Gebiet der Erfindung
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Die Erfindung betrifft ein Warmwalzwerk. Sie behandelt
ein Warm-Fertigwalzwerk zum Warmwalzen eines Vorblechs auf
Produktdicke, das in einem Vorwalzwerk gewalzt worden ist,
und weiterhin ein Sechswalzen-Walzwerk zum Kaltwalzen von
Bandblech, das in dem Warm-Fertigwalzwerk gewalzt worden ist.
Die Erfindung betrifft insbesondere die präzise Regelung der
Blechballigkeit, die als Differenz der Blechdicke zwischen
einem Mittenabschnitt der Blechbreite und Abschnitten in der
Nähe der Kanten definiert ist, wobei verhindert wird, daß die
Blechkanten aufgrund von Kantenabfall extrem dünn werden.
Hintergrund der Erfindung
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Ganz allgemein werden beim Herstellen eines
warmgewalzten Stahlblechs in einem Warm-Fertigwalzwerk die Walzen des
Werks durch die Walzbelastung ausgelenkt. Dabei wird die
Blechdicke in der Mitte der Blechbreite größer als die
Blechdicke an Abschnitten in der Nähe der gegenüberliegenden
Kanten des gewalzten Blechs. D. h., das gewalzte Blech erhält
eine Balligkeit. Wird die Blechballigkeit groß, so ist es
schwierig, beim Kaltwalzen im nächsten Schritt ein
angemessenes Blechprofil zu erzielen. Man erhält auch
Gestaltfehler und die Ausbeute wird unvermeidbar geringer. Daher muß
die Blechballigkeit beim Warm-Fertigwalzwerk so klein wie
möglich sein.
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Zum Regeln der Blechform und zum Vermindern der
Blechballigkeit offenbart beispielsweise JP-B-62-10722 ein
Sechswalzen-Walzwerk, das in einem Gerüst der hinteren Stufe
einzubauen ist, wobei eine Walzwerkanordnung Zwischenwalzen
enthält, die über ihre ganze Länge einen konstanten
Durchmesser aufweisen und zwischen Stützwalzen bzw. Arbeitswalzen
angeordnet sind. Die Zwischenwalzen sind so eingerichtet, daß
sie zueinander entgegengesetzt in Achsrichtung verschiebbar
sind. Dadurch kann die Blechballigkeit besser geregelt
werden. Weiterhin ist in JP-A-57-91807 ein Walzwerk offenbart,
wobei entweder auf einer Arbeitswalze, einer Zwischenwalze
oder einer Stützwalze eine s-förmige Balligkeit ausgebildet
ist. Die Walze mit der s-förmigen Balligkeit wird in
Axialrichtung verschoben. Dadurch ist die Blechballigkeit besser
regelbar.
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Beim früheren Stand der Technik, der in JP-B-62-10722
offenbart ist, ist jedoch die Zwischenwalze ungefähr genauso
lang wie die Stützwalze und die Arbeitswalze. Verschiebt man
die Zwischenwalze, um die Blechballigkeit klein zu machen, so
wird die Berührlänge der Zwischenwalze mit der Stützwalze und
der Arbeitswalze kurz, und die Walzensteifheit des Walzwerks
nimmt ab. Es tritt daher die Schwierigkeit auf, daß sich der
Walzspalt zwischen dem Arbeitswalzenpaar stark ändert, wenn
die Walzlast durch Temperaturänderungen im Vorblech usw.
schwankt, und es ist keine vorbestimmte Genauigkeit der
Blechdicke bereitstellbar. Verschiebt sich durch Abweichungen
des Vorblechs usw. die Blechmitte in Breitenrichtung aus der
Walzwerkmitte, so tritt weiterhin die Schwierigkeit auf, daß
durch die unterschiedliche Steifheit der rechten und linken
Walzwerkabschnitte Wellen auftreten. Manchmal wird das Walzen
unmöglich, da durch Falschwalzen Querschnittsabnahmezipfel
entstehen.
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Zusätzlich tritt das Problem auf, daß auf der
Walzenoberfläche Ausbrüche auftreten, die durch die Druckzunahme
zwischen den Walzen wegen der kurzen Berührlänge der
Zwischenwalzen entstehen, und die Standzeit der Walzen sinkt.
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Es sei angemerkt, daß das genannte Problem dadurch
vermeidbar ist, daß man die Verschiebelänge der Zwischenwalzen
verkleinert. Die Fähigkeit, die Arbeitswalzenballigkeit im
Walzwerk zu regeln, ist dann jedoch stark eingeschränkt.
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Auch im neueren Stand der Technik, offenbart in JP-A-57-
-91807, tritt die Schwierigkeit auf, daß beim Profilregeln
durch das Verschieben der Zwischenwalzen, die eine s-förmige
Balligkeit aufweisen, die Regelung der Balligkeit aufgrund
des Walzenabriebs unmöglich wird.
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Wird die Profilregelung dadurch bereitgestellt, daß man
die Zwischenwalze oder die Stützwalze mit einer gekrümmten
Walzenballigkeit versieht, so ist es zudem erforderlich, die
Walzenballigkeit zu vergrößern, um einen großen Regelumfang
für die Balligkeit sicherzustellen. Walzt man jedoch ein
Vorblech mit relativ geringer Breite und mit kleiner
Walzlast, wobei eine solch große Walzenballigkeit bereitgestellt
ist, so entstehen berührungsfreie Abschnitte zwischen der
Stützwalze und der Zwischenwalze oder zwischen der Stützwalze
und der Arbeitswalze, und die Werkssteifheit des Walzwerks
wird klein. Damit wird die Genauigkeit der Blechdicke
unvermeidbar kleiner. Werden berührungsfreie Abschnitte
erzeugt, so tritt zusätzlich die Schwierigkeit auf, daß durch
die Steifheitsunterschiede in Axialrichtung der Walzen Wellen
und Querschnittsabnahmezipfel im gewalzten Blech auftreten.
Manchmal wird das Walzen des Blechs unmöglich.
Offenbarung der Erfindung
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Die Erfindung beseitigt alle Schwierigkeiten des Stands
der Technik und stellt ein Sechswalzen-Walzgerüst bereit, das
zum Regeln der Blechballigkeit und des Blechkantenabfalls
eingerichtet ist, um eine Abnahme der Werkssteifheit des
Walzwerks und Blechwellen zu verhindern, die durch eine große
Zwischenwalzenverschiebung entstehen, und um eine
Standzeitzunahme der Walzen zu erzielen.
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Erfindungsgemäß wird ein Sechswalzen-Walzgerüst
bereitgestellt, umfassend obere und untere Arbeitswalzen, ein Paar
Zwischenwalzen und ein Paar Stützwalzen, wobei zumindest die
Zwischenwalzen und die Arbeitswalzen so eingerichtet sind,
daß sie in Richtung ihrer Achsen verschiebbar sind, und die
Zwischenwalzen Balligkeiten aufweisen, die punktsymmetrisch
bezüglich des Gerüstmittelpunkts sind, und die Arbeitswalzen
Walzenprofile aufweisen, die punktsymmetrisch bezüglich des
Gerüstmittelpunkts sind,
dadurch gekennzeichnet, daß das Walzenprofil einer der
Zwischenwalzen durch die folgende Gleichung (1) dritten
Grades ausdrückbar ist
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y&sub1;(x) = -a[(x - (δ + OF)}/L]³ + b(x/L), .... (1)
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wobei gilt:
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y&sub1; ist die Erzeugende der Walzenballigkeit,
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a ist der Koeffizient des Terms dritter Ordnung,
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b ist der Koeffizient des Terms erster Ordnung,
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x ist die Koordinate der Ballenmitte,
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L ist die Hälfte der Ballenlänge der Zwischenwalze,
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δ ist die Größe der Verschiebung der Zwischenwalze
relativ zu einem Anfangspunkt, für den x = LB gilt, und
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OF ist die Versatzgröße in Achsenrichtung;
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und dadurch, daß das Walzenprofil der anderen
Zwischenwalze durch die folgende Gleichung (2) dritten Grades
ausdrückbar ist
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y&sub2;(x) = -a[(x + (δ + OF))/L]³ + b(x/L), .... (2)
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wobei y&sub2; die Erzeugende der Walzenballigkeit ist;
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und dadurch, daß jede der Zwischenwalzen eine
Ballenlänge hat, die 1,2-2,5mal länger ist als die ihrer Stützwalze,
so daß die Zwischenwalzen in ihrer größten und kleinsten
Verschiebestellung die Stützwalzen stets auf ihrer gesamten
Länge berühren.
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In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist
die Ballenlänge der Arbeitswalze länger als die der
Zwischenwalze und bevorzugt 1,4-2,5fach länger als die der
Zwischenwalze.
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Die Arbeitswalze kann mit einer Walzenballigkeit
versehen sein, die eine einseitig spitz zulaufende Gestalt hat,
bei der der Walzendurchmesser zum einen Ende des
Walzenballens hin allmählich abnimmt, oder eine zweiseitig spitz
zulaufende Gestalt, bei der der Walzendurchmesser von der Mitte
der Ballenlänge zu den entgegengesetzten Enden hin allmählich
abnimmt.
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Das erfindungsgemäße Sechswalzen-Walzgerüst kann durch
das Bereitstellen der Walzenballigkeit für die Zwischenwalzen
die zwischen den Walzen ausgeübte Last vermindern,
insbesondere zwischen den Ballenendabschnitten der
Zwischenwalzen und Arbeitswalzen. Dadurch kann die Balligkeit besser
geregelt werden. Insbesondere die "s"-förmige
Walzenballigkeit kann die auf beide Kantenabschnitte des Blechs ausgeübte
Walzlast wirkungsvoll verringern. Werden die Zwischenwalzen
relativ zueinander in punktsymmetrischer Beziehung jeweils in
entgegengesetzte Richtungen verschoben, so erhält man die
genannte Funktion noch ausgeprägter. Man kann damit die
Balligkeit besser regeln.
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Im erfindungsgemäßen Walzwerk ist wie erwähnt die
Ballenlänge der Zwischenwalze größer als die der Stützwalze.
Daher kann die Zwischenwalze, auch wenn sie weit verschoben
wird, die Stützwalze stets wirksam über ihre gesamte Länge
berühren. Man verhindert somit wirkungsvoll, daß die
Werkssteifheit des Walzwerks durch das Profilregeln abnimmt. Die
Genauigkeit der Blechdicke verbessert sich stark und wird
nicht durch die Änderung der Breite des gewalzten Blechs
beeinflußt. Auch wenn das zu walzende Blech gewölbt ist,
erfährt das Blech über seine gesamte Breite eine gleichmäßige
Abnahme, so daß das Auftreten von Wellen wirksam unterdrückt
wird.
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Wären die Walzenballen der Zwischenwalze und der
Stützwalze gleich lang, so wäre es erforderlich, eine große
Walzenballigkeit zu verwenden, um einen großen Unterschied
zwischen dem größten und dem kleinsten Durchmesser des
Wal
zenballens bereitzustellen, damit man die geforderte
Ballenregelung erzielt. Der erzeugte Kontaktdruck zwischen den sich
berührenden Walzen nimmt dadurch zu und bewirkt Ausbrüche auf
der Walzenoberfläche und reduziert die Walzenstandzeit. Ist
das Vorblech zudem relativ schmal und die Walzlast gering, so
entstehen zusätzlich berührungsfreie Abschnitte zwischen den
Ballen der Zwischen- und Stützwalzen oder zwischen den Ballen
der Zwischen- und Arbeitswalzen. Damit nimmt die
Werkssteifheit des Walzwerks ab und die gewünschte Genauigkeit der
Blechdicke kann nicht erzielt werden. Zum Beseitigen der
genannten Probleme ist daher die Ballenlänge der
Zwischenwalze 1,2-2,5mal größer als die Ballenlänge der Stützwalze.
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Weiterhin ist die Ballenlänge jeder Arbeitswalze
bevorzugt länger als die der Zwischenwalze. Vorteilhafterweise ist
die Ballenlänge der Arbeitswalze 1,4-2,5mal länger als die
der Zwischenwalze, so daß die Arbeitswalze die Zwischenwalze
trotz der Zwischenwalzenverschiebung stets wirksam berührt,
damit die Werkssteifheit des Walzwerks größer und
insbesondere die Blechwellen kleiner werden. Zudem wird die
Walzenstandzeit durch das Vergrößern des Berührbereichs zwischen
den Walzen besser, und dadurch, daß man verhindert, daß der
Berührdruck zwischen den Walzen ansteigt.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Es zeigt:
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Fig. 1 die Skizze einer Vorderansicht eines
erfindungsgemäßen Walzwerks;
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Fig. 2 eine skizzenhafte Darstellung des Walzballens für
eine Zwischenwalze in Walzwerk nach Fig. 1;
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Fig. 3 eine schematische Darstellung der Zwischenwalzen
nach Fig. 1 in verschobenen Positionen;
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Fig. 4 ein Blockdiagramm eines Regelsystems für das
Walzwerk nach Fig. 1;
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Fig. 5 Kurven mit dem Zusammenhang zwischen dem Druck
der Walzen des Walzwerks untereinander und der
Blechballigkeit;
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Fig. 6 eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen dem
Verhältnis der Ballenlänge der Zwischen- und Stützwalzen des
Walzwerks und dem Höchstdruck der Walzen untereinander;
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Fig. 7 eine Kurve des Berührbereichs zwischen den Walzen
des Walzwerks abhängig vom Verhältnis der Ballenlängen der
Zwischen- und Stützwalzen;
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Fig. 8 eine Skizze der Biegung der Zwischenwalzen des
Walzwerks;
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Fig. 9 eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen dem
Verhältnis der Ballenlänge der Zwischen- und Stützwalzen des
Walzwerks und der Auslenkungsgröße der Zwischenwalzen;
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Fig. 10 eine Kurve der Verteilung der Blechballigkeit
abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche;
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Fig. 11 eine skizzenhafte Seitenansicht des
erfindungsgemäßen Walzwerks, die die Schmiermittelzufuhr darstellt;
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Fig. 12 eine Vorderansichtsskizze des Walzwerks nach
Fig. 11;
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Fig. 13 eine Kurve mit dem Zusammenhang zwischen dem
Durchmesser der Arbeitswalzen und dem Ballenregelumfang;
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Fig. 14 eine Vorderansichtsskizze, die ein
erfindungsgemäßes Walzwerk darstellt;
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Fig. 15 eine Kurve der Verteilung der Blechballigkeit
abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche;
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Fig. 16 eine Kurve, die die Größe des auftretenden
Kantenabfalls darstellt;
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Fig. 17 eine Vorderansichtsskizze eines
erfindungsgemäßen Walzwerks;
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Fig. 18 eine Skizze eines erfindungsgemäßen Walzwerks,
die die Arbeitswalzen in verschobener Position darstellt;
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Fig. 19 eine Kurve, die die Änderung des Kantenabfalls
darstellt;
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Fig. 20 eine Kurve, die die Verteilung der
Blechballigkeit abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche darstellt;
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Fig. 21 eine Kurve, die die Größe des auftretenden
Kantenabfalls darstellt;
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Fig. 22 eine Vorderansichtsskizze eines
erfindungsgemäßen Walzwerks;
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Fig. 23 eine Kurve, die die Verteilung der
Blechballigkeit abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche darstellt;
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Fig. 24 eine Vorderansichtsskizze eines
erfindungsgemäßen Walzwerks;
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Fig. 25 eine Kurve, die die Verteilung der
Blechballigkeit abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche darstellt;
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Fig. 26 eine Vorderansichtsskizze eines
erfindungsgemäßen Walzwerks; und
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Fig. 27 eine Kurve, die die Verteilung der
Blechballigkeit abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche darstellt.
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Darstellung der besten Art, die Erfindung auszuführen
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Die Erfindung wird im weiteren anhand der Beispiele
erklärt, die in den Zeichnungen dargestellt sind.
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Fig. 1 zeigt ein erfindungsgemäßes Sechswalzen-Walzwerk.
Es wird nun Bezug auf Fig. 1 genommen. Ein Gehäuse 1 ist
mit Paaren oberer und unterer Arbeitswalzen 2, Zwischenwalzen
3 und Stützwalzen 4 versehen. Beide Arbeitswalzen 2 können
mit Hilfe einer Schiebeeinheit 5 für jede Walze entlang ihrer
Achsen in zueinander entgegengesetzte Richtungen verschoben
werden. Die beiden Zwischenwalzen 3 können ebenfalls mit
Hilfe einer weiteren Schiebeeinheit 6 für jede Walze entlang
ihrer Achsen in zueinander entgegengesetzte Richtungen
verschoben werden.
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Jede Stützwalze 4 wird von einer sogenannten Glattwalze
gebildet, die über ihre gesamte Länge einen konstanten
Ballendurchmesser aufweist. Jede Zwischenwalze 3 wird von
einer Walze gebildet, deren Ballenlänge größer ist als die
der Stützwalze, und sie weist einen "s"-förmigen Walzenballen
auf.
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Man bevorzugt, daß der s"-förmige Walzenballen der
Zwischenwalzen einen Unterschied zwischen dem größten und dem
kleinsten Walzendurchmesser von nicht mehr als einem
Millimeter aufweist.
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Die Zwischenwalzen 3 mit einem derartigen Walzenballen
werden wie in Fig. 1 dargestellt in einander
entgegengesetzten Richtungen angeordnet und mit Hilfe der
Verschiebeeinheiten 6 zwischen den größten und kleinsten
Verschiebestellungen in einander entgegengesetzten Richtungen verschoben,
siehe Fig. 3(a) und 3(b).
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In der kleinsten Verschiebestellung nach Fig. 3(a) ist
ein Ballenende 3a der Zwischenwalze 3 gerade mit einem
Ballenende 4a ihrer Stützwalze 4 ausgerichtet. Dagegen ist in
der größten Verschiebestellung nach Fig. 3(b) das andere
Ballenende 3b der Zwischenwalze 3 gerade mit dem anderen
Ballenende 4b ihrer Stützwalze 4 ausgerichtet. Damit berühren
die Zwischenwalzen ihre jeweiligen Stützwalzen in den größten
und kleinsten Verschiebestellungen über der gesamten Länge
der Stützwalzen.
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In Fig. 1 und 3 ist zu sehen, daß die Arbeitswalzen 2
Glattwalzen mit konstantem Durchmesser sind und die gleiche
Ballenlänge aufweisen wie die Stützwalzen.
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Es wird nun Bezug auf Fig. 1 genommen. Im Walzwerk mit
den wie erwähnt angeordneten Walzen 2, 3 und 4 ist jede
Arbeitswalze 2 nacheinander über eine Welle 7 und ein
Kammwalzengerüst 8 mit einem Untersetzungsgetriebe 10 verbunden,
das an einen Motor 9 angeschlossen ist. In diesem Fall wird
die Verschiebestellung der Arbeitswalze 2 (die die
Verschiebeeinheit 5 bewirkt, die über die Welle 7 und das
Kammwalzen
gerüst 8 mit der Arbeitswalze 2 verbunden ist) mit einer
Positionserfassungseinheit 11 erfaßt, die beispielsweise eine
magnetische Meßeinrichtung sein kann. Eine weitere
Positionserfassungseinheit 12, die beispielsweise ebenfalls eine
magnetische Meßeinrichtung sein kann, erfaßt die
Verschiebestellung der Zwischenwalze 3 (die die Verschiebeeinheit 6
bewirkt, die mit der Zwischenwalze 3 verbunden ist).
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In der Abbildung bezeichnen die Bezugszeichen 13, 14 und
15 jeweils ein gewalztes Blech als Produkt, einen
Arbeitswalzenbieger und einen Zwischenwalzenbieger. 16 bezeichnet eine
Meßdose.
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Fig. 4 zeigt das Schema eines Regelsystems des
beschriebenen Walzwerks.
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In der Abbildung bezeichnet 21 eine Arithmetikeinheit.
In diese Arithmetikeinheit 21 werden vorab die
Walzbedingungen in einem Zyklus eingegeben, beispielsweise die Form und
die Größe irgendeines zugespitzten Abschnitts der
Arbeitswalze 2, die Walzenballigkeit und Größe der Zwischenwalze 3,
die Blechbreite, die Dickenabnahme in jedem Walzgerüst, die
Blechenddicke, die Soll-Blechballigkeit, die Soll-Blechform
usw. Die Arithmetikeinheit 21 berechnet ausgehend von diesen
Informationen die Einstellwerte für die Verschiebegrößen der
Zwischenwalze 3 und die Biegekraft für jeden Walzenbieger 14
und 15 sowie die zyklische Verschiebungsgröße der
Arbeitswalze 2, damit man eine Blechballigkeit und eine Blechform
gemäß der Vorgabe erreicht.
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Ausgehend von dem Rechenergebnis regeln eine
Verschiebesteuereinheit 22 und eine Biegesteuereinheit 23 den Betrieb
der Verschiebeeinheit 6 und der Walzenbieger 14 und 15, so
daß die Verschiebegröße der Zwischenwalze 3 und die
Walzenbiegekraft in einem solchen Zustand als Einstellwerte zum
Warten auf den Walzbeginn verwendet werden.
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Während des Walzens berechnet die Arithmetikeinheit 21
ausgehend von Rückkopplungssignalen aus einer
Blechform-Erfassungseinheit 24 und einer Blechballen-Erfassungseinheit 25
zur Arithmetikeinheit 21 korrigierte Werte der
Zwischenwalzen-Verschiebegröße und der Walzenbiegekraft, um die
Soll-Blechform und die Soll-Blechballigkeit mit hoher
Genauigkeit zu verwirklichen. Die Verschiebesteuereinheit 22 und
die Biegesteuereinheit 23 stellen die Verschiebegröße 3 und
die Biegekraft der Walzenbieger 14 und 15 gemäß der
korrigierten Werte ein.
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Wird das Walzen mit dem genannten Walzwerk ausgeführt,
so kann insbesondere durch die Funktion des Walzenballens,
der auf der Zwischenwalze 3 wirkt, die Walzlast, die die
Arbeitswalze auf die Seitenkantenabschnitte eines Vorblechs
ausübt, sehr wirksam verringert werden. Damit kann man
zusätzlich zur Einwirkung der Walzenbieger 14, 15 nicht nur
die Blechballigkeit sehr genau regeln, sondern man kann durch
die Verschiebung der Zwischenwalze 3 den Regelbereich der
Blechballigkeit stark erweitern.
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Es wird nun ein Verfahren zum Gestalten der
Walzenballigkeit der Zwischenwalze 3 erklärt, und zwar anhand eines
Beispiels, in dem ein Walzenballen gemäß einer Gleichung
dritten Grades gegeben ist, siehe Fig. 2.
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D. h., daß das untere Walzenprofil der Zwischenwalze 3
in Fig. 2(a) der Kurve in Fig. 2(b) genügt. Diese Kurve kann
durch die folgende Gleichung (1) ausgedrückt werden.
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y&sub1;(x) = -a[(x - (δ + OF)}/L]³ + b(x/L), .... (1)
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wobei gilt:
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y&sub1; ist die Erzeugende der Walzenballigkeit,
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a ist der Koeffizient des Terms dritter Ordnung,
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b ist der Koeffizient des Terms erster Ordnung,
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x ist die Koordinate der Ballenmitte,
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L ist die Hälfte der Ballenlänge der Zwischenwalze,
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δ ist die Größe der Verschiebung der Zwischenwalze (der
Anfangspunkt ist x = LB) und
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OF ist die Versatzgröße in Achsenrichtung.
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Das obere Walzenprofil der Zwischenwalze 3 ist
punktsymmetrisch zum unteren Walzenprofil bezüglich des
Mittelpunkts des Werks und ist durch die folgende Gleichung (2)
ausdrückbar, wobei y&sub2; die Erzeugende der Walzenballigkeit ist:
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y&sub2;(x) = -a[{x + (δ + OF)}/L]³ + b(x/L)..... (2)
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Mit Hilfe der Gleichungen (1) und (2) kann der Spalt Δy
zwischen den oberen und unteren Walzen durch die folgende
Gleichung ausgedrückt werden:
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Die zusammengesetzte Walzenballigkeit CR, die die obere
und untere Zwischenwalze ausbilden, ist durch die folgende
Gleichung (4) ausdrückbar, wobei der Walzwerkmittelpunkt auf
den Wert Null (0) gesetzt wird
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CR = Δy(O) - Δy(x) = -6a{(δ + OF)/L}(x/L)²... (4)
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Die größte Verschiebegröße δmax, die die größte
zusammengesetzte Walzenballigkeit ergibt, ist wie folgt
ausdrückbar
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δmax = L - LB, ..... (5)
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wobei LB gleich der halben Ballenlänge der Stützwalze ist. Um
den Gesamtballen der oberen und unteren Zwischenwalzen zu
null zu machen, wenn die Verschiebegröße den kleinsten Wert
von δmin {= -(L - LB)) hat, muß die Versatzgröße OF den
folgenden Wert haben:
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OF = L - LB ...... (6)
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In einem normalen Warmwalzverfahren kann die kleinste
Balligkeit auftreten, wenn der Gesamtballen der oberen und
unteren Walzen null ist. Ist es jedoch erforderlich, den
kleinsten Gesamtballen größer oder kleiner als null zu
machen, so kann man die Versatzgröße OF wie folgt bestimmen,
wobei die Verschiebegröße der Zwischenwalze als Startpunkt
null (x = L) ist,
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OF = C(L = LB)
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wobei C eine Konstante ist.
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Zum Vermindern des Unterschieds zwischen den größten und
kleinsten Durchmessern der Zwischenwalze ohne Veränderung des
Gesamtwalzenballens ist es wirkungsvoll, die folgende
Gleichung zu verwenden, die man erhält, wenn man die
Gleichungen (5) und (6) in die Gleichung (4) einsetzt,
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CR = -6a{(1 + C)(L - LB)/L³} · x³, ..... (8)
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um den Koeffizienten "a" des Terms dritter Ordnung
kleinstmöglich zu machen und damit (L - LB)/L³ in der genannten
Gleichung größtmöglich zu machen. Damit (L - LB)/L³ so groß
wie möglich wird, wendet man die folgende Gleichung an:
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L = 1,5LB......(9)
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Bemißt man demgemäß die Ballenlänge der Zwischenwalze
1,5mal länger als die der Stützwalze, so können die größten
und kleinsten Durchmesserunterschiede der Zwischenwalze klein
gemacht werden. D. h., daß beim Ausbilden eines s-förmigen
Walzenballens auf der Zwischenwalze die Schleifmenge
verringert werden kann, so daß die Lebensdauer der Zwischenwalze
beim Vorgang des Walzenschleifens verlängerbar ist.
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Fig. 5 zeigt das Ergebnis eines Vergleichs der
Druckverteilung zwischen den Walzen und der Blechballigkeit, wenn
eine Zwischenwalze mit L = 1,1LB verwendet wird. Ist die
Ballenlänge dagegen 1,5LB (durchgezogene Linie), siehe Fig. 5,
so biegt sich die Arbeitswalze entlang der Zwischenwalze, so
daß sich die Blechballigkeit verglichen mit einem Fall
verringert, bei dem die Ballenlänge 1,1LB beträgt. Weiterhin
ist offensichtlich, siehe Tabelle 1, daß der Höchstdruck
kleiner ist, wenn die Ballenlänge 1,5LB beträgt. Dies trägt
zum Verlängern der Walzenstandzeit bei.
Tabelle 1
[Versuchsbeispiel]
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Es werden nun die Ergebnisse eines Versuchs erklärt, der
die Zwischenwalze und insbesondere die Ballenlänge betraf.
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Die Ballenlänge der verwendeten Arbeitswalze betrug 2300
mm und ihr Durchmesser 680 mm. Die Ballenlänge der
verwendeten Stützwalze betrug 2300 mm und ihr Durchmesser 1330
mm. Die Ballenlänge der Zwischenwalze wurde in verschiedener
Weise verändert, wobei der Koeffizient "a" des Terms dritter
Ordnung aus Gleichung (8) den Wert 0,833 hatte. Es wurden
Vorbleche mit einer Breite von 1500 mm und einer Dicke von
5,2 mm auf eine Dicke von 4,16 mm gewalzt. Dabei wurden
verschiedene Untersuchungen angestellt.
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Fig. 6 zeigt den Zusammenhang zwischen dem Verhältnis
(L/LB) der Zwischen- und Stützwalzenballenlängen und dem
Höchstdruck zwischen den Zwischen- und Stützwalzen. Wird das
Verhältnis (L/LB) auf nicht weniger als den Wert 1,2
vergrößert, siehe die Abbildung, so nimmt der Druck ein wenig ab.
Damit ist offensichtlich, daß eine Zwischenwalze mit großer
Ballenlänge zu bevorzugen ist.
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Fig. 7 zeigt den Berührzustand zwischen den Zwischen-
und Stützwalzen abhängig vom Verhältnis der Ballenlängen
unter der Bedingung, daß die gleiche Blechballigkeit erzielt
wird. Fig. 7 zeigt, daß das Auftreten von berührungsfreien
Bereichen verhinderbar ist, wenn das Verhältnis auf einen
Wert nicht kleiner als 1, 2 vergrößert wird. Dies ist auch
wirksam zum Verbessern der Blechdickengenauigkeit und um zu
verhindern; daß Blechwellen und Querschnittsabnahmezipfel
auftreten.
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Bildet sich ein Spalt zwischen einem Block, der in einem
Walzgerüst zum Verschieben einer Zwischenwalze eingebaut ist,
und einem Einbaustück der Zwischenwalze (dieser Spalt bildet
sich durch den Abrieb, den das Gleiten der Zwischenwalze
verursacht, und auch durch eine mangelhafte Genauigkeit der
Maschine), so wird im allgemeinen eine Auslenkung in der
Zwischenwalze 3 erzeugt, siehe Fig. 8(a). Fig. 9 zeigt den
Zusammenhang zwischen der Größe t der waagrechten Auslenkung
und dem Verhältnis (L/LB) der Ballenlängen der Zwischen- und
der Stützwalzen unter der Bedingung, daß der angesprochene
Spalt 3 mm groß ist. Dabei ist die maximale Auslenkungsgröße
t zwischen den Einbaustücken in Fig. 8(b) als waagrechte
Auslenkungsgröße definiert.
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Die waagrechte Auslenkungsgröße nimmt um so mehr zu, je
stärker das Verhältnis anwächst, siehe Fig. 9. Nimmt die
waagrechte Auslenkungsgröße zu, so ändert sich der Spalt
zwischen der oberen und der unteren Arbeitswalze. Werden die
waagrechten Auslenkungsgrößen der oberen Zwischenwalze und
der unteren Zwischenwalze unterschiedlich groß, so ändert
sich der Walzspalt zwischen der oberen und der unteren
Arbeitswalze in axialer Richtung. Damit schwanken die
Blechballigkeit und das Blechprofil während des Walzvorgangs. Aus
diesem Grund bevorzugt man zum Verkleinern des
Ballenlängenverhältnisses eine kurze Zwischenwalze. Ist die waagrechte
Biegegröße bis zu 0,45 mm groß, so hat sie jedoch wenig
Einfluß auf die Blechballigkeit und das Blechprofil, so daß bei
normalen Walzvorgängen keine Probleme auftreten. Zudem regelt
man den angesprochenen Spalt normalerweise so, daß er nicht
größer wird als 3 mm. Damit ist offensichtlich, daß man
Walzen kann, solange der Ballen der Zwischenwalze nicht um mehr
als das 2,5fache länger ist als die Stützwalze.
[Besonderes Beispiel]
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Im folgenden wird ein Vergleichsbeispiel erläutert, in
dem die Ballenverteilung abhängig von der Anzahl der
gewalzten Bleche und von anderen Größen untersucht wird, wenn man
ein erfindungsgemäßes Walzwerk bzw. ein herkömmliches
Walzwerk verwendet.
Erfindungsgemäßes Walzwerk
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In einer Walzstraße, in der gemäß Fig. 1 aufgebaute
Sechswalzen-Walzwerke in drei Walzgerüsten in der hinteren
Stufe angeordnet waren, wurden Vorbleche mit 900 bis 1600 mm
Breite und 40 mm Dicke gewalzt, um ein Dünnblech aus
kohlenstoffarmem Stahl mit 1,6 bis 3,2 mm Enddicke zu erzeugen.
Die Blechballigkeit wurde nach jeweils fünf Rollen gemessen,
und zwar an einer Stelle, die von der Kante 25 mm Abstand
hatte.
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Die Ballenlänge der Arbeitswalzen betrug in diesem Fall
2300 mm, die der Zwischenwalze 3450 mm und die der Stützwalze
2300 mm. Der Unterschied zwischen dem größten und dem
kleinsten Durchmesser der Zwischenwalze betrug 0,8 mm. Die
Zwischenwalze wurde in einem Bereich von 0 mm bis 700 mm
verschoben.
Herkömmliches Walzwerk
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In einer Walzstraße wurden Sechswalzen-Walzwerke in drei
Walzgerüsten, die das Endwalzgerüst enthielten, in der
hinteren Stufe eingebaut. Jedes Sechswalzen-Walzwerk war mit
Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen versehen. Alle
Walzen waren Glattwalzen und wiesen eine Ballenlänge von 2300
mm auf. Die Zwischenwalzen wurden verschoben und die
Walzvorgänge wurden genauso ausgeführt wie beim erfindungsgemäßen
Walzwerk. Die Blechballigkeit wurde in der gleichen Weise
gemessen.
Versuchsergebnisse
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Die Meßergebnisse sind in der Kurve in Fig. 10
dargestellt.
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Wurde das erfindungsgemäße Walzwerk verwendet, so ist
gemäß der Ergebnisse nach Fig. 10 offensichtlich, daß es
möglich war, einen hochgenauen Blechwalzvorgang auszuführen
und eine Blechballigkeit nahe an der Soll-Blechballigkeit zu
erhalten, und zwar auch dann, wenn die Soll-Balligkeit
verändert wurde. Das Walzprogramm bezüglich der Blechbreite des
erfindungsgemäßen Walzwerks wurde genauso eingestellt wie bei
dem herkömmlichen Walzwerk.
-
Tabelle 2 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln, die Genauigkeit der Blechdicke und
den Mittelwert der Blechballigkeit für den Fall, daß 100000
Tonnen Blech mit einem Dünnblechzyklus-Walzprogramm gewalzt
wurden, wobei die genannten erfindungsgemäßen und
herkömmli
chen Walzwerke verwendet wurden. Der Tabelle ist zu
entnehmen, daß die Blechdickengenauigkeit und die
Ausschußhäufigkeit (es treten weniger Querschnittsabnahmezipfel auf) beim
erfindungsgemäßen Walzwerk weit besser sind als beim
herkömmlichen Walzwerk.
Tabelle 2
-
In dem beschriebenen erfindungsgemäßen Walzwerk
bevorzugt man, den Spalten zwischen den Stütz- und Zwischenwalzen
und/oder den Zwischen- und Arbeitswalzen Schmiermittel
zuzuführen.
-
Es wird nun Bezug auf Fig. 11 genommen.
Schmiermittelzufuhrdüsen 26 sind so angeordnet, daß sie Schmiermittel aus
diesen Düsen auf einen Spalt zwischen der Stützwalze 4 und
der Zwischenwalze 3 und auf einen Spalt zwischen der
Zwischenwalze 3 und der Arbeitswalze 2 richten. Das
Schmiermittel wird den Schmiermittelzufuhrdüsen 26 mit Hilfe einer
Pumpe 28 über Zuleitungen 29 aus einem Schmiermitteltank 27
zugeführt. Zudem führt man den Zwischenwalzen 3 und den
Arbeitswalzen 2 aus Kühlmitteldüsen 32 Kühlmittel zu, und zwar
über Kühlmittelzuführleitungen 31 und eine Kühlmittelpumpe
30. Das bevorzugte Schmiermittel ist eine hochkonzentrierte
Emulsion aus Grundöl, das einen Hochdruckzusatz enthält.
Benutzt man das Schmiermittel jedoch auch zum Kühlen der
Wal
zen, so ist ein Schmiermittel mit geringer Konzentration
verwendbar.
-
Es wird nun Bezug auf Fig. 12 genommen. Zum Vergrößern
der zugeführten Schmiermittelmenge ist der Abstand zwischen
den Schmiermittelzufuhrdüsen 26 für den Ballenabschnitt der
Zwischenwalze 3 mit dem größeren Durchmesser bevorzugt
kleiner als der Abstand für den Ballenabschnitt mit dem kleineren
Durchmesser. Anstatt die Menge des zugeführten Schmiermittels
zu vergrößern, kann man auch die Schmiermittelkonzentration
in axialer Richtung der Zwischenwalze verändern, um die
gleiche Wirkung wie oben zu erzielen.
-
Das in Fig. 1 verwendete Walzwerk wurde wie erwähnt zum
Walzen der Vorbleche verwendet, wobei in der in Fig. 11
dargestellten Weise eine zehnprozentige Emulsion als
Schmiermittel benutzt wurde und als Kühlmittel Industriewasser. Es
wurden mindestens 120 Blechstreifen gewalzt, ohne daß ein
Walzenfressen auftrat. In einem Vergleichsbeispiel wurden die
Vorbleche genauso gewalzt wie oben, als Kühlmittel wurde
jedoch nur Industriewasser verwendet. In diesem Fall trat ein
Walzenfressen auf der Arbeitswalze und der Zwischenwalze auf,
nachdem 100 Blechstreifen gewalzt worden waren, und der
Walzvorgang wurde angehalten.
-
In dem Walzwerk, das eine Zwischenwalze mit Walzenballen
aufweist, wird die Verteilung des Berührdrucks zwischen den
Walzen variiert, um die Biegung der Arbeitswalze zu
verändern. Damit regelt man die Blechballigkeit und letztlich
die Form des Blechs. D. h., der Umfang der Ballenregelung
wird nicht über die Änderung der Walzlast variiert. Ist der
Arbeitswalzendurchmesser klein, so verändert sich die
Auslenkungsgröße der Arbeitswalzen-Mittenlinie stark, so daß der
erzeugte Umfang der Ballenregelung durch das Verschieben der
Zwischenwalze groß wird. Ist dagegen der
Arbeitswalzendurchmesser groß, so verändert sich die Auslenkungsgröße der
Arbeitswalzen-Mittenlinie wenig, so daß der erzeugte Umfang
der Ballenregelung durch das Verschieben der Zwischenwalze
klein wird.
-
Fig. 13 zeigt die Ergebnisse der Prüfung, die an
gewalzten Blechen von 1500 mm Breite bezüglich des
Arbeitswalzendurchmessers und des Umfangs der Ballenregelung
durchgeführt wurden. Ist der Arbeitswalzendurchmesser klein, siehe
Fig. 13, bevorzugt nicht größer als 700 mm, so wird der
Umfang der Ballenregelung groß. Ist jedoch der
Arbeitswalzendurchmesser kleiner als 400 mm, so wird die Größe der
waagrechten Biegung der Arbeitswalze groß und das Walzenprofil
fehlerhaft. Damit ist die Arbeitswalze schwierig anzutreiben
und die durch das Biegen der Arbeitswalzen verursachte
Einwirkung nimmt ab. Daher wünscht man eine Arbeitswalze mit
mindestens 400 mm Durchmesser.
[Beispiel 2]
-
Fig. 14 zeigt ein Walzwerk mit verbesserter Steifheit,
die durch das Verlängern des Walzenballens der Arbeitswalze
2 entsteht, damit die Ballenlänge der Arbeitswalze größer
wird als die der Zwischenwalze 3 im Sechswalzen-Walzwerk nach
Fig. 1. Die Werkssteifheit des Walzwerks ist durch die Größe
des Spalts zwischen den Arbeitswalzen bestimmt, wenn sich die
Walzlast verändert. Der Spalt wird durch die Auslenkung der
Stützwalzen, die elastische Verformung des Gehäuses usw. und
die flache Verformung zwischen den Walzen beeinflußt. Ist die
Ballenlänge der Arbeitswalze groß und ist zudem der Bereich
lang, der die Arbeitswalze und die Zwischenwalze berührt, so
ist die Werkssteifheit des Walzwerks groß, da der Berührdruck
zwischen den Walzen kleiner ist als im Fall eines kürzeren
Berührbereichs, und zwar auch dann, wenn sich die Walzlast
ändert. Ist die Ballenlänge der Arbeitswalze groß, so ist die
Druckänderung zwischen den Walzen klein, und zwar auch dann,
wenn das Blech in einer Lage durchläuft, die vom
Walzwerksmittelpunkt abweicht, und der Unterschied zwischen den
Verformungsgrößen an der linken und rechten Seite bezüglich
der Blechmittellinie ist klein. Daher ist der Gebrauch einer
Arbeitswalze mit großer Ballenlänge wirksam beim Verhindern
von Blechwellen und auftretenden Querschnittsabnahmezipfeln.
-
Man beachte, daß ein bevorzugter Ballenlängenbereich der
Zwischenwalze wie beschrieben 1,5 bis 2,5mal länger ist als
die Ballenlänge der Stützwalze, und zwar im wesentlichen aus
dem gleichen Grund.
-
Es wird nun eine Vergleichsprüfung in Verbindung mit der
Ballenverteilung abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche
usw. erläutert, die mit dem Walzwerk gemäß diesem Beispiel
und mit einem herkömmlichen Walzwerk untersucht wurde.
-
In einer warmen Fertigwalzstraße, in der die gemäß
Fig. 14 aufgebauten Sechswalzen-Walzwerke in drei
Walzgerüsten in der hinteren Stufe angeordnet waren, wurden
Vorbleche unter den gleichen Bedingungen wie im oben
angesprochenen Beispiel 1 gewalzt. Nach jeweils fünf Rollen wurde
die Blechballigkeit 25 mm von der Kante entfernt gemessen.
-
Dabei betrug die Ballenlänge der Arbeitswalze 3400 mm,
die der Zwischenwalze 3000 mm und die der Stützwalze 2300 mm.
Der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten
Durchmesser der Zwischenwalze betrug 0,8 mm, und die
Zwischenwalze wurde in einem Bereich von 0 mm bis 700 mm
verschoben.
-
Die Spezifikation des in dieser Vergleichsuntersuchung
verwendeten herkömmlichen Walzwerks entsprach der
Spezifikation aus Beispiel 1.
Ergebnis der Untersuchungen
-
Die Meßergebnisse sind in der Kurve in Fig. 15
dargestellt. Wurde das erfindungsgemäße Walzwerk verwendet, so
konnte gemäß der Ergebnisse in Fig. 15 ein hochgenauer
Blechwalzvorgang ausgeführt werden, und man erhielt eine
Blechballigkeit, die äußerst nahe an der Soll-Blechballigkeit
lag, und zwar auch dann, wenn die Soll-Balligkeit verändert
wurde.
-
Tabelle 3 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln, die Genauigkeit der Blechdicke und
den Mittelwert der Blechballigkeit für den Fall, daß 100000
Tonnen Blech mit einem Dünnblechzyklus-Walzprogramm gewalzt
wurden, wobei die genannten erfindungsgemäßen und
herkömmlichen Walzwerke verwendet wurden. Der Tabelle ist zu
entnehmen, daß die Blechdickengenauigkeit und die
Ausschußhäufigkeit (es treten weniger Querschnittsabnahmezipfel auf) beim
erfindungsgemäßen Walzwerk weit besser sind als beim
herkömmlichen Walzwerk.
Tabelle 3
[Beispiel 3]
Erfindungsgemäßes Walzwerk
-
In einer aus vier Walzgerüsten bestehenden
Kaltwalzstraße, in der gemäß Fig. 1 aufgebaute Sechswalzen-Walzwerke
im ersten Walzgerüst angeordnet waren, wurden Vorbleche mit
900 bis 1600 mm Breite und 2 bis 3 mm Dicke gewalzt, um ein
Dünnblech aus kohlenstoffarmem Stahl mit 1,6 bis 0,5 mm
Enddicke zu erzielen. Die Blechdickenabweichung wurde an einer
Stelle untersucht, die von der Kante 100 mm Abstand hatte.
-
Dabei betrug die Ballenlänge der Arbeitswalze 2000 mm,
die der Zwischenwalze 2700 mm und die der Stützwalze 2000 mm.
Der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten
Durchmesser der Zwischenwalze betrug 0,8 mm, und die
Zwischenwalze wurde in einem Bereich von 0 mm bis 700 mm
verschoben.
Herkömmliches Walzwerk
-
Ein Sechswalzen-Walzwerk wurde im ersten Walzgerüst
angeordnet und mit Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und
Stützwalzen versehen. Alle Walzen waren Glattwalzen und wiesen eine
Ballenlänge von 2000 mm auf. Die Zwischenwalzen wurden
verschoben und die Walzvorgänge wurden genauso ausgeführt wie
beim erfindungsgemäßen Walzwerk. Die Blechballigkeit wurde in
der gleichen Weise gemessen.
Ergebnisse der Untersuchungen
-
Die Untersuchungsergebnisse sind in der Kurve nach
Fig. 16 dargestellt. Verwendet man das erfindungsgemäße
Walzwerk; siehe Fig. 16, so ist offensichtlich, daß weniger
Kantenabfall auftritt.
-
Tabelle 4 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln und die Größe des Kantenabfalls für
den Fall, daß 100000 Tonnen Blech gewalzt wurden, wobei die
genannten erfindungsgemäßen und herkömmlichen Walzwerke
verwendet wurden. Der Tabelle ist zu entnehmen, daß die
Blechdickengenauigkeit und die Ausschußhäufigkeit (es treten
weniger Querschnittsabnahmezipfel auf) beim erfindungsgemäßen
Walzwerk weit besser sind als beim herkömmlichen Walzwerk.
Die Größe des Kantenabfalls ist durch die Dickenabweichung an
Stellen definiert, die von der Kante 100 mm bzw. 7,5 mm
Abstand haben.
Tabelle 4
-
Verwendet man das erfindungsgemäße Sechswalzen-Walzwerk
für Kaltwalzbleche und insbesondere zum Regeln des
Kantenabfalls im Blech, so sollte man das Sechswalzen-Walzwerk im
ersten Walzgerüst anordnen, da die Blechverformung in
Richtung der Blechbreite abnimmt, wenn das Blech durch die
hinteren Gerüste der Kaltwalzstraße läuft. Bevorzugt verwendet
man Sechswalzen-Walzwerke für die hinteren Gerüste
nacheinander ab dem ersten Gerüst. Zwischen den Gerüsten der
Kaltwalzstraße wirkt eine Spannung auf den Blechstreifen ein, so
daß Blechwellen unterdrückt werden. Weist das warmgewalzte
Blech jedoch große Säbel und Keilförmigkeit auf, treten
aufgrund der Säbel und der Keilförmigkeit manchmal
Querschnittsabnahmezipfel auf. Das erfindungsgemäße Walzwerk weist jedoch
eine Zwischenwalze mit einem langen Walzenballen auf, um die
Steifheit des Werks sicherzustellen. Damit ist es möglich,
das Auftreten von Querschnittsabnahmezipfeln im Blech zu
verhindern.
-
Es wird nun ein Sechswalzen-Walzwerk beschrieben, das
Zwischenwalzen mit einem Walzenballen enthält, der zu einem
Ende oder zu beiden Enden hin zugespitzt ist.
[Beispiel 4]
-
Fig. 17 zeigt ein Sechswalzen-Walzwerk, dessen
Zwischenwalzen 3 jeweils mit den "s"-förmigen Walzenballen
ver
sehen sind. Die Arbeitswalzen 2 sind mit einseitig konischen
Walzenballen versehen.
-
Werden in diesem Walzwerk die Arbeitswalzen 2 aus der in
Fig. 18(a) dargestellten Position in die Stellung nach
Fig. 18(b) verschoben, so werden die Walzspalte zwischen den
konischen Abschnitten 2a der oberen und unteren Arbeitswalzen
2 an beiden Kantenabschnitten des zu walzenden Blechs 13
direkt vergrößert. Damit kann man den Kantenabfall
verkleinern. Fig. 19 zeigt, daß der Kantenabfall dadurch verändert
werden kann, daß man den Abstand EL vom Ausgangspunkt des
konischen Abschnitts 2a zur Blechkante reguliert (siehe
Fig. 18). Somit kann der Kantenabfall gemäß eines
vorgegebenen Sollwert-Kantenabfalls geregelt werden.
-
Es wurde eine Vergleichsprüfung durchgeführt, in der die
Ballenverteilung abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche
usw. untersucht wurde, wobei das erfindungsgemäße Walzwerk
und ein herkömmliches Walzwerk verwendet wurden.
Erfindungsgemäßes Walzwerk
-
In einer Walzstraße, in der gemäß Fig. 17 aufgebaute
Sechswalzen-Walzwerke in drei Walzgerüsten in der hinteren
Stufe angeordnet waren, wurden Vorbleche mit 900 bis 1600 mm
Breite und 40 mm Dicke gewalzt, um ein Dünnblech aus
kohlenstoffarmem Stahl mit 1,6 bis 3,2 mm Enddicke zu erzeugen.
Die Blechballigkeit wurde nach jeweils fünf Rollen gemessen,
und zwar an einer Stelle, die von der Kante 25 mm Abstand
hatte.
-
Die Ballenlänge der Arbeitswalze und der Stützwalze
betrug in diesem Fall 2300 mm und die der Zwischenwalze 3000
mm. Der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten
Durchmesser des "s"-förmigen Ballens, der auf der
Zwischenwalze ausgebildet war, betrug 0,8 mm. Der konische Abschnitt
2a der Arbeitswalze war um den Faktor
0,8 · 10&supmin;³ zugespitzt
(0,16 mm/200 mm des Durchmessers). Die Zwischenwalze wurde in
einem Bereich von 0 mm bis 700 mm verschoben.
Herkömmliches Walzwerk
-
In einer Walzstraße wurden Sechswalzen-Walzwerke in drei
Walzgerüsten, die das Endwalzgerüst enthielten, in der
hinteren Stufe eingebaut. Jedes Sechswalzen-Walzwerk war mit
Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen versehen. Alle
Walzen waren Glattwalzen und wiesen eine Ballenlänge von 2300
mm auf. Die Zwischenwalzen wurden verschoben und die
Walzvorgänge wurden genauso ausgeführt wie beim erfindungsgemäßen
Walzwerk. Die Blechballigkeit wurde in der gleichen Weise
gemessen.
Versuchsergebnisse
-
Die Meßergebnisse sind in der Kurve in Fig. 20
dargestellt. Wurde das erfindungsgemäße Walzwerk verwendet, so ist
gemäß der Ergebnisse nach Fig. 20 offensichtlich, daß es
möglich war, einen hochgenauen Blechwalzvorgang auszuführen
und eine Blechballigkeit zu erhalten, die äußerst nahe an der
Soll-Blechballigkeit lag, und zwar auch dann, wenn die
Soll-Balligkeit verändert wurde. Das Walzprogramm bezüglich
der Blechbreite des erfindungsgemäßen Walzwerks wurde genauso
eingestellt wie beim herkömmlichen Walzwerk.
-
Tabelle 5 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln, die Größe des Kantenabfalls, die
Genauigkeit der Blechdicke und den Mittelwert der
Blechballigkeit für den Fall, daß 100000 Tonnen Blech gewalzt wurden.
Der Tabelle ist zu entnehmen, daß die Blechdickengenauigkeit
und die Ausschußhäufigkeit (es treten weniger
Querschnittsabnahmezipfel auf) beim erfindungsgemäßen Walzwerk weit besser
sind als beim herkömmlichen Walzwerk. Die Größe des
Kantenabfalls mißt man als Unterschied in der Blechdicke an Stellen,
die von der Blechkante 100 mm und 25 mm entfernt sind.
Tabelle 5
[Beispiel 5]
-
In einer aus vier Walzgerüsten bestehenden
Kaltwalzstraße, in der gemäß Fig. 17 aufgebaute Sechswalzen-Walzwerke
im ersten Walzgerüst angeordnet waren, wurden Vorbleche mit
900 bis 1600 mm Breite und 2 bis 3 mm Dicke gewalzt, um ein
Dünnblech aus kohlenstoffarmem Stahl mit 0,5 mm Enddicke zu
erzielen. Die Blechdickenabweichung wurde an einer Stelle
untersucht, die von der Kante 100 mm Abstand hatte.
-
Dabei betrug die Ballenlänge der Arbeitswalze 2000 mm,
die der Zwischenwalze 2700 mm und die der Stützwalze 2000 mm.
Der Unterschied zwischen dem größten und dem kleinsten
Durchmesser der Zwischenwalze betrug 0,8 mm, und die
Zwischenwalze wurde in einem Bereich von 0 mm bis 700 mm
verschoben.
Herkömmliches Walzwerk
-
Ein Sechswalzen-Walzwerk wurde im ersten Walzgerüst
angeordnet und mit Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und
Stützwalzen versehen. Alle Walzen waren Glattwalzen und wiesen eine
Ballenlänge von 2000 mm auf. Die Zwischenwalzen wurden
verschoben und die Walzvorgänge wurden genauso ausgeführt wie
beim erfindungsgemäßen Walzwerk. Die Blechballigkeit wurde in
der gleichen Weise gemessen.
Ergebnisse der Untersuchungen
-
Die Untersuchungsergebnisse sind in der Kurve nach
Fig. 21 dargestellt. Verwendet man das erfindungsgemäße
Walzwerk, siehe Fig. 21, so ist offensichtlich, daß beträchtlich
weniger Kantenabfall auftritt.
-
Tabelle 6 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln und die Größe des Kantenabfalls für
den Fall, daß 100000 Tonnen Blech gewalzt wurden, wobei die
genannten erfindungsgemäßen und herkömmlichen Walzwerke
verwendet wurden. Der Tabelle ist zu entnehmen, daß die
Blechdickengenauigkeit und die Ausschußhäufigkeit (es treten
weniger Querschnittsabnahmezipfel auf) beim erfindungsgemäßen
Walzwerk weit besser sind als beim herkömmlichen Walzwerk.
Tabelle 6
[Beispiel 6]
-
Fig. 22 zeigt ein Walzwerk, das dem Sechswalzen-Walzwerk
nach Fig. 17 gleicht; jede Arbeitswalze 2 wurde jedoch mit
einem zu beiden Enden hin konischen Walzenballen versehen.
-
Es wurde eine Vergleichsprüfung durchgeführt, in der die
Ballenverteilung abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche
usw. untersucht wurde, wobei das erfindungsgemäße Walzwerk
und ein herkömmliches Walzwerk verwendet wurden.
Erfindungsgemäßes Walzwerk
-
In einer warmen Endwalzstraße, in der gemäß Fig. 22
aufgebaute Sechswalzen-Walzwerke in drei Walzgerüsten in der
hinteren Stufe angeordnet waren, wurden Vorbleche unter den
Bedingungen wie in Beispiel 4 gewalzt. Die Blechballigkeit
wurde nach jeweils fünf Rollen gemessen, und zwar an einer
Stelle, die von der Kante 25 mm Abstand hatte.
-
Die gegenüberliegenden konischen Ballenabschnitte 2a und
2b der Arbeitswalze waren um den Faktor 0,4 · 10³ zugespitzt
(0,08 mm/200 mm des Durchmessers). Der Unterschied zwischen
dem größten und dem kleinsten Durchmesser der Zwischenwalze
betrug 0,8 mm. Die Zwischenwalze wurde in einem Bereich von
0 mm bis 700 mm verschoben. Die Spezifikation des in dieser
Vergleichsuntersuchung verwendeten herkömmlichen Walzwerks
entsprach der Spezifikation aus Beispiel 4.
Versuchsergebnisse
-
Die Meßergebnisse sind in der Kurve in Fig. 23
dargestellt. Wurde das erfindungsgemäße Walzwerk verwendet, so ist
gemäß der Ergebnisse nach Fig. 23 offensichtlich, daß es
möglich war, einen hochgenauen Blechwalzvorgang auszuführen
und eine Blechballigkeit zu erhalten, die äußerst nahe an der
Soll-Blechballigkeit lag, und zwar auch dann, wenn die
Soll-Balligkeit verändert wurde.
-
Tabelle 7 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln, die Genauigkeit der Blechdicke und
den Mittelwert der Blechballigkeit für den Fall, daß 100000
Tonnen Blech mit einem Dünnblechzyklus-Walzprogramm gewalzt
wurden, wobei die genannten erfindungsgemäßen und
herkömmlichen Walzwerke verwendet wurden. Der Tabelle ist zu
entnehmen, daß die Blechdickengenauigkeit und die
Ausschußhäufigkeit (es treten weniger Querschnittsabnahmezipfel auf) beim
erfindungsgemäßen Walzwerk weit besser sind als beim
herkömmlichen Walzwerk.
Tabelle 7
-
[Beispiel 7]
-
Fig. 24 zeigt ein Walzwerk, das dem Sechswalzen-Walzwerk
nach Fig. 22 gleicht; die Ballenlänge der Arbeitswalze 2 ist
jedoch größer als die der Zwischenwalze 3.
-
Es wurde eine Vergleichsprüfung durchgeführt, in der die
Ballenverteilung abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche
usw. untersucht wurde, wobei das erfindungsgemäße Walzwerk
und ein herkömmliches Walzwerk verwendet wurden.
Erfindungsgemäßes Walzwerk
-
In einer warmen Endwalzstraße, in der gemäß Fig. 24
aufgebaute Sechswalzen-Walzwerke in drei Walzgerüsten in der
hinteren Stufe angeordnet waren, wurden Vorbleche unter den
gleichen Bedingungen wie in Beispiel 6 gewalzt. Die
Blechballigkeit wurde nach jeweils fünf Rollen gemessen, und zwar
an einer Stelle, die von der Kante 25 mm Abstand hatte.
-
Dabei betrug die Ballenlänge der Arbeitswalze 3400 mm,
die der Zwischenwalze 3000 mm und die der Stützwalze 2300 mm.
Die Zwischenwalze wurde in einem Bereich von 0 mm bis 700 mm
verschoben. In der in dieser Vergleichsuntersuchung
verwendeten herkömmlichen Walzstraße wurden Sechswalzen-Walzwerke,
die das Endwalzgerüst enthielten, in drei Walzgerüsten in der
hinteren Stufe eingebaut. Jedes Sechswalzen-Walzwerk war mit
Arbeitswalzen, Zwischenwalzen und Stützwalzen versehen. Alle
Walzen waren Glattwalzen und wiesen eine Ballenlänge von 2300
mm auf.
Versuchsergebnisse
-
Die Meßergebnisse für die Blechballigkeit sind in der
Kurve in Fig. 25 dargestellt. Wurde das erfindungsgemäße
Walzwerk verwendet, so ist gemäß der Ergebnisse nach Fig. 25
offensichtlich, daß es möglich war, einen hochgenauen
Blechwalzvorgang auszuführen und eine Blechballigkeit zu erhalten,
die äußerst nahe an der Soll-Blechballigkeit lag, und zwar
auch dann, wenn die Soll-Balligkeit verändert wurde.
-
Tabelle 8 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln, die Genauigkeit der Blechdicke und
den Mittelwert der Blechballigkeit für den Fall, daß 100000
Tonnen Blech gewalzt wurden, wobei die genannten
erfindungsgemäßen und herkömmlichen Walzwerke verwendet wurden. Der
Tabelle ist zu entnehmen, daß die Blechdickengenauigkeit und
die Ausschußhäufigkeit (es treten weniger
Querschnittsabnahmezipfel auf) beim erfindungsgemäßen Walzwerk weit besser
sind als beim herkömmlichen Walzwerk.
Tabelle 8
[Beispiel 8]
-
Fig. 26 zeigt ein Walzwerk, das dem Sechswalzen-Walzwerk
nach Fig. 24 gleicht; jede Arbeitswalze 2 ist jedoch mit
einem Walzenballen versehen, der zu den gegenüberliegenden
Enden hin konisch zuläuft.
-
Es wurde eine Vergleichsprüfung durchgeführt, in der die
Ballenverteilung abhängig von der Anzahl gewalzter Bleche
usw. untersucht wurde, wobei das erfindungsgemäße Walzwerk
und ein herkömmliches Walzwerk verwendet wurden.
Erfindungsgemäßes Walzwerk
-
In einer warmen Fertigwalzstraße, in der gemäß Fig. 26
aufgebaute Sechswalzen-Walzwerke in drei Walzgerüsten in der
hinteren Stufe angeordnet waren, wurden Vorbleche unter den
Bedingungen wie in Beispiel 7 gewalzt. Die Blechballigkeit
wurde nach jeweils fünf Rollen gemessen, und zwar an einer
Stelle, die von der Kante 25 mm Abstand hatte.
-
Die gegenüberliegenden konischen Ballenabschnitte 2a und
2b der Arbeitswalze waren um den Faktor 0,8 · 10&supmin;³ (0,16 mm/200
mm des Durchmessers bzw. um den Faktor 0,1 · 10&supmin;³ (0,02 mm/200
mm des Durchmessers) zugespitzt. Die Zwischenwalze wurde in
einem Bereich von 0 mm bis 700 mm verschoben. Die
Spezifikation des in dieser Vergleichsuntersuchung verwendeten
herkömmlichen Walzwerks entsprach der Spezifikation aus Beispiel
7.
Versuchsergebnisse
-
Die Meßergebnisse für die Blechballigkeit sind in der
Kurve in Fig. 27 dargestellt. Wurde das erfindungsgemäße
Walzwerk verwendet, so ist gemäß der Ergebnisse nach Fig. 27
offensichtlich, daß es möglich war, einen hochgenauen
Blechwalzvorgang auszuführen und eine Blechballigkeit zu erhalten,
die äußerst nahe an der Soll-Blechballigkeit lag, und zwar
auch dann, wenn die Soll-Balligkeit verändert wurde.
-
Tabelle 9 zeigt die Häufigkeit des Auftretens von
Querschnittsabnahmezipfeln, die Genauigkeit der Blechdicke und
den Mittelwert der Blechballigkeit für den Fall, daß 100000
Tonnen Blech gemäß einem Dünnblechzyklus-Walzprogramm gewalzt
wurden, wobei die genannten erfindungsgemäßen und
herkömmlichen Walzwerke verwendet wurden. Der Tabelle ist zu
entnehmen, daß die Blechdickengenauigkeit und die
Ausschußhäufigkeit (es treten weniger Querschnittsabnahmezipfel auf)
beim erfindungsgemäßen Walzwerk weit besser sind als beim
herkömmlichen Walzwerk.
Tabelle 9