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Dokumentenidentifikation DE4134599C1 25.02.1993
Titel Warmwalzverfahren und Warmwalzwerk für Metallband
Anmelder Thyssen Stahl AG, 4100 Duisburg, DE
Erfinder Wolpert, Waldemar, Dipl.-Ing.;
Möhlenkamp, Manfred, Dipl.-Ing.;
Heymann, Friedrich, Dipl.-Ing., 4220 Dinslaken, DE;
Pietzko, Günter, Dipl.-Ing., 4300 Essen, DE
Vertreter Cohausz, W., Dipl.-Ing.; Knauf, R., Dipl.-Ing.; Cohausz, H., Dipl.-Ing.; Werner, D., Dipl.-Ing. Dr.-Ing.; Redies, B., Dipl.-Chem. Dr.rer.nat.; Schippan, R., Dipl.-Ing. Dr.-Ing., Pat.-Anwälte, 4000 Düsseldorf
DE-Anmeldedatum 18.10.1991
DE-Aktenzeichen 4134599
Veröffentlichungstag der Patenterteilung 25.02.1993
Veröffentlichungstag im Patentblatt 25.02.1993
IPC-Hauptklasse B21B 27/10
Zusammenfassung Die Erfindung bezieht sich auf ein Warmwalzverfahren und ein Warmwalzwerk für Metallband 5 aus einem oder mehreren Walzgerüsten mit Arbeitswalzen 1, 2. Zur Vermeidung von Oberflächenfehlern auf den Arbeitswalzen 1, 2 wird eine Kühlflüssigkeit in einem schmalen sich unmittelbar vor dem Walzspalt erstreckenden Bereich aufgesprüht und dabei sowohl die Mäntel der Arbeitswalzen 1, 2 als auch das Metallband 5 beaufschlagt. Dabei wird die Temperatur an der Oberfläche der Mäntel der Arbeitswalzen 1, 2 so eingestellt, daß mindestens unmittelbar vor dem Walzspalt eine Temperatur erreicht wird, die unter der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit liegt.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Warmwalzverfahren und ein Warmwalzwerk gemäß Anspruch 1 und 6.

Beim Warmwalzen von Metallband in einem aus einem oder mehreren Walzgerüsten bestehenden Walzwerk verformen sich die Arbeitswalzen infolge von Erwärmung in einem solchen Maß, daß mit ihnen ebene Bänder nicht mehr gewalzt werden können. Um dieser Verformung entgegenzuwirken, ist es bekannt (DE-C2 26 52 845), die Arbeitswalzen durch direktes Aufsprühen von Kühlflüssigkeit auf deren Mäntel zu kühlen. Dieses Aufsprühen geschieht primär auf der Auslaufseite der Walzgerüste, wobei an den Arbeitswalzen, insbesondere auf der Zulaufseite der Gerüste wenn das Aufsprühen der Kühlflüssigkeit auch auf dieser Seite erfolgt, Abstreifer angestellt sind, die verhindern sollen, daß die Kühlflüssigkeit mit dem warmen einlaufenden Metallband in Berührung kommt.

Darüber hinaus ist es bekannt, sowohl auf der Zulaufseite als auch auf der Auslaufseite der Walzgerüste die Arbeitswalzen durch Aufsprühen von Kühlflüssigkeit ausschließlich und unmittelbar auf die Mäntel der Arbeitswalzen zu kühlen (EP-B1 01 91 199). In diesem Fall fehlen auf der Zulaufseite an die Arbeitswalzen angestellte Abstreifer, so daß die Kühlflüssigkeit durch die Walzendrehung in den Walzspalt und damit über die Breite des einlaufenden Metallbandes ungleichmäßig verteilt mit dem Metallband vor Eintritt in den Walzspalt in Kontakt gelangen kann. Dies führt aufgrund der nicht gesteuerten bzw. geregelten und damit nicht gleichmäßigen Abkühlung des Bandes über seine Breite zur Ausbildung unerwünschter Streifen (sog. "Kühlstreifen") auf den Metallbandoberflächen, die in jedem Fall aus Qualitätsgründen zu vermeiden sind. Zwar hat die Praxis gezeigt, daß es mit dieser Art der Walzenkühlung möglich ist, einer Verformung der Arbeitswalzen entgegenzuwirken; es treten jedoch an den Oberflächen der Arbeitswalzen auch bei Anwendung dieses Verfahrens nach wie vor Oberflächenfehler in Form von umlaufenden Schälstellen (Abtragungen) auf, die wie die Ausbildung der Streifen ebenfalls nachteilig für die Oberflächenqualität der zu walzenden Metallbänder sind.

Schließlich ist noch bekannt, nicht nur die Mäntel der Arbeitswalzen, sondern auch das Band mit Kühlflüssigkeit zu beaufschlagen (EP-B1 01 38 503). Wie dabei die gleichzeitige Beaufschlagung des Metallbandes und der Arbeitswalzenoberflächen, insbesondere auf der Zulaufseite, im einzelnen verwirklicht werden soll, ist diesem vorbekannten Stand der Technik jedoch nicht zu entnehmen. Im Ausführungsbeispiel sind lediglich auf der Auslaufseite des Walzgerüstes den Arbeitswalzen Sprühdüsen zugeordnet.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Warmwalzverfahren und ein Warmwalzwerk für Metallband zu schaffen, mit dem es möglich ist, Metallbänder ohne durch auf den Oberflächen der Arbeitswalzen auftretende Fehler (Schälstellen bzw. Abtragungen) bedingte Oberflächenfehler zu walzen.

Bei der verfahrensmäßigen Lösung dieser Aufgabe geht die Erfindung von einem Verfahren zum Warmwalzen von Metallband in einem oder mehreren Stichen aus, wobei dieses auf der Zulaufseite und gegebenenfalls auf der Auslaufseite des bzw. der Walzgerüste zusammen mit den Arbeitswalzen durch Aufsprühen einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird. Die erfindungsgemäße Lösung besteht dabei darin, daß das Aufsprühen von Kühlflüssigkeit auf der Zulaufseite in einem sich über die gesamte Breite des Metallbandes möglichst nah vor dem Walzspalt erstreckenden Bereich auf das Metallband und auf die Mäntel der Arbeitswalzen erfolgt, derart, daß die Temperatur an der Oberfläche der Mäntel der Arbeitswalzen unmittelbar vor dem Walzspalt unterhalb der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit liegt.

Vorrichtungsmäßig wird bei der Lösung dieser Aufgabe von einem Warmwalzwerk für Metallbänder aus einem oder mehreren Arbeitswalzen umfassenden Walzgerüsten ausgegangen mit den Arbeitswalzen mindestens auf deren Zulaufseite zugeordneten Sprühdüsen für eine Kühlflüssigkeit. Die erfindungsgemäße Lösung besteht dabei darin, daß die auf der Zulaufseite angeordneten Sprühdüsen auf bzw. in den Walzspalt gerichtet sind, derart, daß die Mäntel der Arbeitswalzen und das Metallband in einem sich über die gesamte Breite des zu walzenden Metallbandes möglichst nah vor dem Walzspalt erstreckenden Bereich mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden.

Mit der Erfindung wird die Kühlung von Arbeitswalzen in Warmwalzwerken optimal genutzt, um die Mäntel der Arbeitswalzen auf einer Temperatur zu halten, die für eine Verformung der Mäntel unkritisch ist. Da jedoch nicht nur die Mäntel der Arbeitswalzen gezielt mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden, sondern auch die den Arbeitswalzen zugekehrten Seiten des einlaufenden warmen Metallbandes, schützt die auf das Metallband aufgesprühte Kühlflüssigkeit die Mäntel der Arbeitswalzen vor der Strahlungswärme des Metallbandes. Eine Wiedererwärmung der bereits abgekühlten Oberflächen der Arbeitswalzen kurz vor Eintritt in den Walzspalt, wie dies nach dem aus der DE-C2 26 52 845 bekannten Verfahren mit Abstreifern auf der Zulaufseite geschieht, findet damit nicht statt.

Da darüber hinaus das Aufsprühen der Kühlflüssigkeit auf das Metallband auf einen unmittelbar vor dem Walzspalt befindlichen Bereich beschränkt wird, wird das Metallband auf beiden Seiten nur in einer sehr dünnen äußeren Zone abgekühlt, so daß dies für die anschließende Verformung zwischen den Arbeitswalzen unkritisch ist. Eine für den Walzschritt bzw. die Verformung nachteilige Abkühlung des Metallbandes über die Banddicke wird in jedem Fall vermieden.

Die Kühlflüssigkeit besteht vorzugsweise überwiegend aus Wasser. Dabei können dem Wasser übliche Schmiermittel zugesetzt sein. Die Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit hängt somit von der Art und Zusammensetzung der Kühlflüssigkeit ab. Es sollte eine solche Kühlflüssigkeit verwendet werden, mit der die Oberflächentemperatur der Arbeitswalzen unterhalb einer Temperatur von 90°C bis 110°C gehalten wird. Vorzugsweise sollte die Oberflächentemperatur auf einem Wert von < 75°C, insbesondere < 50°C gebracht und gehalten werden. Der mit Kühlflüssigkeit beaufschlagte, bis in den Walzspalt reichende Bereich sollte in Walzrichtung eine maximale Breite von 800 mm, vorzugsweise von weniger als 500 mm haben.

Die Kühlintensität der aufgesprühten Kühlflüssigkeit ist nach einer Ausgestaltung der Erfindung dann besonders groß, wenn die Sprühdüsen mit ihren Kernstrahlen auf die Mäntel der Arbeitswalzen gerichtet sind. In diesem Fall trifft die Kühlflüssigkeit primär zunächst auf die Mäntel auf und wird in den Walzspalt und auf das Metallband abgelenkt. Dadurch werden für eine gleichmäßige Kühlung des Metallbandes günstige Turbulenzen erzeugt, so daß sich auf den Metallbandoberflächen keine für die Bandqualität nachteiligen Streifen ausbilden können bzw. diese vermieden werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert, die schematisch in Seitenansicht einen Schnitt durch ein Walzgerüst eines Warmwalzwerkes zeigt.

Das Walzgerüst weist eine untere und eine obere Arbeitswalze 1, 2 sowie diese abstützende Stützwalzen 3, 4 auf. In diesem Walzgerüst wird ein einlaufendes warmes Metallband 5, insbesondere Stahlband, mit einer Dicke D auf eine Dicke d reduziert. Auf der Zulaufseite des Metallbandes 5 und auf der Auslaufseite sind über die gesamte Breite des Metallbandes verteilt Sprühdüsen 6, 7, 8, 9 für eine Kühlflüssigkeit angeordnet. Während die auslaufseitigen Sprühdüsen 8, 9 auf die Mäntel der Arbeitswalzen 1, 2 gerichtet sind, sind die zulaufseitigen Sprühdüsen 6, 7 im wesentlichen auf bzw. in den Walzspalt gerichtet.

Zumindest die zulaufseitigen Sprühdüsen 6, 7 sind als Flachstrahldüsen ausgebildet, deren Sprühkegel mit einem Winkeln in den Randbereichen derart überlappen, so daß schon dadurch eine gleichmäßige Kühlung über die Breite des Metallbandes 5 erreicht wird. Während die Kernstrahlen 10 der unteren Sprühdüsen 6 exakt in den Walzspalt gerichtet sind, sind die Kernstrahlen 11 der Sprühdüsen 7 gegenüber der Strahlrichtung in den Walzspalt um einen Winkel α abgelenkt, so daß sie schräg auf den Mantel der Arbeitswalze 2 treffen und hier in Richtung des Bandes 5 abgelenkt werden. Diese zweite Einstellung der Kernstrahlen 11 ist bevorzugt, weil es dadurch zu größeren Turbulenzen der Kühlflüssigkeit kommt und der vom Sprühkegel mit einem Öffnungswinkel β erfaßte Bereich auf dem Metallband 5 eine kleinere Breite a hat als die Breite a&min; des Sprühkegels mit den exakt in den Walzspalt gerichteten Kernstrahlen 10. Darüber hinaus bewirkt diese zweite Einstellung insbesondere eine gleichmäßige Kühlung des Metallbandes in den Bereichen mit der Breite a und a&min;.

Den Mänteln der Arbeitswalzen 1, 2 sind Temperaturfühler 12, 13 zugeordnet. Mit ihnen läßt sich die Oberflächentemperatur der Mäntel feststellen, um das aufzusprühende Kühlmittel bezüglich Temperatur und Volumen derart einzustellen, daß die Mäntel der Arbeitswalzen 1, 2 mindestens unmittelbar vor dem Walzspalt eine Temperatur an der Oberfläche haben, die unterhalb der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit liegt. Für diese Bemessung können weitere Einflußgrößen, wie die Durchlaufgeschwindigkeit des Metallbandes 5 und gegebenenfalls die Oberflächentemperatur des Metallbandes 5 berücksichtigt werden, die durch weitere Fühler 14, 15 festgestellt werden können.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zum Warmwalzen von Metallband in einem oder mehreren Stichen, wobei es auf der Zulaufseite und gegebenenfalls der Auslaufseite des bzw. der Walzgerüste zusammen mit deren Arbeitswalzen durch Aufsprühen einer Kühlflüssigkeit gekühlt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufsprühen von Kühlflüssigkeit auf der Zulaufseite in einem sich über die gesamte Breite des Metallbandes möglichst nah vor dem Walzspalt erstreckenden Bereich auf das Metallband und auf die Mäntel der Arbeitswalzen erfolgt, derart, daß die Temperatur an der Oberfläche der Mäntel der Arbeitswalzen unmittelbar vor dem Walzspalt unterhalb der Siedetemperatur der Kühlflüssigkeit liegt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit überwiegend aus Wasser besteht.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur an der Oberfläche der Mäntel der Arbeitswalzen auf unter 90°C bis 110°C gebracht und gehalten wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur auf einem Wert unter 75°C, insbesondere unter 50°C gehalten wird.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der bis in den Walzspalt reichende Bereich auf dem Metallband eine maximale Breite (a, a&min;) von 800 mm, vorzugsweise von weniger als 500 mm, hat.
  6. 6. Warmwalzwerk für Metallbänder (5) aus einem oder mehreren Arbeitswalzen (1, 2) umfassenden Walzgerüsten mit den Arbeitswalzen (1, 2) mindestens auf deren Zulaufseite zugeordneten Sprühdüsen (6, 7) für eine Kühlflüssigkeit, zur Verwendung bei einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die auf der Zulaufseite angeordneten Sprühdüsen (6, 7) auf bzw. in den Walzspalt gerichtet sind, derart, daß die Mäntel der Arbeitswalzen (1, 2) und das Metallband (5) in einem sich auf die gesamte Breite des zu walzenden Metallbandes (5) möglichst nah vor dem Walzspalt erstreckenden Bereich mit Kühlflüssigkeit beaufschlagt werden.
  7. 7. Warmwalzwerk nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sprühdüsen (7) mit ihren Kernstrahlen (11) auf die Mäntel der Arbeitswalzen (2) gerichtet sind.






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