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Dokumentenidentifikation DE19744504A1 22.04.1999
Titel Walzverfahren für Bandmaterial in einer Walzstraße und Walzstraße für Bandmaterial
Anmelder SMS Schloemann-Siemag AG, 40237 Düsseldorf, DE
Erfinder Wolters, Hermann, 57271 Hilchenbach, DE
Vertreter Hemmerich, Müller & Partner, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 09.10.1997
DE-Aktenzeichen 19744504
Offenlegungstag 22.04.1999
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.04.1999
IPC-Hauptklasse B21B 1/22
IPC-Nebenklasse B21B 13/00   B21B 37/00   
Zusammenfassung Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für Bandmaterial (4) in einer Walzstraße (8), wobei die Walzstraße (8) mindestens ein Stauchgerüst (7) und ein dem Stauchgerüst (7) in einem Walzgerüstabstand (dw) nachgeschaltetes Walzgerüst (9) aufweist, wobei das Bandmaterial (4) einen Bandanfang (40) mit einer Bandanfangslänge (da), eine Bandmitte (41) und ein Bandende (42) mit einer Bandendelänge (de) aufweist, wobei das Bandmaterial (4) in dem Stauchgerüst (7) gestaucht wird und nach dem Verlassen der Walzstraße (8) eine Bandistbreite (di) aufweist. Um das Breitenübermaß des Bandmaterials (4) an jeder Stelle so gering wie möglich zu halten und um insbesondere sogenannte "Hochgeher" in den seitlichen Führungen der Walzstraße (8), dem Aufhaspel sowie eventuellen weiterverarbeitenden Anlagen zu vermeiden, ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß der Bandanfang (40) und das Bandende (42) stärker gestaucht werden als die Bandmitte (41). Die vorliegende Erfindung betrifft ferner die zu dem erfindungsgemäßen Walzverfahren korrespondierende Walzstraße (8).

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für Bandmaterial in einer Walzstraße, wobei die Walzstraße mindestens ein Stauchgerüst und ein dem Stauchgerüst in einem Walzgerüstabstand nachgeschaltetes Walzgerüst aufweist, wobei das Bandmaterial einen Bandanfang mit einer Bandanfangslänge, eine Bandmitte und ein Bandende mit einer Bandendelänge aufweist, wobei das Bandmaterial in dem Stauchgerüst ges taucht wird und nach dem Verlassen der Walzstraße eine Bandistbreite aufweist, sowie eine Walzstraße für Bandmaterial, mit mindestens einem Stauchgerüst und einem dem Stauchgerüst in einem Walzgerüstabstand nachgeschalteten Walzgerüst.

Beim Walzen von Metallbändern in Walzstraßen darf die Breite des fertigen Bandes an keiner Stelle unterhalb der Nennbreite liegen, da dies zu Ausschuß führen würde. Daher wird das zu walzende Bandmaterial derart gewalzt, daß die Breite des fertigen Bandes einige Millimeter über der Nennbreite liegt. Der Abnehmer des Bandes muß dieses Breitenübermaß, da es zusätzliches Gewicht bedeutet, mitbezahlen. Es ist daher ein allgemeines Ziel der Erfindung, das Breitenübermaß des Bandes an jeder Stelle so gering wie möglich zu halten.

Es ist schon bekannt, stranggegossene Vorbänder vor dem Walzen in dem ersten Gerüst der Walzstraße an den Kanten zu stauchen, um die Gefahr des Auftretens von Bandrissen im Kantenbereich des Bandmaterials zu vermeiden.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein verbessertes Verfahren für dieses Stauchen und die zugehörige Walzstraße zur Verfügung zu stellen. Die Erfindung beruht dabei auf der Erkenntnis, daß sich das Bandmaterial beim Walzen verbreitert und daß aufgrund der freien Breitung und des am Bandanfang und am Bandende fehlenden Zuges die Breitenzunahme dort am größten ist.

Die Aufgabe wird für das Walzverfahren dadurch gelöst, daß der Bandanfang und das Bandende stärker ges taucht werden als die Bandmitte. Die Bandanfangslänge und die Bandendelänge sind dabei in etwa mindestens gleich der Bandbreite, maximal dem Walzgerüstabstand.

Für die Walzstraße wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die Walzstraße einen Banddetektor aufweist, der in einem Banddetektorabstand vor dem Stauchgerüst angeordnet ist, wobei der Banddetektorabstand in etwa so groß ist wie der Walzgerüstabstand, und daß der Banddetektor mit einem Materialverfolgungssystem verbunden ist. Der Banddetektor ermöglicht dann im Zusammenwirken mit dem an sich bekannten Materialverfolgungssystem, den Stauchgerüstwalzspalt zur richtigen Zeit so zu verstellen, daß der Bandanfang und das Bandende stärker gestaucht werden als die Bandmitte.

Wenn bei dem Walzverfahren die Bandistbreite erfaßt und mit einer Bandsollbreite verglichen wird und aus der Differenz von Bandistbreite und Bandsollbreite ein Stauchgradkorrekturwert für das Stauchgerüst ermittelt wird, läßt sich die Breite des fertigen Bandes weiter der Nennbreite annähern.

Hierzu korrespondierend weist die Walzstraße vorzugsweise einen hinter der Walzstraße angeordneten Bandbreitendetektor auf, der mit einem Stauchgerüstregler verbunden ist, wobei dem Stauchgerüstregler eine Bandsollbreite zugeführt ist und der Stauchgerüstregler mit einer Verstelleinrichtung für das Stauchgerüst verbunden ist.

Um die Breite des fertigen Bandes noch weiter der Nennbreite annähern, wird bei dem Walzverfahren, wenn dem Stauchgerüst eine Stranggießkokille mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet ist, aus der Differenz von Bandistbreite und Bandsollbreite auch ein Kokillenbreitenkorrekturwert für die Stranggießkokille ermittelt.

Hierzu korrespondierend ist bei der Walzstraße, wenn dem Stauchgerüst eine Stranggießkokille mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet ist, der Bandbreitendetektor mit einem Kokillenbreitenregler verbunden, wobei dem Kokillenbreitenregler eine Bandsollbreite zugeführt ist und der Kokillenbreitenregler mit einer Verstelleinrichtung für die Stranggießkokille verbunden ist.

Das Stauchgerüst und/oder die Stranggießkokille können dabei wahlweise bereits während des Walzens des Bandes oder erst bei einem dem momentan gewalzten Bandmaterial nachfolgenden Bandmaterial mit dem Stauchgradkorrekturwert bzw. dem Kokillenbreitenkorrekturwert beaufschlagt werden.

Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgende Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:

Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung einer Walz-Fertigstraße mit vorgeschalteter Stranggießkokille,

Fig. 2 eine Darstellung der Walz-Fertigstraße und

Fig. 3a-3e verschiedene Bandbreitenverläufe.

Gemäß Fig. 1 besteht eine sogenannte CSP-Anlage (CSP = compact strip production) aus einer Stranggießanlage 1 mit einer rechteckigen Stranggießkokille 2 und einer Vielzahl von Führungsrollenpaaren 3. In der Stranggießkokille 2 wird aus geschmolzenem Metall ein kontinuierliches Metallband 4 bzw. Bandmaterial 4 gegossen, der nach dem Erstarren durch Umlenkrollenpaare 5 umgelenkt und in einem Durchlaufofen 6 aufgeheizt wird.

Das Metallband 4 ist z. B. 1200 mm breit und 50 mm dick. Zumindest die Breite des gegossenen Metallbandes 4 kann aber eingestellt werden, da die Schmalseiten der Stranggießkokille 2 verstellbar sind.

Hinter dem Durchlaufofen 6 durchläuft das Metallband 4 zunächst ein Stauchgerüst 7, in dem das Metallband 4 an seinen Kanten geringfügig, z. B. auf 1180 mm, gestaucht wird, um eine Einreißen der Kanten des Metallbandes 4 beim nachfolgenden Walzen in der Walz-Fertigstraße 8 zu vermeiden. Auch die Breite des Staucherwalzspaltes ist einstellbar, und zwar auch unter Last, also während das Metallband 4 das Stauchgerüst 7 durchläuft.

Sodann durchläuft das Metallband 4 die eigentliche Fertigstraße 8.

Die Fertigstraße 8 weist im vorliegenden Fall sechs Walzgerüste 9 bis 14 auf; prinzipiell kann aber auch ein einziges Walzgerüst ausreichend sein. In der Fertigstraße 8 wird das Metallband 4 auf die gewünschte Enddicke von z. B. 2 mm gewalzt. Nach dem Walzen wird das gewalzte Metallband 4 dann auf einen Haspel aufgehaspelt. Der Haspel ist in Fig. 1 nicht dargestellt, da er nicht erfindungswesentlich ist. Das erste Walzgerüst 9 ist dabei in einem Walzgerüstabstand dw vom Stauchgerüst 7 angeordnet.

Beim Walzen in den Walzgerüsten 9 bis 14 wird das Metallband 4 nicht nur dünner, sondern auch breiter. Es breitet sich z. B. von 1180 mm auf 1190 mm. Das Ausmaß der Breitung ist dabei u. a. abhängig von dem Zug, dem das Metallband 4 in der Fertigstraße 8 unterworfen ist. Je größer der Zug, desto geringer die Breitung.

Wenn das Metallband 4 daher in dem Stauchgerüst 7 gleichmäßig gestaucht wird, erhält das Metallband nach dem ersten und nach dem letzten Walzgerüst 9 bzw. 14 eine Breite wie sie in Fig. 2 grob schraffiert ist. Die Bandistbreite di des Metallbandes 4 nach dem letzten Walzgerüst 14 ist auch in Fig. 3a dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, daß die Breitung des Metallbandes 4 am Bandanfang 40 größer ist als in der Bandmitte 41.

Ursache hierfür ist, daß der Bandanfang 40 beim Walzen in der Fertigstraße 8 solange keinem Zug unterworfen ist, bis er vom nachfolgenden Walzgerüst bzw. dem Aufhaspel erfaßt wird. Ähnliches gilt in analoger Weise für das in Fig. 2 nicht dargestellte Bandende 42: Sobald das Metallband 4 das Stauchgerüst 7 bzw. das vorhergehende Walzgerüst vollständig verlassen hat, ist es keinem Zug mehr unterworfen und wird daher stärker gebreitet als die Bandmitte. Auch dies ist aus Fig. 3a ersichtlich.

Erfindungsgemäß weist die Fertigstraße 8 daher einen Banddetektor 15 auf, der in einem Banddetektorabstand dd vor dem Stauchgerüst 7 angeordnet ist. Der Banddetektorabstand dd ist dabei in etwa so groß wie der Walzgerüstabstand dw. Der Banddetektor 15 ist z. B. als Heißmetalldetektor ausgebildet. Der Banddetektor 15 ist mit einem an sich bekannten Materialverfolgungssystem 16 verbunden. Dieses ist so in der Lage, rechtzeitig den Bandanfang 40 und das Bandende 42 zu erkennen und den Stauchgerüstwalzspalt zur richtigen Zeit so zu verstellen, daß der Bandanfang 40 und das Bandende 42 stärker gestaucht werden als die Bandmitte 41. Das Ausmaß der stärkeren Stauchung wird dabei vorab in einem Walzmodell 18 anhand der ebenfalls vorab bekannten Stichplandaten errechnet.

Da der Bereich, in dem das Metallband 4 dem Zug noch nicht bzw. nicht mehr unterworfen ist, somit neben der Bandbreite auch von dem Walzgerüstabstand abhängt, ist automatisch auch der Bereich, in dem das Metallband 4 stärker gestaucht werden muß, also die Längen da und de von Bandanfang 40 und Bandende 42, maximal dem Walzgerüstabstand dw.

Das Ergebnis dieser Verfahrensweise ist in Fig. 2 für das Metallband 4 hinter dem Stauchgerüst 7 sowie hinter dem ersten und dem letzten Walzgerüst 9 bzw. 14 dargestellt. Die Breite des Metallbandes 4 nach dem letzten Walzgerüst 14 ist auch in Fig. 3b dargestellt. Deutlich ist zu erkennen, daß die Breitung des Metallbandes 4 am Bandanfang 40 und am Bandende 42 nunmehr nur noch unwesentlich größer ist als in der Bandmitte 41.

In Fig. 3c ist ein typischer Bandbreitenverlauf dargestellt, wenn zusätzlich zum stärkeren Stauchen von Bandanfang 40 und Bandende 42 der Kantenbereich des Metallbandes 4 im Stauchgerüst 7 zur Vermeidung von Bandrissen in der Fertigstraße 8 über die gesamte Bandlänge etwas gestaucht wird. Wie zu erkennen ist, ist der Verlauf der Bandistbreite di ähnlich zu dem in Fig. 3b, nur mit etwas geringeren Breiten.

Die tatsächliche Breite des Metallbandes 4 nach dem Verlassen der Fertigstraße 8, also die Bandistbreite di hinter dem Walzgerüst 14, wird hinter dem Walzgerüst 14 mittels eines Bandbreitendetektors 20 erfaßt und einem Stauchgerüstregler 17 zugeführt. Dieser vergleicht die gemessene Bandistbreite di mit einer Bandsollbreite ds und ermittelt aus der Differenz dieser beiden Werte einen Stauchgradkorrekturwert für eine Verstelleinrichtung für das Stauchgerüst 7, z. B. hydraulische Verstellzylinder.

Prinzipiell ist es möglich, das Stauchgerüst 7 kontinuierlich mit dem Stauchgradkorrekturwert zu beaufschlagen. Vorzugsweise werden Bandistbreite di und Bandsollbreite ds aber in einem überlagerten Modell 18 verarbeitet, das den Stauchgradkorrekturwert erst bei einem nachfolgenden Metallband an das Stauchgerüst 7 aus gibt (Adaption). Die Auswirkung dieser Vorgehensweise ist in Fig. 3d dargestellt. Man erkennt deutlich eine Reduzierung der Bandbreitung im Vergleich zu Fig. 3c.

Die Bandistbreite di wird ferner einem Kokillenbreitenregler 19 zugeführt. Auch dieser vergleicht die gemessene Bandist-breite di mit der Bandsollbreite ds und ermittelt aus der Differenz dieser beiden Werte einen Kokillenbreitenkorrekturwert für eine Verstelleinrichtung für die Stranggießkokille 2, z. B. ebenfalls hydraulische Verstellzylinder.

Prinzipiell ist es auch hier möglich, die Stranggießkokille 2kontinuierlich mit dem Kokillenbreitenkorrekturwert zu beaufschlagen. Vorzugsweise werden aber auch hier Bandistbreite di und Bandsollbreite ds in dem überlagerten Modell 18 verarbeitet, das den Kokillenbreitenkorrekturwert erst bei einem nachfolgenden Metallband an die Stranggießkokille 2 ausgibt (Adaption). Die Auswirkung dieser Vorgehensweise ist in Fig. 3e dargestellt. Man erkennt deutlich eine noch weitergehende Reduzierung der Bandbreite im Vergleich zu Fig. 3d.

Im Gesamtergebnis ist es somit möglich, ein Metallband 4 zu walzen, dessen Breitentoleranz erheblich unter der von Metallbändern liegt, die nach Verfahren des Standes der Technik gewalzt worden sind. Ferner werden durch die vorliegende Erfindung insbesondere sogenannte "Hochgeher" in den seitlichen Führungen der Fertigstraße 8, dem Aufhaspel sowie eventuellen weiterverarbeitenden Anlagen vermieden.

Abschließend sei noch erwähnt, daß die vorliegende Erfindung selbstverständlich nicht nur bei einer mehrgerüstigen Fertigstraße, sondern bei allen Walzstraßen anwendbar ist, insbesondere auch bei ein- und zweigerüstigen Vorstraßen. Bezugszeichenliste 1 Stranggießanlage

2 Stranggießkokille

3 Führungsrollenpaare

4 Metallband bzw. Bandmaterial

5 Umlenkrollenpaare

6 Durchlaufofen

7 Stauchgerüst

8 Walz-Fertigstraße

9-14 Walzgerüste

15 Banddetektor

16 Materialverfolgungssystem

17 Stauchgerüstregler

18 Walzmodell

19 Kokillenbreitenregler

20 Bandbreitendetektor

40 Bandanfang

41 Bandmitte

42 Bandende

da Bandanfangslänge

dd Banddetektorabstand

de Bandendelänge

di Bandistbreite

ds Bandsollbreite

dw Walzgerüstabstand


Anspruch[de]
  1. 1. Walzverfahren für Bandmaterial (4) in einer Walzstraße (8),
    1. - wobei die Walzstraße (8) mindestens ein Stauchgerüst (7) und ein dem Stauchgerüst (7) in einem Walzgerüstabstand (dw) nachgeschaltetes Walzgerüst (9) aufweist,
    2. - wobei das Bandmaterial (4) einen Bandanfang (40) mit einer Bandanfangslänge (da), eine Bandmitte (41) und ein Bandende (42) mit einer Bandendelänge (de) aufweist,
    3. - wobei das Bandmaterial (4) in dem Stauchgerüst (7) gestaucht wird und nach dem Verlassen der Walzstraße (8) eine Bandistbreite (di) aufweist, dadurch gekennzeichnet daß der Bandanfang (40) und das Bandende (42) stärker gestaucht werden als die Bandmitte (41).
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandanfangslänge (da) und die Bandendelänge (de) in etwa zwischen der Bandbreite (di) und dem Walzgerüstabstand (dw) sind.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandistbreite (di) erfaßt und mit einer Bandsollbreite (ds) verglichen wird und aus der Differenz von Bandistbreite (di) und Bandsollbreite (ds) ein Stauchgradkorrekturwert für das Stauchgerüst (7) ermittelt wird.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Stauchgerüst (7) erst bei einem dem momentan gewalzten Bandmaterial (4) nachfolgenden Bandmaterial mit dem Stauchgradkorrekturwert beaufschlagt wird (Adaption).
  5. 5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Bandistbreite (di) erfaßt und mit einer Bandsollbreite (ds) verglichen wird,
    2. - daß dem Stauchgerüst (7) eine Stranggießkokille (2) mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet ist und
    3. - daß aus der Differenz von Bandistbreite (di) und Bandsollbreite (ds) ein Kokillenbreitenkorrekturwert für die Stranggießkokille (2) ermittelt wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Stranggießkokille (2) erst bei einem dem momentan gewalzten Bandmaterial (4) nachfolgenden Bandmaterial mit dem Kokillenbreitenkorrekturwert beaufschlagt wird (Adaption).
  7. 7. Walzstraße für Bandmaterial (4), mit mindestens einem Stauchgerüst (7) und einem dem Stauchgerüst (7) in einem Walzgerüstabstand (dw) nachgeschalteten Walzgerüst (9), dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Walzstraße (8) einen Banddetektor (15) aufweist, der in einem Banddetektorabstand (dd) vor dem Stauchgerüst (7) angeordnet ist, wobei der Banddetektorabstand (dd) in etwa so groß ist wie der Walzgerüstabstand (dw), und
    2. - daß der Banddetektor (15) mit einem Materialverfolgungssystem (16) verbunden ist.
  8. 8. Walzstraße nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß die Walzstraße (8) einen hinter der Walzstraße (8) angeordneten Bandbreitendetektor (20) aufweist,
    2. - daß der Bandbreitendetektor (20) mit einem Stauchgerüstregler (17) verbunden ist,
    3. - daß dem Stauchgerüstregler (17) eine Bandsollbreite (ds) zugeführt ist und
    4. - daß der Stauchgerüstregler (17) mit einer Verstelleinrichtung für das Stauchgerüst (7) verbunden ist.
  9. 9. Walzstraße nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet,
    1. - daß dem Stauchgerüst (7) eine Stranggießkokille (2) mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet ist,
    2. - daß die Walzstraße (8) einen hinter der Walzstraße (8) angeordneten Bandbreitendetektor (20) aufweist,
    3. - daß der Bandbreitendetektor (20) mit einem Kokillenbreitenregler (19) verbunden ist,
    4. - daß dem Kokillenbreitenregler (19) eine Bandsollbreite (ds) zugeführt ist und
    5. - daß der Kokillenbreitenregler (19) mit einer Verstelleinrichtung für die Stranggießkokille (2) verbunden ist.






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