 , between which the rolling stock 6 to be processed is guided during operation of the rolling device. The work rolls 2 , 4 are arranged in a roll stand (not shown in more detail) and are supported on their side facing away from the rolling stock 6 to be processed by an associated support roll 8 or 10 .

Die Walzeinrichtung 1 ist zur Herstellung eines auch in seinem Kantenbereich eine besonders planare und gleichmäßige Bandkontur aufweisenden Walzguts 6 ausgelegt. Dabei ist insbesondere ein Auslegungsziel, eine belastungsbedingte kontinuierliche Banddickenabnahme des Walzguts 6 in dessen Kantenbereich weitestgehend zu vermeiden. Um dies zu erreichen, sind die Arbeitswalzen 2, 4 jeweils in einem Endbereich in ihrer Kontur kontinuierlich verjüngt. Die Walzenkontur der jeweiligen Arbeitswalze 2 bzw. 4 ist dabei auf eine stetige und nichtlineare Abnahme des Walzendurchmessers bis hin zum jeweiligen Walzenende 12 bzw. 14 ausgelegt. The rolling device 1 is designed to produce a rolling stock 6 which has a particularly planar and uniform strip contour even in its edge region. In particular, one design goal is to largely avoid a load-related continuous decrease in strip thickness of the rolling stock 6 in its edge region. In order to achieve this, the work rolls 2 , 4 are continuously tapered in their contours in one end region. The roll contour of the respective work roll 2 or 4 is designed for a continuous and non-linear decrease in the roll diameter up to the respective roll end 12 or 14 .

Die Konturierung der jeweiligen Arbeitswalze 2, 4 ist dabei derart gewählt, daß sich im bearbeiteten Walzgut 6 eine auch im Endbereich annähernd homogene Banddicke einstellt, wobei die walzkraftbedingte Verformung der jeweiligen Arbeitswalze 2 bzw. 4 kompensiert ist. Die Konturierung der Arbeitswalzen 2, 4 ist dabei unter Rückgriff auf ein geeignetes Rechenprogramm und unter Zugrundelegung von Erfahrungswerten mit im wesentlichen planar oder zylindrisch ausgebildeten Arbeitwalzen ermittelt. The contouring of the respective work roll 2 , 4 is chosen in such a way that an approximately homogeneous strip thickness is obtained in the processed rolling stock 6, even in the end region, the deformation of the respective work roll 2 or 4 caused by the rolling force being compensated for. The contouring of the work rolls 2 , 4 is determined using a suitable computer program and based on empirical values with essentially planar or cylindrical work rolls.

Die Arbeitswalzen 2, 4 sind in axialer Richtung, also entlang ihrer durch die gestrichelten Linien 16 bzw. 18 angedeuteten Zentral- oder Rotationsachsen, verschiebbar ausgebildet. Dadurch ist eine relative Positionierung der Arbeitswalzen 2, 4 zueinander in axialer Richtung derart möglich, daß durch geeignete Einstellung des konturierten Endbereichs der jeweiligen Arbeitswalze eine bedarfsabhängige und situationsangepaßte Kompensation von Dickenabweichungen im Endbereich des Walzguts 6 erfolgen kann. The work rolls 2 , 4 are designed to be displaceable in the axial direction, that is to say along their central or rotational axes indicated by the dashed lines 16 and 18, respectively. A relative positioning of the work rolls 2 , 4 with respect to one another in the axial direction is possible in such a way that, by suitably adjusting the contoured end area of the respective work roll, a compensation of thickness deviations in the end area of the rolling stock 6 that is dependent on the situation and adapted to the situation can take place.

Um dies in besonders einfacher Weise und automatisiert zu ermöglichen, ist der Walzeinrichtung 1 eine Regeleinrichtung 20 zugeordnet, die in Abhängigkeit von einem gemessenen Kennwert für die Dicke des Walzguts 6 einen Stellwert für die Positionierung der oder jeder Arbeitswalze 2, 4 in ihrer Längsrichtung ausgibt. Die Regeleinrichtung 20 ist dazu, wie durch den Pfeil 22 angedeutet, mit einer Anzahl vom im Nahbereich des Walzguts 6 angeordneten Sensoren zur Ermittlung der Banddicke des Walzguts 6 verbunden. In Abhängigkeit der von diesen Sensoren gelieferten Meßwerten erzeugt die Regeleinrichtung 20 unter Bezugnahme auf hinterlegte Sollwerte Stellwerte für den Arbeitswalzen 2 bzw. 4 zugeordnete Positionierungsglieder, die eine bedarfsgerechte Verschiebung der jeweiligen Arbeitswalze 2, 4 in derer Längsrichtung bewirken. Die Abgabe von Stellwerten für diese Positionierungsglieder ist in der Figur durch die Pfeile 24, 26 symbolisiert. Bezugszeichenliste 1 Walzeinrichtung
2 obere Arbeitswalze
4 untere Arbeitswalze
6 Walzgut
8, 10 Stützwalze
12, 14 Walzenende
16, 18 gestrichelte Linien
20 Regeleinrichtung
22, 24, 26 Pfeile
In order to make this possible in a particularly simple and automated manner, a control device 20 is assigned to the rolling device 1 , which, depending on a measured characteristic value for the thickness of the rolling stock 6, outputs a control value for the positioning of the or each work roll 2 , 4 in its longitudinal direction. For this purpose, the control device 20 , as indicated by the arrow 22 , is connected to a number of sensors arranged in the vicinity of the rolling stock 6 for determining the strip thickness of the rolling stock 6 . Depending on the measured values supplied by these sensors, the control device 20 generates reference values for the positioning rollers assigned to the work rolls 2 or 4 , with reference to stored target values, which cause the respective work roll 2 , 4 to be shifted in the longitudinal direction as required. The delivery of control values for these positioning elements is symbolized in the figure by the arrows 24 , 26 . REFERENCE SIGNS LIST 1 rolling device
2 upper work roll
4 lower work roll
6 rolling stock
8 , 10 backup roller
12 , 14 roller end
16 , 18 dashed lines
20 control device
22 , 24 , 26 arrows

Claims

1. Rolling device with a number of axially displaceable work rolls ( 2 , 4 ) arranged in a roll stand, characterized in that at least one work roll ( 2 , 4 ) has a continuous, non-linear roll contour in its end region.

2. Rolling device according to claim 1, characterized in that the respective work roll ( 2 , 4 ) is contoured in its end region such that its continuous, non-linear roll contour compensates for the deformation of the roll barrel.

3. Rolling device according to claim 1 or 2, characterized in that the continuous, non-linear roll contour of the work roll ( 2 , 4 ) is determined by calculation methods from the deformation of the roll barrel.

4. Rolling device according to one of claims 1 to 3, characterized in that the continuous, non-linear rolling contour of a work roll (2, 4) is matched to the roller contour of the other associated work roll (2, 4).

5. Rolling device according to one of claims 1 to 4, characterized by a control device ( 20 ) which, depending on a measured characteristic value for the strip thickness, outputs a manipulated value for the positioning of the or each work roll ( 2 , 4 ) in the longitudinal direction.

6. Rolling device according to one of claims 1 to 5, characterized in that the work rolls ( 2 , 4 ) for influencing the strip profile in the edge area depending on the rolling stock ( 6 ), strip width and / or strip thickness are axially displaceable in opposite directions.