DE69031246T2 - Rolling process in a five-roll mill - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Flachgut mit geringer Walzkraft und geringer Stichabnahme in einem Fünf-Walzengerüst gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 (s. US-A-4 194 382, Spalte 6, Zeilen 19-32).The invention relates to a method for rolling flat stock with low rolling force and low pass reduction in a five-roll stand according to the preamble of claim 1 (see US-A-4 194 382, column 6, lines 19-32).
Als Walzgerüst mit geringer Stichabnahme und geringer Walzkraft, z.B. als Nachwalzgerüst (Skin-pass-Walzgerüst), wurde oftmals ein Quarto-Walzgerüst verwendet, das mit Biegeeinrichtungen versehene obere und untere Arbeitswalzen sowie obere und untere Stückwalzen zum Abstützen dieser Arbeitswalzen aufweist, wie dies in der JP-A-48-22344 offenbart ist. Ein derartiges Quarto-Walzgerüst weist jedoch keine ausreichende Fähigkeit zur Formsteuerung auf, was durch verschiedene Arbeitswalzen mit unterschiedlichen Balligkeiten kompensiert wird.As a rolling mill with a small pass reduction and a small rolling force, e.g. a skin-pass rolling mill, a four-high rolling mill having upper and lower work rolls provided with bending devices and upper and lower piece rolls for supporting these work rolls has often been used, as disclosed in JP-A-48-22344. However, such a four-high rolling mill does not have sufficient shape control capability, which is compensated for by using different work rolls with different crowns.
Ein Sechs-Walzengerüst mit besserer Formsteuerungsfähigkeit wurde vorgeschlagen und in der Praxis eingesetzt (siehe JP-B-57-55 484; US-4 194 382). Dieses Sechs-Walzengerüst ist derart angeordnet, daß obere und untere Zwischenwalzen zwischen oberen und unteren Arbeitswalzen mit demselben Durchmesser bzw. oberen und unteren Stützwalzen mit demselben Durchmesser angeordnet sind und daß Walzenbiegeeinrichtungen an den oberen und unteren Arbeitswalzen sowie den oberen und unteren Zwischenwalzen vorgesehen sind, wobei beide Sätze dieser Biegeeinrichtungen eine gute Formsteuerung ermöglichen. Im Falle des Nachwalzens (Skin-pass-Walzens) mit kleiner Stichabnahme, verursacht dieses Sechs- Walzengerüst nicht gewalzte Bereiche der seitlichen Enden eines Walzguts, so daß an den seitlichen Enden des Walzguts Randunebenheiten erzeugt werden, wobei sich dadurch ein Problem ergibt, daß sich die Erzeugung solcher Kantenunebenheiten nicht entsprechend verhindern läßt.A six-roll mill having better shape control capability has been proposed and put into practice (see JP-B-57-55 484; US-4 194 382). This six-roll mill is arranged such that upper and lower intermediate rolls are arranged between upper and lower work rolls of the same diameter and upper and lower backup rolls of the same diameter, respectively, and that roll benders are provided on the upper and lower work rolls and the upper and lower intermediate rolls, both sets of these benders enabling good shape control. In the case of skin-pass rolling with small pass reduction, this six-roll mill causes unrolled portions of the side ends of a rolled product so that edge irregularities are generated at the lateral ends of the rolled product, which results in a problem in that the generation of such edge irregularities cannot be adequately prevented.
Ein konventionelles Multi-Walzengerüst, dessen Bereiche oberhalb und unterhalb eines Walzguts unterschiedliche Anzahl von Walzen aufweisen, oder besonders ein konventionelles Fünf-Walzengerüst ist in der US-4 194 382 und in der JP-B 62-46245 offenbart. Ein derartiges Fünf-Walzengerüst enthält obere und untere Arbeitswalzen mit unterschiedlichem Durchmesser, wobei die obere Arbeitswalze einen kleineren Durchmesser aufweist, was somit eine große Stichabnahme mit geringer Walzkraft ermöglicht. Es sind ferner Biegeeinrichtungen sowohl an der Zwischenwalze als auch an der unteren Arbeitswalze mit dem größeren Durchmesser angeordnet, so daß das Fünf-Walzengerüst das Profil des Flachgutes besser steuern kann. Es ist daher möglich, ein einfach gekrümmtes (konkaves oder konvexes) Profil des Walzgutes über seiner gesamten Breite zu steuern, die Walzkraft zu senken und daher den Effekt der Biegeeinrichtungen zu verbessern.A conventional multi-roll mill whose areas above and below a rolled stock have different numbers of rolls, or particularly a conventional five-roll mill, is disclosed in US-4,194,382 and JP-B 62-46245. Such a five-roll mill includes upper and lower work rolls of different diameters, the upper work roll having a smaller diameter, thus enabling a large pass reduction with a small rolling force. Bending devices are also arranged on both the intermediate roll and the lower work roll having the larger diameter, so that the five-roll mill can better control the profile of the flat stock. It is therefore possible to control a simply curved (concave or convex) profile of the rolled stock over its entire width, reduce the rolling force and therefore improve the effect of the bending devices.
Im Falle eines i) Walzbetriebes mit kleiner Stichabnahme und kleiner Walzkraft, ii) eines Walzbetriebes, der eine hervorragende Formsteuerungsfähigkeit zur Durchführung einer zusammengesetzten Formsteuerung erfordert, und iii) eines Walzbetriebes, bei dem Randunebenheiten vermieden werden müssen, z.B. im Falle des Nachwalzens (Skin-pass-Walzens), weisen die matten Walzen mit rauher Oberfläche, d.h., die Arbeitswalzen in dem vorstehend genannten Fünf- Walzengerüst, das die obere und untere Arbeitswalze mit unterschiedlichem Durchmesser enthält, eine extrem verkürzte Lebensdauer auf und das gewalzte Material neigt dazu, sich ungünstig zu verziehen. Wenn die Arbeitswalzen einen geringen Durchmesser aufweisen, ergibt sich außerdem das Problem, daß Querbeulen oder Falten während des Walzvorgangs erzeugt werden können.In case of i) rolling operation with small pass reduction and small rolling force, ii) rolling operation requiring excellent shape control capability to perform compound shape control, and iii) rolling operation where edge unevenness must be avoided, e.g. in case of skin-pass rolling, the matte rolls with rough surface, i.e., the work rolls in the above-mentioned five-high stand including the upper and lower work rolls of different diameters, have an extremely shortened life and the rolled material tends to be distorted unfavorably. If the work rolls have a low diameter, there is also the problem that transverse dents or wrinkles can be created during the rolling process.
Ein Fünf-Walzengerüst mit einer Zwischenwalze, die eine der Breite des zu walzenden Flachguts entsprechende Walzenlänge aufweist, und bei der die obere und untere Arbeitswalze mit demselben Durchmesser eine Biegeeinrichtung aufweisen, ist in der JP-A-54-39349 und in der JP-B-53-34789 offenbart. Beim Einsatz eines derartigen Fünf-Walzengerüsts muß die Zwischenwalze bei jeder Veränderung der Breite des zu walzenden Flachguts durch eine neue ersetzt und der Walzbetrieb muß hierzu jedesmal unterbrochen werden, so daß die Produktivität des Walzwerkes erheblich gesenkt und das Walzwerk praktisch nicht verwendet wird. Besonders im Falle eines in einer Durchlaufglühlinie angeordneten Skin-pass- Walzgerüsts ist der Einsatz des vorgenannten Fünf-Walzengerüsts äußerst unwahrscheinlich, da diesem ein walzgut mit unterschiedlicher Breite kontinuierlich zugeführt wird.A five-roll mill with an intermediate roll having a roll length corresponding to the width of the flat material to be rolled and in which the upper and lower work rolls of the same diameter have a bending device is disclosed in JP-A-54-39349 and JP-B-53-34789. When using such a five-roll mill, the intermediate roll must be replaced with a new one every time the width of the flat material to be rolled changes and the rolling operation must be interrupted each time, so that the productivity of the rolling mill is significantly reduced and the rolling mill is practically not used. In particular, in the case of a skin-pass rolling mill arranged in a continuous annealing line, the use of the aforementioned five-roll mill is extremely unlikely, since rolled material of different widths is continuously fed to it.
In der JP-A-56-151103 ist ferner ein Fünf-Walzengerüst offenbart, bei dem die obere und untere Arbeitswalze denselben Durchmesser aufweisen und bei dem diese obere und untere Arbeitswalze sowie eine Zwischenrolle mit kleinerem Durchmesser als die Arbeitswalzen jeweils mit Biegeeinrichtungen versehen sind. Die Zwischenwalze eines solchen Fünf- Walzengerüsts, die einen geringeren Durchmesser und dieselbe Walzenlänge wie die Stützwalze und die Arbeitswalze aufweist, steht über ihrer gesamten Länge in Kontakt mit der Stützwalze und der Arbeitswalze und daher wird die Steuercharakteristik der Zwischenwalze ähnlich derjenigen der oberen Arbeitswalze, wodurch sich das Problem ergibt, daß es nahezu unmöglich wird, entweder die zusammengesetzte Formsteuerung oder die Steuerung zur Verhinderung der Randunebenheiten durchzuführen.Furthermore, JP-A-56-151103 discloses a five-high mill in which the upper and lower work rolls have the same diameter and in which these upper and lower work rolls and an intermediate roll having a smaller diameter than the work rolls are each provided with bending devices. The intermediate roll of such a five-high mill, which has a smaller diameter and the same roll length as the backup roll and the work roll, is in contact with the backup roll and the work roll over its entire length and therefore the control characteristic of the intermediate roll becomes similar to that of the upper work roll, which raises a problem that it becomes almost impossible to carry out either the composite shape control or the edge unevenness prevention control.
Obwohl bei den vorgenannten konventionellen Walzgerüsten eine Verbesserung der Formkorrekturfähigkeit beabsichtigt ist, kann mit diesen kein befriedigender Nachwalzvorgang durchgeführt werden, bei dem sowohl die Stichabnahme als auch die Walzkraft gering sind und eine ausgezeichnete Oberflächenqualität erreicht werden muß. Charakteristische Merkmale des Nachwalzens sind beispielsweise:Although the aforementioned conventional rolling mills are intended to improve the shape correction capability, they cannot be used to carry out a satisfactory re-rolling process in which both the pass reduction and the rolling force are low and an excellent surface quality must be achieved. Characteristic features of re-rolling include:
i) Die Stichabnahme beträgt nicht mehr als einige Prozent und die Walzkraft beträgt nicht mehr als die Hälfte der Kraft beim normalen Kaltwalzen.i) The pass reduction shall not exceed a few percent and the rolling force shall not exceed half of the force used in normal cold rolling.
ii) Eine rauhe matte Walze wird oft als Arbeitswalze verwendet, so daß die Oberfläche des Walzguts strukturiert ist.ii) A rough matt roll is often used as a working roll so that the surface of the rolled stock is structured.
iii) Wenn die seitlichen Endbereiche des Walzguts ungewalzt bleiben, bilden sich Unregelmäßigkeiten (Randunebenheiten) auf der Oberfläche infolge der Fließfiguren, was sich dadurch ergibt, daß das Walzgut vorher geglüht wurde.iii) If the lateral end areas of the rolled stock are left unrolled, irregularities (edge asperities) are formed on the surface due to the flow patterns, which are a result of the fact that the rolled stock has been previously annealed.
iv) Da das Walzgut nach dem Nachwalzen oftmals ein Endprodukt ist, muß es eine ausgezeichnete Oberflächenqualität aufweisen.iv) Since the rolled stock after re-rolling is often a final product, it must have an excellent surface quality.
Im Hinblick auf diese Merkmale werden die Anforderungen an ein Nachwalzwerk nochmals wiederholt.With regard to these features, the requirements for a temper rolling mill are repeated again.
Die Arbeitswalzen müssen zunächst einen relativ großen Durchmesser aufweisen, um die Entstehung von Querbeulen oder Falten beim Nachwalzen zu vermeiden. Die oberen und unteren Arbeitswalzen sollten ferner denselben Durchmesser (praktisch denselben Durchmesser) im Hinblick auf die Lebensdauer der Arbeitswalzen und auf die Verhinderung eines Verzugs des Flachgutes nach dem Nachwalzen aufweisen.The work rolls must initially have a relatively large diameter to avoid the formation of transverse dents or wrinkles during the re-rolling. The upper and lower work rolls should also have the same diameter (practically the same diameter) with regard to the service life of the work rolls and on preventing distortion of the flat stock after re-rolling.
Für die Formsteuerung des Walzmaterials zur Erreichung eines Walzgutes mit hervorragender Oberflächenqualität muß das Walzgerüst eine Möglichkeit für die zusammengesetzte Formsteuerung zur Korrektur sowohl der Kantenunebenheiten als auch der Beulen in der Mitte aufweisen.In order to control the shape of the rolled material to achieve a rolled product with excellent surface quality, the rolling mill must have a possibility for compound shape control to correct both the edge irregularities and the bulges in the center.
Es ist ferner äußerst wichtig, die Breite der nicht gewalzten seitlichen Endbereiche des Walzgutes zu verringern, an denen die Randunebenheiten gebildet werden. Da diese Bereiche mit den Randunebenheiten in dem folgenden Schritt als Ausschußteile abgeschnitten werden, dient die Verringerung der Breite dieser unebenen Bereiche zur Verbesserung des Ausstoßes.It is also extremely important to reduce the width of the non-rolled side end portions of the rolled stock where the edge asperities are formed. Since these areas with the edge asperities are cut off as rejects in the following step, reducing the width of these asperities serves to improve the output.
Die Eigenschaften eines für das Nachwalzen geeigneten Walzgerüstes können wie folgt zusammengefaßt werden:The characteristics of a rolling stand suitable for re-rolling can be summarized as follows:
1) Die Arbeitswalzen haben praktisch denselben und ferner einen relativ großen Durchmesser.1) The working rolls have practically the same and also a relatively large diameter.
2) Für die Durchführung der zusammengesetzten Formsteuerung zur Erreichung der ausgezeichneten Oberflächenqualität sind zwei Arten von Steuereinrichtungen mit unterschiedlichen Steuerungseigenschaften erforderlich.2) To carry out the composite shape control to achieve the excellent surface quality, two types of control devices with different control characteristics are required.
3) Neben diesen Einrichtungen zur zusammengesetzten Formsteuerung sind dritte Steuereinrichtungen zur Verringerung der Randunebenheiten des Flachguts erforderlich.3) In addition to these devices for composite shape control, third control devices are required to reduce the edge unevenness of the flat material.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Walzverfahren in dem Mehrfach-Walzgerüst zu schaffen, durch das die zusammengesetzte Formsteuerung des Walzmaterials vollständig während des Walzvorgangs mit einer geringen Stichabnahme durchgeführt und auch die Erzeugung von Randunebenheiten des Flachguts verhindert werden kann.The object of the invention is to provide a rolling process in the multiple rolling stand by which the composite shape control of the rolling material can be carried out completely during the rolling process can be carried out with a small pass reduction and the generation of edge unevenness of the flat material can also be prevented.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.This problem is solved by the features of claim 1.
Bei dem an einem Fünf-Walzengerüst durchgeführten erfindungsgemäßen Walzverfahren sind die an der Zwischenwalze angeordneten Walzenbiegeeinrichtungen und die Walzenbiegeeinrichtungen, die an der Arbeitswalze in dem Walzensatz angeordnet sind, wo diese Zwischenrolle angeordnet ist, alle aktiviert, um eine zusammengesetzte Balligkeit eines Flachguts über seiner gesamten Breite zu steuern. Die Walzenbiegeeinrichtungen, die an der unmittelbar durch die Stützwalze abgestützten Arbeitswalze angeordnet sind, werden zur Steuerung der Balligkeit des Flachguts an dessen seitlichen Endbereichen aktiviert, wodurch sowohl die zusammengesetzte Formsteuerung des Flachguts als auch die Steuerung der Breite der seitlichen nicht ausgewalzten Endbereiche des Flachguts durchgeführt wird.In the rolling method according to the invention carried out on a five-high mill, the roll benders arranged on the intermediate roll and the roll benders arranged on the work roll in the roll set where this intermediate roll is arranged are all activated to control a composite crown of a flat stock over its entire width. The roll benders arranged on the work roll immediately supported by the backup roll are activated to control the crown of the flat stock at its lateral end portions, thereby performing both the composite shape control of the flat stock and the control of the width of the lateral unrolled end portions of the flat stock.
Fig. 1 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines Fünf-Walzengerüsts;Fig. 1 is a partially sectioned front view of a five-high mill;
Fig. 2 ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines ersten Fünf-Walzengerüsts;Fig. 2 is a partially sectioned side view of a first five-high mill stand;
Fig. 3 ist eine schematische Ansicht dieses ersten Walzengerüsts, die einen Zustand der durch die Biegekräfte erzeugten Auswirkungen zeigt;Fig. 3 is a schematic view of this first rolling stand, showing a state of the effects produced by the bending forces;
Fig. 4 ist eine teilweise geschnittene Vorderansicht eines weiteren Fünf-Walzengerüsts;Fig. 4 is a partially sectioned front view of another five-high mill stand;
Fig. 5A und 5B sind schematische Ansichten eines weiteren Fünf Walzengerüsts;Figs. 5A and 5B are schematic views of another five-roll mill;
Fig. 6 und 7 sind eine teilweise geschnittene Vorderansicht und eine schematische Ansicht eines weiteren Fünf- Walzengerüsts;Figs. 6 and 7 are a partially sectioned front view and a schematic view of another five-high mill stand;
Fig. 8 ist ein Diagramm, das die Kurven der Werte von X bei bestimmten Potenzen zeigt;Fig. 8 is a diagram showing the curves of the values of X at certain powers;
Fig. 9 und 10 sind Diagramme, die die Eigenschaften der Steuerfehler (Formfehler) zeigen, die durch die Walzenbiegevorgänge gesteuert werden; undFig. 9 and 10 are diagrams showing the characteristics of the control errors (shape errors) controlled by the roll bending operations; and
Fig. 11 ist ein Diagramm eines Zustands eines nicht ausgewalzten seitlichen Endbereichs eines Flachguts.Fig. 11 is a diagram showing a state of a non-rolled lateral end portion of a flat product.
Im folgenden wird das Prinzip eines Walzgerüsts erläutert, das zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet werden kann.The principle of a rolling stand that can be used to carry out the method according to the invention is explained below.
Bei der Erfindung kann ein Mehrfach-Walzengerüst verwendet werden, das eine hervorragende Fähigkeit zur zusammengesetzten Formsteuerung zur Verbesserung der Oberflächenqualität des Flachguts aufweist, so daß die Bildung von Randunebenheiten an den seitlichen Enden des Flachguts verhindert werden kann. Zu diesem Zweck enthält das Walzgerüst eine zwischen einer oberen und unteren Arbeitswalze angeordnete Zwischenwalze mit im wesentlichen demselben Durchmesser sowie eine Stützwalze, wobei die Ballenlänge der Zwischenwalze größer als die maximale Breite des Flachguts ist, und wobei die obere und untere Arbeitswalze sowie die Zwischenwalze jeweils mit Walzenbiegeeinrichtungen mit unterschiedlicher Steuercharakteristik ausgestattet sind, um eine Balligkeit des Flachguts einzuschränken.In the invention, a multiple rolling mill can be used which has an excellent ability for compound shape control to improve the surface quality of the sheet so that the formation of edge unevenness at the lateral ends of the sheet can be prevented. For this purpose, the rolling mill includes an intermediate roll having substantially the same diameter arranged between an upper and lower work roll and a support roll, wherein the barrel length of the intermediate roll is greater than the maximum width of the flat material, and wherein the upper and lower work rolls and the intermediate roll are each equipped with roll bending devices with different control characteristics in order to limit crowning of the flat material.
Die zusammengesetzte Formsteuerung des Flachguts erfolgt hauptsächlich durch die Zwischenwalzenbiegeeinrichtung und die Arbeitswalzenbiegeeinrichtung an einer Seite, an der die Zwischenwalze angeordnet ist, um so die Oberflächenqualität des Flachguts zu verbessern. Die Breite der nicht ausgewalzten seitlichen Endbereiche des Flachguts wird von der Walzenbiegeeinrichtung an der anderen Seite gesteuert, an der die Zwischenwalze nicht angeordnet ist, um so die nicht ausgewalzten seitlichen Endbereiche des Flachguts erheblich zu verringern und um dadurch die Erzeugung von Randunebenheiten zu verhindern.The composite shape control of the flat stock is mainly carried out by the intermediate roll bending device and the work roll bending device on one side where the intermediate roll is arranged so as to improve the surface quality of the flat stock. The width of the unrolled lateral end portions of the flat stock is controlled by the roll bending device on the other side where the intermediate roll is not arranged so as to significantly reduce the unrolled lateral end portions of the flat stock and thereby prevent the generation of edge unevenness.
Das Walzgerüst ist mit drei Arten von Walzenbiegeeinrichtungen versehen, d.h., der Zwischenwalzenbiegeeinrichtung, der Arbeitswalzenbiegeeinrichtung an der Seite, an der die Zwischenrolle angeordnet ist (im folgenden als die 6H-Seite bezeichnet) und die Walzenbiegeeinrichtung an der Seite, an der die Zwischenwalze nicht angeordnet ist (im folgenden als 4H-Seite bezeichnet). Diese Walzenbiegeeinrichtungen haben solche Formsteuergrade, daß sich die jeweiligen Merkmale zur Steuerung der Balligkeit des gewalzten Flachguts voneinander unterscheiden können, so daß nicht nur die zusammengesetzte Form sondern auch die Breite der seitlichen Endbereiche mit den Randunebenheiten gesteuert werden kann. Für ein Fünf-Walzengerüst mit beispielsweise für das Nachwalzen typischen Walzengrößen, bei dem die Arbeitswalze einen Durchmesser von 475 mm, die Zwischenwalze einen Durchmesser von 530 mm und die Stützwalze einen Durchmesser von 1 000 mm aufweist und bei der die Länge der Walzenfläche jeder Walze 2 050 mm bei einer Flachgutbreite von 1 880 mm beträgt, sind die Berechnungsergebnisse für den Steuergrad der entsprechenden Biegeeinrichtungen in Tabelle 1 gezeigt. In diesem Fall drückt ein Steuergrad eine Veränderung der Balligkeit des gewalzten Flachmaterials aus, der durch die Walzenbiegeeinrichtungen gesteuert werden kann. Tabelle 1 Steuergrade durch Walzenbiegung The rolling mill is provided with three types of roll bending devices, i.e., the intermediate roll bending device, the work roll bending device on the side where the intermediate roll is arranged (hereinafter referred to as the 6H side) and the roll bending device on the side where the intermediate roll is not arranged (hereinafter referred to as the 4H side). These roll bending devices have such shape control degrees that the respective features for controlling the crowning of the rolled flat product can differ from each other, so that not only the assembled shape but also the width of the lateral end portions with the edge unevenness can be controlled. For a five-roll mill with roll sizes typical for, for example, re-rolling, in which the work roll has a diameter of 475 mm, the intermediate roll has a diameter of 530 mm and the backup roll has a diameter of 1 000 mm and the length of the rolling surface of each roll is 2 050 mm for a sheet width of 1 880 mm, the calculation results for the control degree of the corresponding bending devices are shown in Table 1. In this case, a control degree expresses a change in the crown of the rolled sheet which can be controlled by the roll bending devices. Table 1 Degrees of control by roll bending
In Tabelle 1 gibt der Fall 1 einen Steuergrad an, wenn nur die Walzenbiegeeinrichtung für die unmittelbar von der Stützwalze abgestützte Arbeitswalze an der 4H-Seite aktiviert ist, wobei dieser Steuergrad im allgemeinen einen Wert von 2,6 bis 3,3 aufweist. Der Fall 2 gibt einen Steuergrad an, wenn nur die Walzenbiegeeinrichtung für die von der Zwischenwalze abgestützte Arbeitswalze an der 6H-Seite aktiviert ist, wobei dieser Steuergrad im allgemeinen einen Wert von 2,0 bis 2,5 aufweist. Der Fall 3 gibt einen Steuergrad an, wenn nur die Walzenbiegeeinrichtung für die Zwischenwalze aktiviert ist, wobei dieser Steuergrad im allgemeinen einen Wert von 1,7 bis 1,9 aufweist. Der Fall 4 gibt schließlich einen Steuergrad an, wenn beide der vorstehend genannten Walzenbiegeeinrichtungen für die Arbeitswalzen an der 4H-Seite und der 6H-Seite aktiviert sind.In Table 1, Case 1 indicates a control level when only the roll bending device for the work roll directly supported by the backup roll on the 4H side is activated, and this control level generally has a value of 2.6 to 3.3. Case 2 indicates a control level when only the roll bending device for the work roll supported by the intermediate roll on the 6H side is activated, and this control level generally has a value of 2.0 to 2.5. Case 3 indicates a control level when only the roll bending device for the intermediate roll is activated, and this control level generally has a value of 1.7 to 1.9. Finally, Case 4 indicates a control level when both of the above mentioned roll bending devices for the work rolls on the 4H side and the 6H side are activated.
Wie aus Tabelle 1 hervorgeht, ist es schwierig, die Wirkung der Arbeitswalzenbiegeeinrichtungen an der 4H-Seite des Fünf-Walzengerüsts auf die Mitte des gewalzten Flachguts zu übertragen, da die zugehörige Arbeitswalze in Kontakt mit der Stützwalze ist, die eine extrem hohe Biegesteifigkeit über der gesamten Länge aufweist, was zu einem hohen Steuergrad führt. Andererseits wird die Wirkung der Arbeitswalzenbiegeeinrichtung an der 6H-Seite in der Mitte des Flachmaterials erzeugt, da die zugehörige Arbeitswalze in Kontakt mit der Zwischenwalze ist und der Steuergrad kleiner als der Steuergrad der Biegeeinrichtung der 4H-Seite ist. Die Biegeeinrichtung der Zwischenwalze neigt dazu, die Wirkung im wesentlichen in der Mitte des Flachguts zu erzeugen, so daß der Steuergrad den geringsten Wert hat.As is clear from Table 1, it is difficult to transmit the effect of the work roll benders on the 4H side of the five-high mill to the center of the rolled sheet because the associated work roll is in contact with the backup roll which has an extremely high bending rigidity over the entire length, resulting in a high degree of control. On the other hand, the effect of the work roll bender on the 6H side is generated in the center of the sheet because the associated work roll is in contact with the intermediate roll and the degree of control is smaller than the degree of control of the bender on the 4H side. The bender of the intermediate roll tends to generate the effect substantially in the center of the sheet, so that the degree of control is the smallest value.
Störungen der Form beim Nachwalzen können sich durch Veränderungen der Walzkraft, einer Veränderung des Flachgutprofils und einer Veränderung einer thermischen Bombierung der Arbeitswalzen ergeben. Veränderungen der Walzkraft und des Flachgutprofils sind durch die im wesentlichen gleiche Kurve des zweiten Grades dargestellt und die thermische Bombierung im Falle des Nachwalzens wird im Laufe der Zeit verändert, was durch eine Kurve eines Grades von 1,8 bis 2,5 dargestellt ist. Folglich ist die zusammengesetzte Formsteuerung zum Erhalt einer gewünschten Form erforderlich und zwei Arten von Formsteuerungseinrichtungen werden für diese zusammengesetzte Formsteuerung benötigt, wobei deren Steuergrad vorzugsweise im Bereich von 1,8 bis 2,5 liegt.Disturbances of the shape in the case of temper rolling may result from changes in the rolling force, a change in the sheet profile and a change in a thermal crown of the work rolls. Changes in the rolling force and the sheet profile are represented by the substantially same curve of the second degree and the thermal crown in the case of temper rolling is changed with the passage of time, which is represented by a curve of a degree of 1.8 to 2.5. Consequently, the composite shape control is required for obtaining a desired shape and two types of shape control devices are required for this composite shape control, the control degree of which is preferably in the range of 1.8 to 2.5.
Im folgenden werden Fehler in der Formsteuerung, d.h. Fehler der Oberfläche, betrachtet.In the following, errors in the shape control, i.e. errors in the surface, are considered.
Im Falle der Steuerung einer Formstörung xβ durch eine Biegeeinrichtung mit einem Grad m kann ein Fehler nach der Formkorrektur durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden:In the case of controlling a shape disturbance xβ by a bending device with a degree m, an error after the shape correction can be expressed by the following equation:
y = xβ = axm.y = xβ = axm.
Obwohl in diesem Fall ein Koeffizient a durch die Kraft der Biegeeinrichtung veränderbar ist, verändert sich der Grad m nicht. Selbst wenn die Kraft der Biegeeinrichtung in geeigneter Weise gewählt wird, d.h., selbst wenn der Koeffizient a einen optimalen Wert aufweist, erreicht y auf der gesamten Breite des Flachgutes niemals den Wert Null, es sei denn, β ist gleich m, wodurch sich der durch eine gestrichelte Linie in Fig. 9 angegebene Fehler ergibt. Dieser Fehler hat zwei Extremwerte. Wenn diese Extremwerte durch δ&sub1; und δ&sub2; bezeichnet werden, ergibt sich der Maximalwert δ aus der folgenden Gleichung:In this case, although a coefficient a is variable by the force of the bending device, the degree m does not change. Even if the force of the bending device is selected appropriately, i.e., even if the coefficient a has an optimum value, y never reaches zero over the entire width of the sheet unless β is equal to m, resulting in the error indicated by a dashed line in Fig. 9. This error has two extreme values. If these extreme values are designated by δ1 and δ2, the maximum value δ is given by the following equation:
δ = max(δ&sub1;,δ&sub2;) = β(m - β)/(m + β + 1)(β + 1) ... (1)δ; = max(δ₁,δ₂) = β(m - β)/(m + β + 1)(β + 1) ... (1)
In ähnlicher Weise kann bei der Steuerung des Formfehlers xβ durch zwei Arten von Biegeeinrichtungen mit Geraden m und n eine Abweichung nach der Formkorrektur durch die folgende Gleichung ausgedrückt werden (wie dies durch eine gestrichelte Linie in Fig. 10 angegeben ist)Similarly, when controlling the shape error xβ; by two kinds of bending devices with straight lines m and n, a deviation after shape correction can be expressed by the following equation (as indicated by a dashed line in Fig. 10)
y = xβ - (axm + bxn).y = xβ - (axm + bxn).
In diesem Fall können die Koeffizienten a und b durch die Kraft der Biegeeinrichtung verändert werden. In gleicher Weise wie vorstehend beschrieben, bleibt selbst bei geeigneter Veränderung der Kraft der Biegeeinrichtungen ein Fehler, es sei denn, β = m oder β = n. Dieser Fehler hat drei Extremwerte, wobei sich der Maximalwert δ aus der folgenden Gleichung ableiten läßt:In this case, the coefficients a and b can be changed by the force of the bending device. In the same way as described above, even if the force of the bending devices is suitably changed, an error remains unless β = m or β = n. This error has three Extreme values, where the maximum value δ can be derived from the following equation:
δ = max(δ&sub1;,δ&sub2;,δ&sub3;) = (m - β)(n - β)/(m + β + 1)(n + β + 1) ... (2)δ; = max(δ₁,δ₂,δ₃) = (m - β)(n - β)/(m + β + 1)(n + β + 1) .. . (2)
Aus den Gleichungen (1) und (2) geht klar hervor, daß der Fehler im Falle der Steuerung durch zwei Arten von Biegeeinrichtungen erheblich größer ist, als im Falle der Steuerung nur durch eine Art von Biegeeinrichtung. Dies ist in Tabelle 2 numerisch dargestellt. Tabelle 2 Fehler der Formsteuerung From equations (1) and (2) it is clear that the error in the case of control by two types of bending devices is considerably larger than in the case of control by only one type of bending device. This is shown numerically in Table 2. Table 2 Form control errors
Wenn beispielsweise die Störung des zweiten Grades nur durch eine Art von Biegeeinrichtung mit einem Grad von 2,2 gesteuert wird, beträgt die Abweichung 2,6 %, wohingegen bei Steuerung durch zwei Arten von Biegeeinrichtungen mit Graden von 1,8 und 2,2, der Fehler drastisch reduziert wird auf 0,16 % (was 1/16,3 von 2,6 % ist).For example, if the second degree disturbance is controlled by only one type of bending device with a degree of 2.2, the error is 2.6%, whereas if controlled by two types of bending devices with degrees of 1.8 and 2.2, the error is drastically reduced to 0.16% (which is 1/16.3 of 2.6%).
Als nächstes wird ein Fall einer Steuerung zweier Arten von Formstörungen mit Graden von β&sub1; und β&sub2; durch zwei Arten von Biegeeinrichtungen mit Graden m und n betrachtet. In diesem Fall ist es nicht erforderlich, die Störung mit dem Grad β&sub1; durch die Biegeeinrichtung mit dem Grad m und die Störung mit dem Grad β&sub2; durch eine Biegeeinrichtung mit dem Grad n zu steuern, wobei jedoch folgende Schritte durchgeführt werden müssen. Die Störung mit der Ordnung β&sub1; wird durch die Biegeeinrichtung mit den Graden m und n gesteuert, wobei der Fehler mit δA bezeichnet wird. Auch die Störung mit dem Grad β&sub2; wird durch dieselbe Biegeeinrichtung mit den Graden m und n gesteuert. Deren Fehler wird mit δB bezeichnet. Dieser Vorgang kann durchgeführt werden, wenn die Biegeeinrichtungen mit den Möglichkeiten für diesen Zweck ausgestattet sind.Next, a case of controlling two kinds of shape disturbances with degrees of β1 and β2 by two kinds of bending devices with degrees m and n is considered. In this case, it is not necessary to control the disturbance with degree β1 by the bending device with degree m and the disturbance with degree β2 by a bending device with degree n, but the following steps must be carried out. The disturbance with order β1 is controlled by the bending device with degrees m and n, the error being denoted by δA. The disturbance with degree β2 is also controlled by the same bending device with degrees m and n, the error being denoted by δB. This operation can be carried out if the bending devices are equipped with the possibilities for this purpose.
δA = max {xβ&sub1; - (a&sub1;mm + b&sub1;xn)} ... (3)δA = max {xβ₁; - (a₁mm + b₁xn)} ... (3)
δB = max {xβ&sub2; - (a&sub2;mm + b&sub2;xn)} ... (4)δB = max {xβ₂; - (a&sub2;mm + b&sub2;xn)} ... (4)
In diesem Fall kann der gesamte Formdefekt (d.h. Fehler) durch δ = δA + δB ausgedrückt werden. Da jeder der Fehler δA und δB extrem klein ist, kann auch der gesamte Formfehler äußerst gering gehalten werden. In dem bisher beschriebenen Walzgerüst kann die Steuerung durch die drei Arten von Biegeeinrichtungen mit unterschiedlichen Steuergraden durchgeführt werden. In der vorgenannten Ausführung führt z.B. die Biegeeinrichtung der Zwischenwalze die Steuerung mit dem Grad 1,8, die Biegeeinrichtung der Arbeitswalze der 6H- Seite die Steuerung mit dem Grad 2,2 und die Biegeeinrichtung der Arbeitswalze der 4H-Seite die Steuerung mit dem Grad 2,8 durch. Daher kann die zusammengesetzte Formsteuerung und die Steuerung der Breite der unebenen seitlichen Endbereiche gleichzeitig durchgeführt werden. Es ist ideal, wenn die zusammengesetzte Formsteuerung des Flachguts durch die Biegeeinrichtung der Zwischenwalze und die Biegeeinrichtung der Arbeitswalze der 6H-Seite durchgeführt wird und wenn die Breite der unebenen seitlichen Endbereiche des gewalzten Flachguts durch die Biegeeinrichtung der Arbeitswalze der 4H-Seite durchgeführt wird. Wenn die Biegeeinrichtung der Arbeitswalze an der 4H-Seite arbeitet, wird die Form gestört und es ist daher erforderlich, die Kraft der Biegeeinrichtung der Zwischenwalze und der Biegeeinrichtung an der 6H-Seite zu verändern. Ergebnisse von Simulationen bezüglich der Beziehungen zwischen der Kraft der Biegeeinrichtungen und der Form sind in Tabelle 3 gezeigt. Wenn die Kraft der Biegeeinrichtung der Arbeitswalze an der 4H-Seite von -30$ bis 100$ verändert wird, wird verständlich, wie sehr die Breite der nicht gewalzten seitlichen Endbereiche des Flachmaterials verändert werden kann. In diesem Fall wird die Kraft der Biegeeinrichtung der Zwischenwalze und die der Biegeeinrichtung der Arbeitswalze an der 6H-Seite leicht verändert, um nicht die Form des zentralen Bereichs des Flachguts zu stören. Tabelle 3 Beziehung zwischen der Biegekraft und der Breite der nicht gewalzten seitlichen Enden In this case, the total shape defect (i.e., error) can be expressed by δ = δA + δB. Since each of the errors δA and δB is extremely small, the total shape error can also be made extremely small. In the rolling mill described so far, the control can be carried out by the three types of bending devices with different control degrees. For example, in the aforementioned embodiment, the bending device of the intermediate roll carries out the control with the degree of 1.8, the bending device of the work roll of the 6H side carries out the control with the degree of 2.2, and the bending device of the work roll of the 4H side carries out the control with the degree of 2.8. Therefore, the composite shape control and the control of the width of the uneven lateral end portions can be carried out simultaneously. It is ideal if the composite shape control of the flat stock is carried out by the bending device of the intermediate roll and the bending device of the work roll of the 6H side, and if the width of the uneven lateral end portions of the rolled flat stock is controlled by the bending device of the work roll. the 4H side. When the work roll bending device on the 4H side operates, the shape is disturbed and therefore it is necessary to change the force of the intermediate roll bending device and the 6H side bending device. Results of simulations concerning the relationships between the force of the bending devices and the shape are shown in Table 3. When the force of the work roll bending device on the 4H side is changed from -30$ to 100$, it becomes understandable how much the width of the non-rolled lateral end regions of the sheet can be changed. In this case, the force of the intermediate roll bending device and that of the work roll bending device on the 6H side are slightly changed so as not to disturb the shape of the central region of the sheet. Table 3 Relationship between bending force and width of non-rolled lateral ends
Das bisher beschriebene Fünf-Walzengerüst ermöglicht eine erhebliche Reduzierung der Breiten der unebenen seitlichen Endbereiche, während die gewünschte Form des Flachgutes beibehalten wird. Dies war bisher bei keinem der konventionellen Fünf-Walzengerüste möglich.The five-roll stand described so far enables a significant reduction in the widths of the uneven lateral end areas, while maintaining the desired shape of the flat goods. This was not previously possible with any of the conventional five-roll stands.
Der Hauptpunkt der Erfindung besteht darin, daß die Steuergrade m und n sich so weit wie möglich voneinander unterscheiden, d.h., daß der Steuergrad der Biegeeinrichtung der Arbeitswalze der 4H-Seite vorzugsweise einen Wert von höchstens 2,6 bis 3,3, der Steuergrad der Biegeeinrichtung der Zwischenwalze einen Wert von mindestens 1,7 bis 1,9 und der Steuergrad der Biegeeinrichtung der Arbeitswalze an der 6H- Seite einen Wert aufweist, der zwischen dem der Biegeeinrichtung der Arbeitswalze der 4H-Seite und dem der Biegeeinrichtung der Zwischenwalze liegt, z.B. zwischen 2,0 und 2,4. Um diese Beziehung zu erhalten, muß die Zwischenwalze einen größeren Durchmesser als die Arbeitswalzen aufweisen. Wenn der Steuergrad m einen Wert aufweist, der in der Nähe des Wertes für den Steuergrad n liegt, unterscheidet sich die Wirkung nicht viel von der einer Steuerung durch lediglich einen Biegeeinrichtungstyp, wodurch eine große Formabweichung verursacht wird.The main point of the invention is that the control degrees m and n are as different from each other as possible, that is, the control degree of the bending device of the 4H side work roll preferably has a value of at most 2.6 to 3.3, the control degree of the bending device of the intermediate roll preferably has a value of at least 1.7 to 1.9, and the control degree of the bending device of the 6H side work roll preferably has a value between that of the bending device of the 4H side work roll and that of the bending device of the intermediate roll, for example, between 2.0 and 2.4. In order to obtain this relationship, the intermediate roll must have a larger diameter than the work rolls. If the control degree m has a value close to the value of the control degree n, the effect is not much different from that of control by only one type of bending device, thereby causing a large shape deviation.
Ein Walzgerüst wird im folgenden unter Bezug auf die Fig. 1, 2 und 3 erläutert. In diesen Zeichnungen bezeichnen die Bezugszeichen 1 und 2 obere und untere Arbeitswalzen, die im wesentlichen denselben Durchmesser aufweisen. Die Bezugszeichen 3 und 4 bezeichnen obere und untere Stützwalzen und das Bezugszeichen 5 bezeichnet eine Zwischenwalze, die zwischen einer der Arbeitsrollen, d.h. der oberen Arbeitswalze 1 und der oberen Stützwalze 3 angeordnet ist. Zylinder 10 zur Vergrößerung der Biegung der oberen Arbeitswalze 1 sind in vorstehenden Blöcken 17 zur Abstützung von Lagergehäusen 7 der oberen Arbeitswalze 1 an der 6H-Seite vorgesehen. Auch Zylinder 11 zur Vergrößerung der Biegung und Zylinder 12 zur Verringerung der Biegung der unteren Arbeitswalze 2 sind in denselben vorstehenden Blöcken 17 zur Abstützung von Lagergehäusen 8 der unteren Arbeitswalze 2 vorgesehen. Diese Biegezylinder 10, 11 und 12 üben die Biegekraft auf die entsprechenden Lagergehäuse 7 und 8 der oberen und unteren Arbeitswalzen 1 und 2 aus, um so den Grad der Durchbiegung der Arbeitswalzen 1 und 2 zu steuern. Für die Zwischenwalze 5 sind Biegezylinder 13 in vorstehenden Blöcken 19 zur Stützung ihrer Lagergehäuse 9 vorgesehen, um die Biegekraft auf solche Lagergehäuse 9 auszuüben, wodurch die Zwischenwalze 5 gebogen wird.A rolling mill will be explained below with reference to Figs. 1, 2 and 3. In these drawings, reference numerals 1 and 2 denote upper and lower work rolls having substantially the same diameter. Reference numerals 3 and 4 denote upper and lower backup rolls, and reference numeral 5 denotes an intermediate roll arranged between one of the work rolls, ie, the upper work roll 1 and the upper backup roll 3. Cylinders 10 for increasing the deflection of the upper work roll 1 are provided in projecting blocks 17 for supporting bearing housings 7 of the upper work roll 1 on the 6H side. Also, bending increasing cylinders 11 and bending decreasing cylinders 12 of the lower work roll 2 are provided in the same projecting blocks 17 for supporting bearing housings 8 of the lower work roll 2. These bending cylinders 10, 11 and 12 apply the bending force to the corresponding bearing housings 7 and 8 of the upper and lower work rolls 1 and 2 so as to control the degree of deflection of the work rolls 1 and 2. For the intermediate roll 5, bending cylinders 13 are provided in projecting blocks 19 for supporting its bearing housings 9 to apply the bending force to such bearing housings 9, thereby bending the intermediate roll 5.
Da das Fünf-Walzengerüst wie vorstehend aufgebaut ist, erreicht der Biegeeffekt der oberen Arbeitswalze 1 der 6H- Seite infolge der Zwischenwalze nur die Nähe der Endbereiche der oberen Arbeitswalze 1, so daß die Dicken der seitlichen Endbereiche des Walzguts 6 durch Biegung der Achse der Arbeitswalze 1 in der Nähe ihrer Endbereiche gesteuert werden können. Da außerdem der Biegeeffekt der Zwischenwalze 5 die Walze in ihrer gesamten Länge abdeckt, können die Flachgutdicken über der gesamten Breite durch Steuerung der Axialbiegung der Zwischenwalze in der gesamten Länge durch die Arbeitswalze 1 gesteuert werden. Daher kann die zusammengesetzte Formsteuerung des gewalzten Flachguts durch geeignete Kombination dieser beiden Arten von Walzenbiegeeffekten erreicht werden, wodurch das Walzen des Flachguts mit einer ausgezeichneten Oberflächenqualität bei einer geringen Stichabnahme und einer kleinen Walzkraft ermöglicht wird.Since the five-high mill is constructed as above, the bending effect of the upper work roll 1 of the 6H side due to the intermediate roll reaches only the vicinity of the end portions of the upper work roll 1, so that the thicknesses of the lateral end portions of the rolled stock 6 can be controlled by bending the axis of the work roll 1 near its end portions. In addition, since the bending effect of the intermediate roll 5 covers the roll in its entire length, the sheet thicknesses over the entire width can be controlled by controlling the axial bending of the intermediate roll in its entire length by the work roll 1. Therefore, the composite shape control of the rolled sheet can be achieved by appropriately combining these two types of roll bending effects, thereby enabling the rolling of the sheet with an excellent surface quality at a small pass reduction and a small rolling force.
Auf der anderen Seite erreicht der Biegeeffekt der unteren Arbeitswalze 2 an der 4H-Seite nicht die Mitte der unteren Arbeitswalze 2 und somit wird die Axialbiegung dieser Arbeitswalze in ihren Endbereichen stark gesteuert, so daß die üblicherweise nicht ausgewalzten seitlichen Endbereiche des Flachguts auf effektive Weise gewalzt werden können, wodurch die Entstehung von Randunebenheiten an den seitlichen Endbereichen des Flachguts verhindert wird.On the other hand, the bending effect of the lower work roll 2 on the 4H side does not reach the center of the lower work roll 2 and thus the axial bending of this work roll is strongly controlled in its end regions so that the normally unrolled lateral end regions of the flat product can be rolled effectively, thereby preventing the formation of edge irregularities at the lateral end regions of the flat product.
Besonders die Einrichtungen zur Verringerung der Biegung 12, die als Walzenbiegeeinrichtungen an der Arbeitswalze 2 der 4H-Seite dienen, bewirken, daß die seitlichen Endbereiche der Arbeitswalze 2 in Richtung des Flachguts 6 gebogen und auf die Oberfläche des Flachguts gedrückt werden, so daß die nicht gewalzten seitlichen Endbereiche des Flachguts 6 erheblich verringert werden können, wodurch die Entstehung von Randunebenheiten verhindert wird (s. Fig. 11).In particular, the bend reducing devices 12, which serve as roll bending devices on the work roll 2 of the 4H side, cause the lateral end regions of the work roll 2 to be bent in the direction of the flat stock 6 and pressed onto the surface of the flat stock, so that the non-rolled lateral end regions of the flat stock 6 can be significantly reduced, thereby preventing the formation of edge unevenness (see Fig. 11).
In der vorgenannten Beschreibung des Walzgerüsts sind die Biegeeinrichtungen 10 der Arbeitswalze an der 6H-Seite und die Biegeeinrichtungen 13 der Zwischenwalze lediglich Einrichtungen zur Erhöhung der Biegung. Es muß jedoch nicht gesagt werden, daß bei großer Formsteuerung, z.B. bei großer Walzkraft oder großer Veränderung des Walzgutprofils, zur Erweiterung des Steuerbereichs der Biegung zusätzlich zu den Einrichtungen zur Erhöhung der Biegung Einrichtungen zur Verminderung der Biegung angeordnet sind, um mit den erwähnten Formstörungen fertig zu werden.In the above description of the rolling mill, the bending devices 10 of the work roll on the 6H side and the bending devices 13 of the intermediate roll are merely bending increasing devices. However, it goes without saying that when the shape control is large, e.g., when the rolling force is large or the rolling stock profile changes greatly, in order to expand the bending control range, bending reducing devices are arranged in addition to the bending increasing devices to cope with the above-mentioned shape disturbances.
Um den Effekt der vorliegenden Erfindung zu steigern, kann die effektive Ballenlänge der Stützwalze 3 an der 6H-Seite kleiner als die maximale Breite des Flachguts 6 gemacht werden, wie dies in den Fig. 4, 5A und 5B gezeigt ist. Wenn die effektive Ballenlänge der Stützwalze 4 der 4H-Seite durch L, die maximale Flachgutbreite durch Bmax und die effektive Ballenlänge der Stützwalze 3 der 6H-Seite durch l ausgedrückt wird, sind sie mit anderen Worten in einer Beziehung L > Bmax > l angeordnet, wie dies in Fig. 5B gezeigt ist. Wenn die Stützwalze 4 eine hohe Walzenballigkeit aufweist, können die Biegeeffekte der Arbeitswalze 1 der 6H- Seite und der Zwischenwalze 5 alternativ dazu ohne Veränderung des Steuergrades der Arbeitswalze 1 und der Zwischenwalze 5 verbessert werden, wie dies in Fig. 5A gezeigt ist.In order to enhance the effect of the present invention, the effective crown length of the 6H-side backup roll 3 may be made smaller than the maximum width of the sheet 6, as shown in Figs. 4, 5A and 5B. In other words, when the effective crown length of the 4H-side backup roll 4 is expressed by L, the maximum sheet width by Bmax and the effective crown length of the 6H-side backup roll 3 is expressed by l, they are arranged in a relationship of L > Bmax > l as shown in Fig. 5B. When the backup roll 4 has a high roll crown, Alternatively, the bending effects of the 6H-side work roll 1 and the intermediate roll 5 can be improved without changing the control degree of the work roll 1 and the intermediate roll 5, as shown in Fig. 5A.
Wenn die effektive Ballenlänge der Stützwalze der 6H-Seite kleiner gemacht wird als die der Zwischenwalze oder wenn die Zwischenwalze mit einem Hub von etwa ± 10 mm hin- undherbewegt wird im Falle des Fünf-Walzengerüsts mit der Stützwalze an der 6H-Seite, die beim Walzen mit einer großen Walzkraft mit einer relativ großen Walzenballigkeit versehen ist, kann verhindert werden, daß die durch die Schultern der Stützwalze verursachten Störungen auf dem Flachgut verbleiben.If the effective barrel length of the 6H-side backup roll is made smaller than that of the intermediate roll or if the intermediate roll is reciprocated with a stroke of about ± 10 mm in the case of the five-high mill with the 6H-side backup roll provided with a relatively large roll crown when rolling with a large rolling force, the disturbances caused by the shoulders of the backup roll can be prevented from remaining on the flat stock.
Wenn die Ballenlänge der Zwischenwalze 5 ferner größer als die maximale Flachgutbreite Bmax des Flachguts 6 ist und die die Zwischenwalze 5 unmittelbar abstützende Stützwalze 3 sich über eine Entfernung in Kontakt mit der Zwischenwalze 5 befindet, die größer als die minimale Breite Bmin des Flachguts und kleiner als die maximale Breite Bmax ist, kann der Biegeeffekt der Arbeitswalze und der Zwischenwalze ohne Veränderung der Steuergrade weiter vergrößert werden.Furthermore, if the barrel length of the intermediate roll 5 is greater than the maximum flat material width Bmax of the flat material 6 and the support roll 3 directly supporting the intermediate roll 5 is in contact with the intermediate roll 5 over a distance that is greater than the minimum width Bmin of the flat material and smaller than the maximum width Bmax, the bending effect of the work roll and the intermediate roll can be further increased without changing the control degrees.
Das Walzgerüst kann auch wie folgt beschrieben werden. Ein Mehrfach-Walzengerüst besteht aus der oberen und unteren Arbeitswalze 1 und 2 mit im wesentlichen demselben Durchmesser und ferner einer bestimmten Anzahl von Stützwalzen und einer unterschiedlichen Anzahl von Stützwalzen zur entsprechenden Abstützung dieser Arbeitswalzen 1 und 2, so daß der obere Bereich und der untere Bereich des Walzgerüsts bezüglich des Flachguts Walzensätze in unterschiedlicher Anzahl aufweist. Die Walzenbiegeeinrichtungen 13 sind an der Stützwalze 5 angeordnet, die die Arbeitswalze 1 in dem Walzensatz mit der größeren Anzahl an Walzen direkt abstützt, und die oberen und unteren Walzensätze sind mit unterschiedlichen Steuergraden angeordnet, wobei jeder einen Änderungsgrad in dem Walzgutprofil des Flachguts angibt, der durch die Walzenbiegeeinrichtung 13 gesteuert werden kann. Die Walzenbiegeeinrichtungen 10 und 11 sind an den entsprechenden Arbeitswalzen 1 und 2 des oberen und unteren Walzensatzes angeordnet, um die Steuergrade der Balligkeit des Flachguts für die oberen und unteren Arbeitswalzen unterschiedlich zu gestalten, die durch die entsprechenden Walzenbiegeeinrichtungen 10 und 11 gesteuert werden können. Was die Steuerordnung dieser Walzenbiegeeinrichtungen 13, 10 und 11 anbelangt, werden die Stützwalze 5 in einem der Walzensätze mit der größeren Anzahl an Walzen, die Arbeitswalze 1 in diesem Walzensatz und die Arbeitswalze 2 in dem anderen Walzensatz mit graduell vergrößerten Werten der Steuergrade gesteuert.The rolling mill can also be described as follows. A multiple rolling mill consists of the upper and lower working rolls 1 and 2 with substantially the same diameter and further a certain number of backup rolls and a different number of backup rolls for supporting these working rolls 1 and 2 accordingly, so that the upper area and the lower area of the rolling mill have different numbers of roll sets with respect to the flat material. The roll bending devices 13 are arranged on the backup roll 5 which directly supports the working roll 1 in the roll set with the larger number of rolls, and the upper and lower roll sets are arranged with different control degrees, each indicating a degree of change in the rolled profile of the sheet, which can be controlled by the roll bending device 13. The roll bending devices 10 and 11 are arranged on the corresponding work rolls 1 and 2 of the upper and lower roll sets to make the control degrees of the crown of the sheet different for the upper and lower work rolls, which can be controlled by the corresponding roll bending devices 10 and 11. As for the control order of these roll bending devices 13, 10 and 11, the backup roll 5 in one of the roll sets with the larger number of rolls, the work roll 1 in this roll set and the work roll 2 in the other roll set are controlled with gradually increased values of the control degrees.
Aus Tabelle 1 geht hervor, daß der Steuergrad der Walzenbiegeeinrichtungen für die Stützwalze 5 in dem Walzensatz mit der größeren Anzahl an Walzen einen Wert aufweist, der in der Nähe von 2 aber nicht höher liegt, z.B. 1,8. Der Steuergrad der Biegeeinrichtungen für die Arbeitswalzen 1 in diesem Walzensatz hat einen Wert in der Nähe von 2 und nicht darunter, z.B. 2,2. Der Steuergrad der Biegeeinrichtungen für die Arbeitswalze 2 in dem anderen Walzensatz mit der kleineren Anzahl an Walzen weist einen Wert auf, der in der Nähe von 3 liegt jedoch nicht darüber, z.B. bei 2,8. Das erfindungsgemäße Walzgerüst benötigt drei Arten von Steuereinrichtungen, die voneinander verschiedene Steuergrade aufweisen.From Table 1 it can be seen that the control degree of the roll bending devices for the backup roll 5 in the roll set with the larger number of rolls has a value that is close to 2 but not higher, e.g. 1.8. The control degree of the bending devices for the work rolls 1 in this roll set has a value that is close to 2 and not lower, e.g. 2.2. The control degree of the bending devices for the work roll 2 in the other roll set with the smaller number of rolls has a value that is close to 3 but not higher, e.g. 2.8. The rolling mill according to the invention requires three types of control devices that have different control degrees from one another.
Eine weitere Ausführung zur Verbesserung der Walzenbiegeeffekte des Walzgerüstes ist in den Fig. 6 und 7 gezeigt, bei der die Ballenlänge der Zwischenwalze 5 der 6H-Seite möglichst klein ausgeführt ist, in einem Bereich, der größer als die maximale Breite des Flachguts 6 ist. Wenn die Zwischenwalze 5 eine kleine Ballenlänge aufweist, befinden sich ihre Endbereiche nicht in Kontakt mit der Stützwalze 3 mit dem großen Durchmesser und folglich wird nicht nur die Wirkung der Biegeeinrichtung für die Zwischenwalze 5 der 6H-Seite sondern auch die Wirkung der Biegeeinrichtung für die obere Arbeitswalze 1 verbessert. Der Grund dafür, daß die Ballenlänge der Zwischenwalze bei dieser Ausführung größer ist als die maximale Flachgutbreite liegt darin, daß sich die Oberflächenrauhigkeit eines in Kontakt mit der Zwischenwalze befindlichen Teils der Arbeitswalze von der eines nicht in Kontakt mit dieser befindlichen Teils unterscheidet, wenn die Ballenlänge der Zwischenwalze kleiner als die maximale Flachgutbreite ist. Als Folge davon wird die Rauhigkeit der Flachgutoberfläche verändert, wodurch die Oberflächenqualität des Flachguts verschlechtert wird. Dies tritt besonders dann auf, wenn die Arbeitswalze eine matte Walze ist.A further embodiment for improving the roll bending effects of the rolling stand is shown in Fig. 6 and 7, in which the barrel length of the intermediate roll 5 of the 6H side is made as small as possible, in a range that is larger than the maximum width of the sheet 6. When the intermediate roll 5 has a small barrel length, its end portions are not in contact with the large diameter backup roll 3, and thus not only the effect of the bending device for the 6H side intermediate roll 5 but also the effect of the bending device for the upper work roll 1 is improved. The reason why the barrel length of the intermediate roll is longer than the maximum sheet width in this embodiment is that when the barrel length of the intermediate roll is smaller than the maximum sheet width, the surface roughness of a part of the work roll in contact with the intermediate roll differs from that of a part not in contact with the intermediate roll. As a result, the roughness of the sheet surface is changed, thereby deteriorating the surface quality of the sheet. This occurs particularly when the work roll is a matte roll.
Auf diese Weise ist das Fünf-Walzengerüst sowohl mit den Eigenschaften eines Sechs-Walzengerüsts ausgestattet, bei dem die Walzenbiegewirkung auch die Mitte des Flachgutes erreichen kann, als auch mit den Eigenschaften eines Vier- Walzengerüsts, bei dem die Walzenbiegewirkung an den seitlichen Endbereichen des Flachguts erzeugt werden kann. Somit kann ein Mehrfach-Walzengerüst geschaffen werden, bei dem eine mehrfache Biegesteuerung der Arbeitswalzen, eine effiziente Steuerung der Form des Flachguts und eine Vermeidung von Kantenunebenheiten möglich ist.In this way, the five-roll stand is equipped with both the characteristics of a six-roll stand, in which the roll bending effect can also reach the center of the flat material, and the characteristics of a four-roll stand, in which the roll bending effect can be generated at the lateral end areas of the flat material. In this way, a multiple-roll stand can be created in which multiple bending control of the work rolls, efficient control of the shape of the flat material and avoidance of edge unevenness are possible.
Ein Walzverfahren eines Mehrfach-Walzengerüsts gemäß der Erfindung wird im folgenden erläutert.A rolling method of a multiple roll stand according to the invention is explained below.
Bei diesem Walzverfahren wird ein Mehrfach-Walzengerüst mit oberen und unteren Arbeitswalzen 1 und 2 von im wesentlichen gleichem Durchmesser, oberen und unteren Stützwalzen 3 und 4 zum Abstützen dieser Arbeitswalzen 1 und 2, und einer zwischen entweder der oberen oder unteren Arbeitswalze 1, 2 und der zugehörigen Stützwalze 3, 4 angeordneten Zwischenwalze 5 verwendet. Die an der Zwischenwalze 5 angeordneten Walzenbiegeeinrichtungen 13 und die Walzenbiegeeinrichtungen 10 an der Arbeitswalze des Walzensatzes, in dem die Zwischenwalze angeordnet ist, werden beide zur Steuerung der zusammengesetzten Balligkeit des Flachguts 6 in seiner gesamten Breite aktiviert und die Walzenbiegeeinrichtungen 11, die an der unmittelbar von der zugehörigen Stützwalze angeordneten anderen Arbeitswalze angeordnet sind, werden zur Steuerung der Balligkeit der seitlichen Endbereiche des Flachguts 6 aktiviert. Auf diese Weise ist das Walzverfahren zur Durchführung sowohl der zusammengesetzten Formsteuerung des Walzguts als auch zur Steuerung der Breiten der nicht ausgewalzten seitlichen Endbereiche des Walzguts ausgebildet. Durch geeignete Kombination der Wirkungen der Biegevorgänge mit unterschiedlichen Steuereigenschaften, z.B. der Wirkung der Biegung der Zwischenwalze, die die Biegungssteuerung über der gesamten Länge der Walze ermöglicht, und die Wirkung der Biegung der Arbeitswalze in dem Walzensatz mit der Zwischenwalze, die die Biegungssteuerung in der Nähe der Walzenendbereiche ermöglicht, kann die Flachgutdicke über der gesamten Breite in gewünschter Weise gesteuert werden. Es ist daher möglich, ein Walzverfahren zu schaffen, das die zusammengesetzte Formsteuerung des Flachguts selbst dann ermöglicht, wenn das Walzen mit geringer Stichabnahme durchgeführt wird. Infolge der Biegewirkung der direkt von den zugehörigen Stützwalze abgestützten Arbeitswalze werden die Endbereiche dieser Arbeitswalze erheblich gebogen, um auf effektive Weise die Dicke der seitlichen Endbereiche des Flachguts 6 zu steuern und die Breiten der nicht gewalzten Bereiche zu verringern. Es ist folglich möglich, ein Walzverfahren zu schaffen, bei dem die Bildung von Randunebenheiten an den seitlichen Endbereichen des Flachguts ausreichend verhindert werden kann.In this rolling process, a multiple roll stand with upper and lower work rolls 1 and 2 of essentially same diameter, upper and lower support rolls 3 and 4 for supporting these work rolls 1 and 2, and an intermediate roll 5 arranged between either the upper or lower work roll 1, 2 and the associated support roll 3, 4. The roll benders 13 arranged on the intermediate roll 5 and the roll benders 10 on the work roll of the roll set in which the intermediate roll is arranged are both activated to control the composite crown of the flat stock 6 over its entire width, and the roll benders 11 arranged on the other work roll arranged immediately from the associated support roll are activated to control the crown of the lateral end portions of the flat stock 6. In this way, the rolling method is designed to carry out both the composite shape control of the rolled stock and to control the widths of the unrolled lateral end portions of the rolled stock. By suitably combining the effects of the bending operations with different control properties, e.g. the effect of the bending of the intermediate roll, which enables bending control over the entire length of the roll, and the effect of the bending of the work roll in the roll set with the intermediate roll, which enables bending control near the roll end regions, the sheet thickness can be controlled as desired over the entire width. It is therefore possible to provide a rolling method that enables the composite shape control of the sheet even when rolling is carried out with a small pass reduction. As a result of the bending action of the work roll directly supported by the associated support roll, the end regions of this work roll are significantly bent in order to effectively control the thickness of the lateral end regions of the sheet 6 and to reduce the widths of the non-rolled regions. It is therefore possible to provide a rolling method in which which can adequately prevent the formation of edge irregularities at the lateral end areas of the flat goods.
Obwohl sich die vorstehende Beschreibung auf ein Skin-pass- Walzgerüst bezieht, ist es auch bei einem Walzgerüst mit geringer Walzkraft für Materialien wie z.B. Kupfer und Aluminium mit Ausnahme von Eisen erwünscht, daß die zusammengesetzte Formsteuerung über einen großen Bereich durchgeführt werden kann.Although the above description refers to a skin-pass rolling mill, even in a rolling mill with a low rolling force for materials such as copper and aluminum excluding iron, it is desirable that the composite shape control can be carried out over a wide range.
Die vorliegende Erfindung ermöglicht ein Walzverfahren mit einer hervorragenden zusammengesetzten Formsteuerung zur erheblichen Verbesserung der Oberflächenqualität des Flachguts und verringert die nicht gewalzten Bereiche in der Nähe der Bandränder zur Verhinderung der Erzeugung von Kantenunebenheiten, wodurch eine große Wirkung erzielt wird.The present invention enables a rolling process with an excellent composite shape control to significantly improve the surface quality of the flat stock and reduces the unrolled areas near the strip edges to prevent the generation of edge asperities, thereby achieving a great effect.
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