DE60107367T2

DE60107367T2 - Vorrichtung und verfahren zum verschieben einer arbeitswalze eines vielwalzengeräts

Info

Publication number: DE60107367T2
Application number: DE60107367T
Authority: DE
Inventors: Tadashi Hiroshima-shi HIURA; Youichi Hiroshima-shi HANGAI; Shigefumi Chiba-shi Katsura; Yoshitake Chiba-shi KOHIRO
Original assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Current assignee: JFE Steel Corp; Mitsubishi Heavy Industries Ltd
Priority date: 2000-03-27
Filing date: 2001-03-09
Publication date: 2005-10-27
Anticipated expiration: 2021-03-10
Also published as: KR100458778B1; US6688151B2; US20030097866A1; WO2001072443A1; EP1213060B1; EP1213060A4; CN1365304A; TW494022B; JP3686375B2; ATE283121T1; DE60107367D1; CN1184024C; EP1213060A1; KR20020022055A

Description

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung und auf ein Arbeitswalzen-Umschaltverfahren zum Umwalzen-Umschalten einer bocklosen Arbeitswalze einer Cluster-Mühle.
Stand der Technik
Eine konventionelle Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung für eine Cluster-Mühle wird basierend auf den 11 und 12 beschrieben. 11 ist eine schematische Aufbauzeichnung einer Cluster-Mühle mit 20 Walzen, die Sendzimir-Mühle genannt wird, und 12 ist eine Ansicht entlang der Linie XII-XII aus 11.
Die dargestellte Cluster-Mühle ist aus oberen und unteren bocklosen Arbeitswalzen 50 als Paar, zwei Zwischenwalzen 51 und zwei mit Böcken versehenen unteren ersten Zwischenwalzen 51, drei mit Böcken versehenen oberen zweiten Zwischenwalzen 52 und drei mit Böcken versehenen unteren zweiten Zwischenwalzen 52 sowie vier mit Böcken versehenen oberen Unterstützungswalzen 53 und vier mit Böcken versehenen unteren Unterstützungswalzen 53 versehen. Das Bezugszeichen 60 kennzeichnet ein zu walzendes Material, welches zwischen den oberen und unteren Arbeitswalzen 50 hindurchtritt.
Die Cluster-Mühle des dargestellten Typs wird dazu verwendet, eine Edelstahlplatte, eine Nickel-Chrom-Stahlplatte usw. zu walzen. Sie ist so ausgestaltet, dass die nicht angetriebenen beweglichen Arbeitswalzen 50 mit kleinem Durchmesser so gehalten sind, dass sie zwischen den beiden oberen ersten Zwischenwalzen 51 und den zwei unteren ersten Zwischenwalzen 51 gezwungen sind, und die Bewegung der Arbeitswalze 50 in axialer Richtung durch ein Achsschub-Lager, welches an einer Position gegenüber dem Ende der Arbeitswalze 50 vorgesehen ist, zurückgehalten wird.
12 zeigt einen Endabschnitt der Arbeitswalze 50 der Cluster-Mühle. In der Zeichnung kennzeichnet das Bezugszeichen 50a einen Endflansch der Arbeitswalze 50 und das Bezugszeichen 51a einen Bock der ersten Zwischenwalze 51. Die Arbeitswalze 50 ist derart vorgesehen, dass sie eine Länge aufweist, mit der der Endflansch 50a tief nahe dem Inneren des Bocks 51a der ersten Zwischenwalze 51 platziert ist. In dieser Position ist ein umlaufendes Achsschub-Lager 54 vorgesehen, welches über die zwei (oberen und unteren) Endflansche 50a auf eine solche Weise gespreizt ist, dass es den äußeren Oberflächen der Endflansche 50a mit einem kleinen Abstand gegenübersteht. Somit ist die axiale Bewegung der Arbeitswalzen 50 durch das Achsschub-Lager 54 unterdrückt.
In der dargestellten Cluster-Mühle ist, um den Rückzug und die Verschiebung der Arbeitswalze 50, die unter Abrieb und Rissen leidet, zu erleichtern, das Achsschub-Lager 54 an den Enden von Stangen eines Paars von Zylindern 55 abgestützt, wodurch die Arbeitswalzen 50 zusammen mit dem Achsschub-Lager 54 über eine bestimmte Distanz, wie sie durch die strichpunktierten Linien in der Zeichnung angezeigt sind, bewegt werden.
Mit einer mit Böcken versehenen Arbeitswalzen-Mühle mit einer geringen Anzahl von Walzen, beispielsweise zum Warmwalzen eines Stahlmaterials, hat ein Walzen-Umschaltaufbau zu Umschalten von oberen und unteren mit Böcken versehenen Arbeitswalzen in axialer Richtung als ein Verfahren zur Regelung einer Platten-Oberflächenform während des Walzens Verwendung gefunden.
Mit der Cluster-Mühle, wie sie in den 11 und 12 gezeigt ist, weist die Arbeitswalze 50 auf der anderen Seite einen bocklosen Aufbau auf und ist nicht angetrieben. Somit ist eine Walzenumschaltung mittels eines mechanischen Aufbaus wie in der Warmwalz-Mühle nicht anwendbar und eine Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung für Cluster-Mühlen wurde bis jetzt nicht entwickelt.
Die japanische Gebrauchsmuster-Veröffentlichung Nummer 62-34908 beschreibt eine Cluster-Mühle, die mit einer Walzen-Umschaltvorrichtung versehen ist. Die Cluster-Mühle weist bocklose Arbeitswalzen auf, die mittels der Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung durch Achsschub-Lager, die beiden Enden der bocklosen Arbeitswalzen derart gegenüberstehen, dass sie in der Lage sind, durch die Umschaltzylinder herausgezogen oder hineingedrückt zu werden, umgeschaltet werden können. Mittels dieses Aufbaus wird ein konstanter Abstand zwischen den Enden der Arbeitswalze und den Achsschub-Lagern sichergestellt. Die JP 62-34908 stellt den der Erfindung am nächsten kommenden Stand der Technik dar.
Offenbarung der Erfindung
Die vorliegende Erfindung wurde im Lichte der oben beschriebenen Umstände gemacht, wobei deren Ziel ist, eine Cluster-Mühle mit Arbeitswalzen-Umschaltmitteln zur Verfügung zu stellen, die die Umschaltung der Arbeitswalzen sicher und mit hoher Präzision ermöglichen. Diese Aufgabe wird mittels einer Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Arbeitswalzen-Umschaltverfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 5 gelöst.
Eine Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung ist so angepasst, dass sie eine bocklose Arbeitswalze der Cluster-Mühle mit den bocklosen Arbeitswalzen umschaltet, gekennzeichnet durch:
Hebelarme, die jeder an einem Ende mittels eines Bocks von Walzen nahe der bocklosen Arbeitswalze abgestützt und derart vorgesehen sind, dass sie um eine Linie, die senkrecht zu einer Achsenlinie als neutraler Punkt vorgesehen ist, horizontal drehbar sind;
Walzen-Umschaltzylinder, die jeweils mit dem Hebelarm verbunden sind, um den Hebelarm drehbar zu lagern;
Achsschub-Lager, die jeweils mit dem Hebelarm verbunden sind und einem Ende der Arbeitswalze gegenüberliegen;
Umschaltmengen Detektierelemente, die jeweils in dem Bock der Walzen zum Detektieren einer Umschaltmenge der Achsschub-Lagerung vorgesehen sind; und
eine Regeleinheit zum Antreiben der Walzen-Umschaltzylinder, so dass ein Abstand zwischen der Arbeitswalze und den Achsschub-Lagern beibehalten wird und eine Zielwalzen-Umschaltposition basierend auf einem Umschaltmengen-Ausführungswert der Achsschub-Lagerung durch das Umschaltmengen-Detektierelement erzielt wird.
Gemäß dieses Merkmals kann eine bocklose Mühle, so wie ein Sendzimir-Mühle oder andere Cluster-Mühlen effektiv als Arbeitswalzen-Umschaltmühle verwendet werden. Darüber hinaus erfolgt die Umschaltregelung der oberen und unteren Arbeitswalzen über unterschiedliche Routen, so dass die oberen und unteren Umschaltpositionen frei eingestellt werden können. So kann beispielsweise die Umschaltung der oberen und unteren Arbeitswalzen in entgegengesetzten Richtungen als Folge der Veränderungen der Plattenbreite oder aber die Umschaltung der oberen und unteren Arbeitswalzen in der gleichen Richtung und einer Zickzackbewegung der Platte folgend, frei eingestellt und durchgeführt werden.
Die Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung für eine Cluster-Mühle ist ebenso dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm aus einer Rahmenstruktur mit Einführ-Löchern zusammengesetzt ist, durch die die Walzen derart eingeführt werden, dass sie mit Spiel frei eingepasst sind; dass die Arbeitswalze aus einer chronisch zulaufenden Walze zusammengesetzt ist; und dass die Arbeitswalze aus einer chronisch zulaufenden Walze zusammengesetzt ist.
Ein Arbeitswalzen-Umschaltverfahren für eine Cluster-Mühle gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Arbeitswalzen-Umschaltverfahren für eine Cluster-Mühle, welches zur Umschaltung einer bocklosen Arbeitswalze in einer erforderlichen Umschaltmenge durch das Verfügen über Achsschub-Lager gegenüber beiden Enden der bocklosen Arbeitswalze angepasst ist, so dass sie in der Lage sind, durch Umschaltzylinder entlastet oder hineingedrückt zu werden, wodurch ein konstanter Abstand zwischen den Enden der Arbeitswalze und den Achsschub-Lagern und das Blockieren der Umschaltzylinder gesichert ist, gekennzeichnet durch:
multiples Unterteilen der erforderlichen Umschaltmenge der Arbeitswalzen, um kurze Umschaltmengen als Einheiten festzulegen;
Durchführen einer Entlastungsaktion für eine der Achsschub-Lagerungen und eine Eindrückaktion für die andere Achsschub-Lagerung in jeder kurzen Umschaltmengen, basierend auf einem Umschaltmengen-Ausführungswert der Achsschub-Lagerungen, um eine Ziel-Walzen-Umschaltposition zu erhalten;
danach Blockieren des Umschaltzylinders; und
Wiederholen der Umschaltung bei jeder kurzen Umschaltlänge und einer Blockierungsaktion für den Umschaltzylinder, um die Arbeitswalze in der erforderlichen Umschaltmenge umzuschalten.
Gemäß dieses Merkmals kann der Effekt, dass die bocklose Arbeitswalze der Cluster-Mühle sicher und mit hoher Präzision umgeschaltet werden kann, erzielt werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist eine schematische Aufbauzeichnung einer Cluster-Mühle, an der eine Arbeitsrollen-Umschaltvorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist. 2 ist eine Ansicht entlang der Linie II-II aus 1. 3 ist eine Ansicht entlang der Linie III-III in 2. 4 ist eine Ansicht entlang der Linie IV-IV aus 2. 5 ist ein hydraulisches Schaltdiagramm von Arbeitswalzen-Umschaltzylindern. 6 ist eine schematische Seitenansicht einer Cluster-Mühle, an der eine Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angebracht ist. 7 ist ein Graph, der das Konzept eines Arbeitswalzen-Umschaltverfahrens in den Cluster-Mühlen gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform zeigt. 8 ist ein Basis-Flussdiagramm von Walzen-Umschaltaktionen. Die 9(a) und 9(b) sind Erläuterungszeichnungen des Prinzips einer Positionsregelung. Die 10(a) und 10(b) sind Erläuterungszeichnungen des Prinzips der Positionsregelung. 11 ist eine schematische Aufbauzeichnung einer Cluster-Mühle mit 20 Walzen, welches Sendzimir-Mühle genannt wird. 12 ist eine Ansicht entlang der Linie XII-XII aus 11.
Beste Art zur Ausführung der Erfindung
Um die vorliegende Erfindung detaillierter zu erläutern, wird auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug genommen.
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf den 1 bis 5 erläutert.
In 1 weist die Cluster-Mühle einen Aufbau mit 12 Walzen, mit oberen und unteren bocklosen Arbeitswalzen 1 als Paar, zwei oberen und zwei unteren Zwischenwalzen 2 als mit Böcken versehene Walzen, angeschlossen an (nahe bei) den oberen und unteren Arbeitswalzen 1, und mit drei oberen und drei unteren mit Böcken versehenen Unterstützungswalzen 3. Ein zu walzendes Material 5 tritt zwischen den Arbeitswalzen 1 hindurch.
Wie in den 2 und 3 gezeigt, ist ein Ende eines Hebelarms 12 horizontal drehbar an einer Oberfläche eines Bocks 11 der Zwischenwalze 2 (siehe 1) abgestützt und steht der zentralen Linie über eine Gelenkwelle 13 gegenüber, und ein Walzen-Umschaltzylinder 14 ist in dem Bock 11 vorgesehen. Das andere Ende des Hebelarms 12 ist an einer Stange des Walzen-Umschaltzylinder 14 angeschlossen und der Hebelarm 12 wird durch Antreiben des Walzen-Umschaltzylinders 14 über die Gelenkwelle 13 gedreht.
Wie in den 3 und 4 gezeigt ist der Hebelarm 12 aus einem Rahmenaufbau zusammengesetzt, der Einführungslöcher 12a aufweist, durch die die Zwischenrollen 2 derart eingeführt sind, dass sie mit Spiel frei eingepasst sind, nämlich einen Trägerrahmen, der es den Zwischenwalzen 2 ermöglicht, lose hier hindurchzutreten. An einer Seite des Hebelarms 12, die der zentralen Linie gegenübersteht, ist eine Achsschub-Lagerung 15 an einer Seite vorgesehen, die einem Endflansch 1a der Arbeitswalze 1 derart gegenübersteht, dass ein umfänglicher Abschnitt des Achsschub-Lagers 15 leicht hervorragt. Ein Umschaltmengen-Detektionssensor 16 als Umschaltmengen-Detektionselement zum detektieren der Umschaltmenge der Achsschub-Lagerung 15 ist an einem zentralen oberen Teil des Bocks 11 für die Zwischenwalzen 2 befestigt. Ein bewegliches Ende des Umschaltmengen-Detektionssensors 16 ist mit dem zentralen Teil des Hebelarms 12 verbunden.
Der Aufbau eine hydraulischen Schaltkreises des Walzen-Umschaltzylinders 14 wird basierend auf 5 beschrieben. Der hydraulische Schaltkreis des Walzen-Umschaltzylinders 14 ist in dem gleichen Aufbau für jede der oberen und unteren Arbeitswalzen 1 vorgesehen und 5 zeigt eine der Arbeitswalzen 1 und deren hydraulischen Schaltkreis.
Unter den Bezugszeichen aus 5 kennzeichnen 14d und 14w Walzen-Umschaltzylinder für die Arbeitswalze 1, die mit der Antriebsseite und der Arbeitsseite der Cluster-Mühle, die in 1 gezeigt ist, korrespondiert, und 16d und 16w kennzeichnen Umschaltmengen-Detektionssensoren zum detektieren der Umschaltmengen der Achsschub-Lager 15 an der Antriebsseite und der Arbeitsseite.
Der hydraulische Schaltkreis ist aus zwei elektromagnetischen Ausfahrventilen 21 und 22 zum Antreiben in einer sich erstreckenden Weise (im Folgenden als Druckantrieb oder Antreiben bezeichnet), oder zum Antreiben in einer kontrahierenden Weise (im Folgenden als Entlastungs-Antrieb oder Antreiben bezeichnet) der an antriebsseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14d, zwei andere elektromagnetische Ausfahrventile 23 und 24 zum Druck- oder Entlastungs-Antreiben der Arbeitsseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14w, eine Pipeline 26 zum Verbinden einer hydraulischen Druck-Zufuhrquelle 25 mit der Kopfseite und der Stangenseite der Walzen-Umschaltzylinder 14d und 14w über die elektromagnetischen Ausfahrventile 21 bis 24, sowie eine Regeleinheit 27 zum Regeln der elektromagnetischen Ausfahrventile 21 bis 24 basierend auf Detektionssignalen von den Lager-Umschaltmengen-Detektionssensoren 16d, 16w, die an der Antriebsseite und der Arbeitsseite angeordnet sind, wodurch eine Selbstpositionier-Regelung der Umschaltmengen durchgeführt wird.
Die oben beschriebene Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung wurde in Verbindung mit der bocklosen Arbeitswalze 1 beschrieben, jedoch sind mit Böcken versehene Arbeitswalzen ähnlich durch Ersetzen der Achsschub-Lagerung 15 durch Achsschub-Schalen anwendbar. Ebenso ist die Achsschub-Lagerung 15 an dem Hebelarm 12 angebracht, kann jedoch ebenso direkt an dem Walzen-Umschaltzylinder 14 angebracht sein.
Die Aktionen der Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung in dem oben beschriebenen Aufbau werden nunmehr beschrieben.
Die Cluster-Mühle weist einen Aufbau auf, bei dem beide Seiten der Arbeitswalze 1 durch die Achsschub-Lagerung 15 aufgenommen werden. Somit wird, wenn die Achsschub-Lagerungen 15 in Kontakt mit beiden Seiten der Arbeitswalze 1 fixiert sind, eine starke Achsschubkraft auf die Arbeitswalze 1 während eines Walzbetriebs aufgebracht, wodurch die Achsschub-Lagerung 15 zerbrechen kann.
Gemäß der Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung wird der Hebelarm 12 durch Antreiben der Walzen-Umschaltzylinder 14 gedreht, um die Arbeitswalze 1 über die Achsschub-Lagerung 15 umzuschalten. Zu diesem Zeitpunkt führt die Regeleinheit 27 basierend auf den Umschaltmengen-Ausführungswerten der Achsschub-Lagerung 15, die durch die Umschaltmengen-Detektionssensoren 16 detektiert sind, eine Selbstpositionier-Regelung aus, so dass die Ziel-Walzen-Umschaltposition erreicht wird, wodurch eine konstante Abstandsmenge zwischen der Endoberfläche der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerung 15 während des Walzbetriebs beibehalten wird.
Gleichzeitig werden die oberen und unteren Arbeitswalzen 1 individuell umgeschaltet, wobei dieser konstante Abstand beibehalten wird. D. h., dass einer der Walzen-Umschaltzylinder 14d und 14w an der Antriebsseite und der Arbeitsseite entlastungsangetrieben und der andere der Zylinder synchron für jede der oberen und unteren Arbeitswalzen 1 über die elektromagnetischen Ausfahrventile 21 bis 24 in Übereinstimmung mit der Manipulation durch die Regeleinheit 27 druckangetrieben werden. Als Ergebnis hiervon werden die oberen und unteren Arbeitswalzen 1 in entgegengesetzten Richtungen umgeschaltet.
Die zwischen dem Ende der Arbeitswalze 1 und einer der rechten und linken Achsschub-Lagerungen 15 während des Betriebs aufgebrachte Achsschubkraft wird, nachdem sie durch die Hydraulikkraft des Walzen-Umschaltzylinders 14 abgefedert ist, aufgenommen. Somit liegt keine Beschädigung der Achsschub-Lagerung 15 vor.
Wie eingangs beschrieben ermöglicht der oben beschriebene Aufbau, die Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung zur Verfügung zu stellen, die effektiv eine bocklose Mühle so wie eine Sendzimir-Mühle oder andere Cluster-Mühlen als Arbeitswalzen-Umschaltmühle verwendet. Darüber hinaus erfolgt die Umschalt-Regelung der oberen und unteren Arbeitswalzen 1 über verschiedene Wege, so dass die oberen und unteren Umschaltpositionen frei eingestellt werden können. So kann beispielsweise die Umschaltung der oberen und unteren Arbeitswalzen in entgegengesetzten Richtungen als Antwort auf die Veränderung der Plattenbreite oder die Umschaltung der oberen und unteren Arbeitswalzen in der gleichen Richtung, dabei einer Zickzackbewegung der Platte folgend, frei eingestellt und durchgeführt werden.
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird basierend auf 6 beschrieben. Die gleichen Elemente, wie die in den 1 bis 5 gezeigten Elemente werden dabei mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet und eine nochmalige Beschreibung hiervon wird vermieden.
Die vorliegende Ausführungsform kennzeichnet den Aufbau einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung, welche durch die Walzenumschaltung eine exzellente Plattenoberflächen-Formregelung bei Arbeitswalzen einer Cluster-Mühle bewirkt. In 6 kennzeichnet das Bezugszeichen 31 eine chronisch zulaufende Arbeitswalze als Arbeitswalze, und ein Paar von chronisch zulaufenden Arbeitswalzen 31 als obere und untere Arbeitswalzen sind derart angeordnet, dass sie in gegenüberliegenden Richtungen positionierte Abschrägungen aufweisen, und mit Endflanschen 31a an beiden Seiten versehen sind. Ein Walzen-Umschaltmechanismus ist der gleiche, wie in dem in den 1 bis 5 gezeigten Aufbau.
Wenn die abgeschrägte Arbeitswalze 31 verwendet wird, wird ein besserer Plattenoberflächen-Formregelungs-Effekt durch eine Aktion erzielt, die den strukturellen Eigenschaften der abgeschrägten Arbeitswalze 31 selbst zugeschrieben wird. Andere Aktionen und Effekte sind die gleichen wie in den 1 bis 5 gezeigt.
Als nächstes wird basierend auf den 7 bis 10(a), 10(b) ein Arbeitswalzen-Umschaltverfahren durch die oben beschriebene Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung konkret beschrieben.
Wenn die Umschaltung der Arbeitswalze einer Cluster-Mühle unter Verwendung der Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform und der zweiten Ausführungsform durchgeführt wird, weisen die Arbeitswalze 1 und die abgeschrägte Arbeitswalze 31 (im Anschluss einfach als Arbeitswalze 1 bezeichnet) eine bocklose Struktur auf, so dass die Umschaltung der Arbeitswalze 1 durch das Antreiben des arbeitsseitigen oder antriebsseitigen Walzen-Umschaltzylinders 14w oder 14d der Mühle durchgeführt wird, um die Arbeitswalze 1 durch die Achsschub-Lagerung 15 einzudrücken.
Beim Durchführen eines Arbeitswalzen-Umschaltbetriebs kann, da die arbeitsseitigen und antriebsseitigen Achsschub- Lagerungen 15 nicht mechanisch begrenzt sind, ein Zustand erzeugt werden, bei dem beide Achsschub-Lagerungen 15 die Arbeitswalze 1 von deren entgegengesetzten Enden einschieben. Dieser Zustand bewirkt eine hohe Belastung innerhalb der Achsschub-Lagerungen 15 und ist daher nicht wünschenswert. Um dieses Einschieben in einer geregelten Weise zu verhindern, wird eine Umschaltaktion durchgeführt, wobei eine vorab bestimmte totale Menge (beispielsweise 3 mm Minimum) des Abstands zwischen der Arbeitswalze 1 und den Achsschub-Lagerungen 15 an beiden Seiten sichergestellt wird.
Bei der aktuellen Arbeitswalzen-Umschaltung ist es notwendig, dass die unteren und oberen Arbeitswalzen 1 innerhalb von Bereichen vorab bestimmter Mengen (beispielsweise Mengen von etwa ±65 mm) während eines Walzbetriebs umgeschaltet werden. Wenn die Arbeitswalze 1, die in 5 gezeigt ist, nach rechts umgeschaltet werden muss, werden ein Entspannungsantrieb der rechtsseitigen Achsschub-Lagerung 15 durch den rechtsseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14w und eine Druckantreibung der linksseitigen Achsschub-Lagerung 15 durch den linksseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14d parallel durchgeführt. Wenn dies so erfolgt, kann beispielsweise der Abstand zwischen der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerung 15 aufgrund der Betriebszeit-Differenz zwischen dem rechten und dem linken Walzen-Umschaltzylinder 14w und 14d verringert werden, um die Arbeitswalze 1 zwischen dem rechten und linken Walzen-Umschaltzylinder 14w und 14d zu ergreifen. Um diese Situation zu verhindern, kann zuerst der Entspannungsantrieb durch den rechtsseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14w durchgeführt werden, und anschließend kann der Druckantrieb durch den linkseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14d durchgeführt werden. Mit diesem Verfahren vergrößern sich die Abstände zwischen der Arbeitswalze 1 und beiden Achsschub-Lagerungen 15 augenblicklich, wenn die Entspannungsmenge der vorlaufenden rechtsseitigen Achsschub-Lagerung 15 groß ist. Als Ergebnis dessen verschiebt sich die Arbeitswalze 1 seitwärts, was eine mangelhafte Plattenoberflächen-Form des geschweißten Materials bewirkt.
Um dieses Problem zu verhindern, regelt die vorliegende Erfindung die Walzen-Umschaltzylinder 14w, 14d durch die Selbstpositionier-Regelung, die die Walzen-Umschaltzylinder 14w, 14d derart regelt, dass sie die Differenz zwischen der detektierten Position als Umschaltmengen-Ausführungswert und der Zielwalzen-Umschaltposition (Zielwalzen-Umschaltwert) reduziert, während die aktuellen Umschaltpositionen der Achsschub-Lagerungen 15 mit den Umschaltmengen-Detektionssensoren 16w, 16d zum Zeitpunkt der Walzenumschaltung detektiert. Darüber hinaus wird, wie in 7 gezeigt, der Zielwalzen-Umschaltwert der Arbeitswalze 1 in eine Vielzahl von kurzen Umschaltsektionen δ₂ bis n·δ₂ unterteilt und die Entspannung der rechtsseitigen Achsschub-Lagerung 15 und das Hineindrücken der linksseitigen Achsschub-Lagerung 15 werden durch kurze Umschaltungen der vorab beschriebenen unterteilten Werte δ₂ wiederholt. Darüber hinaus wird ein vorgeschriebener Bruchteilwert δ₂a, welcher eine vorgeschriebene Menge über die schließlich verbleibende Teildistanz zu dem Zielwalzen-Umschaltwert darstellt, als der schlussendliche kurze Umschalt-Zielwert genommen und das abschließende Bearbeiten wird durch die kurze Umschaltung unter Verwendung des abschließenden kurzen Umschalt-Zielwerts durchgeführt.
δ₁, in 7 gezeigt, ist der Umschaltmengen-Ausführungswert (Ausführungswert) der aktuellen kurzen Umschaltposition (Distanz), die gefunden wird, wenn das Ergebnis der mit dem vorgeschriebenen Wert δ₂ durchgeführten kurzen Umschaltoperation als der Zielwert für eine einzelne Umschaltung eingestellt wird, mit den Umschaltmengen-Detektionssensoren 16w, 16d detektiert wurde. δ₂a ist ein vorgeschriebener Teilwert, der kleiner als der vorgeschriebene Wert δ₂ ist, und der schließlich übrig bleibt, bis eine Walzen-Umschalt-Zielwertlinie (Zielwalzen- Umschaltwert) nach den Umschaltoperationen des Ausführungswerts δ₁ für die kurze Umschaltung wiederholt wurde, erreicht wird.
8 ist ein Basis-Flussdiagramm der Walzen-Umschaltregelungen der bocklosen Arbeitswalze, durch dieses Verfahren durchgeführt. 8 zeigt einen Fall, in dem eine der oberen und unteren Arbeitswalzen 1 auf die Arbeitsseite (die rechte Seite in 5) umgeschaltet wird. Dabei wird die andere Arbeitswalze 1 separat in der gleichen oder entgegengesetzten Richtung gemäß dem gleichen Flussdiagramm umgeschaltet.
Die Umschalt-Regelung der bocklosen Arbeitswalze wird in Übereinstimmung mit der nachfolgend aufgeführten Prozedur durchgeführt:
Schritt 1
Wenn der Betrieb der Mühle gestartet wird, sind die Walzen-Umschaltzylinder 14w, 14d zuerst blockiert. Dies bedeutet, dass während eines stationären Betriebs der Mühle ein interner Druck auf die Walzen-Umschaltzylinder 14w, 14d aufgebracht wird, wobei ein Abstand von beispielsweise 3 mm zwischen der Arbeitswalze 1 und den Achsschub-Lagerungen 15 sichergestellt wird, um die Walzen-Umschaltzylinder 14w, 14d zu blockieren (einzuschließen).
Schritt 2
Anschließend wird zum Zeitpunkt der Arbeitswalzen-Umschaltung vor dem Eintritt in eine kurze Umschaltaktion überprüft, „ob die Arbeitsseite den Zielwalzen-Umschaltwert durch die laufende Umschaltaktion erreicht?" (S1). Dabei wird nämlich überprüft, ob der „Zielwalzen-Umschaltwert" aus 7 erreicht wird, wenn die Arbeitswalze 1 durch den vorgeschriebenen Wert δ₂ bewegt wird. Wenn „der Zielwalzen- Umschaltwert nicht erreicht" ist, wird der arbeitsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14w durch die Selbstpositionier-Regelung derart kurz umgeschaltet, dass der Ausführungswert δ₁ der vorgeschriebene Wert δ₂ mit dem vorgeschriebenen Wert δ₂ als Zielposition wird, wonach der arbeitsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14w blockiert wird (S2). Wenn „der Zielwalzen-Umschaltwert erreicht" ist, wird der verbleibende vorgeschriebene Teilwert δ₂a durch die Regeleinheit 27 berechnet und der arbeitsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14w wird durch die Selbstpositionier-Regelung kurz umgeschaltet, wobei der verbleibende vorgeschriebene Teilwert δ₂a als Zielposition derart beibehalten wird, dass der Ausführungswert δ₁ der vorgeschriebene Teilwert δ₂a wird, wonach der arbeitsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14w blockiert wird (S3).
Schritt 3
Anschließend wird überprüft, ob „die Akkumulation der Ausführungswerte δ₁s an der Arbeitsseite sich auf die dieser Zielwalzen-Umschaltwerte beziffert?" (S4). Wenn das Resultat Überprüfung NEIN ist, wird ein kurzer Umschaltbefehl für den Ausführungswert δ₁ an die Antriebsseite ausgegeben und der antriebsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14d wird durch Selbstpositionier-Regelung kurz umgeschaltet wobei die Zielposition gleich der folgenden Summe ist: (die laufende Position + dem Ausführungswert δ₁ der arbeitsseitigen Umschaltmenge). Im Anschluss wird der antriebsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14d in dieser Position blockiert (S5). Anschließend wird [Schritt 2] wieder aufgenommen und die gleiche Bearbeitungsprozedur wird wiederholt.
Die Positionsregelung mit der Zielposition gemäß der folgenden Gleichung: (die laufende Position + dem Ausführungswert δ₁ der arbeitsseitigen Umschaltmenge) wird mit Bezug auf die 9(a), 9(b) sowie 10(a), 10(b) beschrieben. Die 9(a), 9(b) sowie 10(a), 10(b) stellen das Prinzip der Positionsregelung dar und zeigen die Situation, in der die Walzen-Umschaltzylinder 14 und die Achsschub-Lagerungen 15 zur Vereinfachung der Darstellung auf der gleichen geraden Linie liegen. Eigentlich weisen jedoch der Abstand von der Gelenkwelle 13 zu dem Stangen-Stützhebelpunkt des Walzen-Umschaltzylinder 14 sowie die Distanz von der Gelenkwelle 13 zu der Achsschub-Lagerung 15 eine 2 : 1 Beziehung, wie sie in 2 gezeigt ist, auf. Wie aus 2 ersichtlich, treten der Umschaltmengen-Detektionssensor 16 und der Walzen-Umschaltzylinder 14 nicht an der gleichen Achsenlinie aus. Somit bestehen Bedenken dahingehend, dass wenn eine Anweisung an den Walzen-Umschaltzylinder 14 basierend auf dem Ausführungswert δ₁, der durch den Umschaltmengen-Detektionssensor 16 detektiert wurde, gegeben wird, dass der Abstand zwischen der Endoberfläche der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerung 15 aufgrund eines Fehlers oder dergleichen nicht optimal eingestellt werden kann. Daher wird die Positionsregelung der Achsschub-Lagerung 15 in der unten beschriebenen Weise durchgeführt.
Zuerst wird die entspannungsseitige Achsschub-Lagerung 15 (Arbeitsseite) axial bewegt. Dann wird die druckseitige Achsschub-Lagerung 15 (Antriebsseite) basierend auf der Bewegungsausführung der entspannungsseitigen Achsschub-Lagerung 15 axial bewegt. Hier wird in der Abwesenheit eines Abstands zwischen der Endoberfläche der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerung 15 die Stangenlänge des arbeitsseitigen Walzen-Umschaltzylinders 14w bei A (mm) belassen und die Stangenlänge des antriebsseitigen Walzen-Umschaltzylinders 14d, bei B (mm), wie dies in 9(a) gezeigt ist. Die Summe L der Stangenlängen ist L = A + B – G, wenn der optimale Abstand G (mm) beibehalten wird, so dass die Stangenlänge des antriebsseitigen Walzen-Umschaltzylinders 14d, bei Ba (mm), ist, wie dies in 9(b) gezeigt ist.
Die Summe der Stangenlängen L = A + B – G eliminiert den Einfluss eines Fehlers in der Länge der Arbeitswalze 1 auf den oben beschriebenen Abstand G.
Wenn die Bewegung mit dem vorgeschriebenen Wert δ₂ von dem Zustand aus 9(b) durchgeführt werden soll, wird der arbeitsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14w in der Entspannungsrichtung mit einer Bewegungsausführung E (mm) bewegt, wie dies in 10(a) gezeigt ist. Die druckseitige Achsschub-Lagerung 15 bewegt den antriebsseitigen Walzen-Umschaltzylinder 14d in der Druckrichtung basierend auf der Bewegungsausführung E (mm), wie dies in 10(b) gezeigt ist. Der Befehlswert F zu diesem Zeitpunkt ist L – E und der antriebsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14d bewegt sich mit einer Bewegungsausführung Fa.
In Wirklichkeit wird die Walzen-Umschaltung durch den Hebelarm 12 übermittelt. Somit ist der Ausführungswert δ₁, der durch den arbeitsseitigen Umschaltmengen-Detektionssensor 16w in dem Zustand aus 10(a) detektiert wurde δ₁ = (A – E)/2, d. h. 2δ₁ = A – E, während der Ausführungswert δ₁ in dem antriebsseitigen Umschaltmengen-Detektionssensor 16d in dem Zustand aus 10(b) δ₁ = (F – Ba)/2, d. h. 2δ₁ = F – Ba ist. Wie aus 2 ersichtlich stehen die Distanz von der Gelenkwelle 13 zu dem Stangen-Abstütz-Hebelpunkt des Walzen-Umschaltzylinders 14 und die Distanz von der Gelenkwelle 13 zu der Achsschub-Lagerung 15 in einer Beziehung von 2 : 1. Somit gilt 2δ₁ = A – E und 2δ₁ = F – Ba.
Wenn das Resultat der Überprüfung in S4 JA ist, wird auf der anderen Seite ein Befehl für das „abschließende Bearbeiten" an die Antriebsseite ausgegeben. Als Ergebnis dessen wird der antriebsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14d durch die Selbstpositionier-Regelung kurz umgeschaltet, mit [B + Ausführungswert (A – E) der arbeitsseitigen Umschaltmenge – Abstand (G) zwischen der Endoberfläche der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerung 15] als Umschalt-Zielposition, wonach der antriebsseitige Walzen-Umschaltzylinder 14d bei dieser Position blockiert wird (S6). Auf diese Weise wird der Umschaltbetrieb vervollständigt.
Gemäß des oben beschriebenen Arbeitswalzen-Umschaltverfahren erreicht die bocklose Arbeitswalze 1 (abgeschrägte Arbeitswalze 31) der Cluster-Mühle eine erforderliche Umschaltmenge, da die Entlastung der umschaltseitigen Achsschub-Lagerung 15 und das Drücken der entgegengesetzten Achsschub-Lagerung 15 akkurat durch den Betrieb in vielen unterteilten kurzen Umschaltmengen und unter Selbstpositionier-Regelung und des Umschaltprozesses in der notwendigen Umschaltmenge für die Plattenoberflächen-Regelung des zu walzenden Materials 5 akkurat wiederholt werden.
Während der Umschaltung der bocklosen Arbeitswalze 1 liegt daher kein großer Abstand zwischen den Enden der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerung 15 vor, so dass eine Seitverschiebung der Arbeitswalze 1 eliminiert wird. Darüber hinaus wird die Umschaltaktion unter Selbstpositionier-Regelung nach dem Sicherstellen eines Abstands einer vorab bestimmten Menge (beispielsweise 3 mm) als Summe von rechten und linken Abständen zwischen den Enden der Arbeitswalze 1 und der Achsschub-Lagerungen 15 wiederholt. Somit tritt das Phänomen, dass die rechten und linken Achsschub-Lagerungen 15 die Arbeitswalze 1 zwischen sich einrasten, nicht mehr auf.
Somit kann der Effekt, dass die bocklose Arbeitswalze 1 der Cluster-Mühle oder dergleichen sicher und hochpräzise umgeschaltet werden kann, erzielt werden.
Gewerbliche Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, kann eine bocklose Mühle so wie eine Sendzimir-Mühle oder andere Cluster-Mühlen effektiv als Arbeitswalzen-Umschaltmühle verwendet werden. Darüber hinaus wird die Umschaltregelung der oberen und unteren Arbeitswalzen mittels unterschiedlicher Systeme durchgeführt. Somit können die Umschaltpositionen der oberen und unteren Arbeitswalzen frei eingestellt werden. Beispielsweise können die Umschaltung der oberen und unteren Arbeitswalzen in entgegengesetzten Richtungen als Antwort auf die Veränderung in der Plattenbreite oder aber die Umschaltung der oberen und unteren Arbeitswalzen in der gleichen Richtung, dabei einer Zickzackbewegung der Platte folgend, frei eingestellt und durchgeführt werden.

Claims

Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung, die dazu geeignet ist, eine bocklose Arbeitswalze (1) der Cluster-Mühle mit bocklosen Arbeitswalzen (1) umzuschalten; und mit Hebelarmen (12), die jeder an einem Ende mittels eines Bocks (11) von Walzen nahe der bocklosen Arbeitswalze (1) abgestützt sind und derart vorgesehen sind, dass sie um eine Linie, die senkrecht zu einer Achsenlinie der Arbeitswalze (1) als neutraler Punkt vorgesehen ist, horizontal drehbar sind; Walzen-Umschaltzylinder (14), die jeweils mit dem Hebelarm (12) verbunden sind, um den Hebelarm (12) drehbar zu lagern; Achsschub-Lager (15) die jeweils an dem Hebelarm (12) vorgesehen sind und gegenüber einem Ende der Arbeitswalze (11) angeordnet sind; gekennzeichnet durch Umschaltmengen-Detektierelemente (16), die jeweils in dem Bock (11) der Walzen zum Detektieren einer Umschaltmenge der Achsschub-Lagerung (15) vorgesehen sind; und eine Regeleinheit (27) zum Antreiben der Walzen-Umschaltzylinder (14), um einen Abstand zwischen der Arbeitswalze (11) und den Achsschub-Lagerungen (15) beizubehalten und um eine Ziel-Walzen-Umschaltposition zu erhalten, die auf einem Umschaltmengen-Ausführungswert der Achsschub-Lagerung (15), der von dem Umschaltmengen-Detektierelement (16) erhalten wird.
Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass der Hebelarm (12) aus einer Rahmenstruktur mit Einführ-Durchtrittslöchern (12a) zusammengesetzt ist, durch die die Walzen (12) so eingeführt sind, dass sie frei mit Spiel eingepasst sind.
Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalze (1) aus einer kegelförmigen Walze zusammengesetzt ist.
Cluster-Mühle mit einer Arbeitswalzen-Umschaltvorrichtung wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalze (1) aus einer kegelförmigen Walze zusammengesetzt ist.
Verfahren zum Umschalten einer Arbeitswalze für eine Cluster-Mühle, angepasst zum Umschalten einer bocklosen Arbeitswalze (1) in einer erforderlichen Umschaltmenge durch Verfügen über Achsschub-Lagerungen (15), die den beiden Enden der bocklosen Arbeitswalze (1) derart gegenüberliegen, dass sie in der Lage sind, durch Umschaltzylinder (14) entlastet oder gedrückt zu werden, zum Sichern eines konstanten Abstands zwischen den Enden der Arbeitswalze (1) und den Achsschub-Lagerungen (15) und zum Blockieren des Umschaltzylinders (14), gekennzeichnet durch: multiples Unterteilen der erforderlichen Umschaltmenge der Arbeitswalze, um kurze Umschaltmengen als Einheiten festzulegen; Durchführen einer Entlastungsaktion für eine der Achsschub-Lagerungen (15) und eine Eindrück-Aktion für die andere Achsschub-Lagerung (15) in jeder kurzen Umschaltmenge, basierend auf einem Umschaltmengen-Ausführungswert der Achsschub-Lagerungen (15), um eine Ziel-Walzen-Umschaltposition zu erhalten; danach Blockieren des Umschaltzylinders (14); und Wiederholen der Umschaltung bei jeder kurzen Umschaltmenge und einer Blockierungsaktion für den Umschaltzylinder (14), um die Arbeitswalze (1) in der erforderlichen Umschaltmenge umzuschalten.