Effects of roll crossing on the rolling process in four-high mills

摘要

Roll crossing can be utilized as a method for profile and flatness control in a rolling mill. The estimation of the profile adjusting range by calculating the elastic roll-gap deflection reveals that roll crossing has a similar effect on the profile as positive bending. Under the assumptions made in the calculations roll crossing is an effective method as profile and crown actuator. Furthermore the effect of roll crossing on the flatness is qualitatively confirmed by rolling trials. Beyond the investigation of the effectiveness of roll crossing as profile and flatness actuator a 3-dimensional finite element simulation of the material flow in the roll gap was done. The results of these simulations, which were confirmed by rolling trials as well, showed that the rolled specimen warps out of the passline due to the crossing of the work rolls whereas the influence of roll crossing on the distribution of local plastomechanical values is negligible. Force components in axial direction are induced by crossing the rolls, which have to be compensated by additional bearings. For the determination of the amount of axial forces rolling trials on a laboratory four-high mill were carried out.%Das Walzenschränken kann eingesetzt werden, um über eine zusätzliche Stellmöglichkeit zur Beeinflussung von Profil und Planheit zu verfügen. Die Abschätzung des Profilstellbereiches durch die Berechnungen der elastischen Deformation des Walzspaltes hat gezeigt, daß unter den der Rechnung zugrunde gelegten Annahmen der Einsatz des Walzenschränkens als Verfahren zur Planheits- und Profilbeeinflussung sinnvoll erscheint. Die Auswirkungen des Stellgliedes Schränken auf die Planheit wurden darüber hinaus durch Walzversuche qualitativ bestätigt. Neben den Stellmöglichkeiten zur Beeinflussung von Profil und Planheit wurde mit der Finite-Elemente-Methode der Stofffluß des Bandes bei geschränkten Walzen berechnet. Die Ergebnisse dieser Berechnungen, die durch Walzversuche bestätigt wurden, zeigen, daß durch das Schränken der Walzen das Band beim Austritt aus dem Walzspalt aus der Walzebene in Form einer Schraube herausgedreht wird, während der Einfluß des Schränkens auf die Verteilung lokaler plastomechanischer Größen gering ist. Durch das Schränken der Walzen kommt es zum Aufbau axialer Kraftkomponenten, die durch geeignete Lagerungen aufgenommen werden müssen. Zur Bestimmung der Axialkräfte wurden Walzversuche an einem Quarto-Versuchswalzwerk durchgeführt.