PatentDe  


Dokumentenidentifikation DE69819555T2 19.08.2004
EP-Veröffentlichungsnummer 0001032479
Titel VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG EINES METALLBANDES UND VORRICHTUNG ZUR VERRINGERUNG DER GEFAHR DES REISSENS EINES SOLCHEN BANDES
Anmelder Corus Technology BV, IJmuiden, NL
Erfinder VAN DER MEULEN, Frits, NL-1976 AB IJmuiden, NL
Vertreter Müller, Schupfner & Gauger, 80539 München
DE-Aktenzeichen 69819555
Vertragsstaaten DE, FR, GB
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 12.11.1998
EP-Aktenzeichen 989634639
WO-Anmeldetag 12.11.1998
PCT-Aktenzeichen PCT/EP98/07333
WO-Veröffentlichungsnummer 0099025500
WO-Veröffentlichungsdatum 27.05.1999
EP-Offenlegungsdatum 06.09.2000
EP date of grant 05.11.2003
Veröffentlichungstag im Patentblatt 19.08.2004
IPC-Hauptklasse B21B 15/00
IPC-Nebenklasse B21B 38/00   B23D 31/00   C21D 7/02   C21D 9/56   

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes, das die Gefahr verringert, daß das Band über den Verlauf eines Pfades reißt, wobei das Band unter Spannung in Bandrichtung befördert wird, und wobei in einem oberhalb gelegenen Zuführungspfad des Bandes Defekte in den Kanten des Bandes erfaßt und dann Maßnahmen ergriffen werden, um die Gefahr zu verringern, daß das Band aufgrund dieser Defekte reißt.

Die Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens.

Ein Verfahren des erwähnten bekannten Typs wird beispielsweise dazu verwendet, ein kaltgewalztes Stahlband in einer Durchlaufglühanlage zu behandeln, obwohl die Erfindung nicht auf diese Anwendung beschränkt ist.

Bei der Herstellung eines dünnen Stahlbandes wird der Stahl in der Regel nacheinander sogenannten Heiß- und Kaltwalzbehandlungen unterzogen, um die gewünschte Enddicke von einigen Zehnteln eines Millimeters zu erreichen. Allerdings bewirken diese Behandlungen Veränderungen in dem Stahl, die ihn häufig für die weitere Verarbeitung weniger geeignet machen.

Ein herkömmliches Verfahren zur Verbesserung der Verarbeitungseigenschaften besteht darin, daß man das Band unter einer gewissen Zugspannung durch einen Glühofen laufen läßt.

Ein bekanntes Problem besteht bei diesem Verfahren darin, daß der vorhergehende Abschnitt der Produktion des Stahlbandes Defekte in den Kanten des Bandes bewirken kann, die dazu führen können, daß das Band in dem Ofen reißt, wenn er unter Spannung steht.

Durchlaufglühöfen sind hochkomplizierte Anlagen, die eine ziemlich lange Zeit benötigen, um das Band durchzufädeln. Wenn ein Band reißt, verursacht dieser Zeitverlust enorme Produktionsverlusten. Deshalb ist wesentlich, daß die Fälle, in denen das Band reißt, auf ein absolutes Minimum begrenzt sind.

Ein herkömmlicher Weg, um dies zu erreichen, besteht darin, Defekte in der Kante des Bandes in dem Zufuhrpfad des Metallbandes zu erfassen, der dem Glühabschnitt vorhergeht. Häufig wird dazu ein optoelektronisches System verwendet, wobei dann ein von einer Kamera erfaßter Defekt in ein elektronisches Signal umgesetzt wird.

Es sei bemerkt, daß Defekte Haarrisse, die von der Kante des Bandes her verlaufen, aber auch lose Klappen an der Kante oder relativ grobe Einschlüsse umfassen können. Ein Defekt bewirkt eine lokale Erhöhung von Spannungen in dem Band, wenn dieses unter Spannung steht. Diese Erhöhung von Spannungen kann einen Riß einleiten, der dazu führt, daß das Band reißt.

Die einfachsten Maßnahmen, die auf die Erfassung eines Defekts folgen, bestehen darin, daß die Bewegung des Bandes angehalten wird und an der Stelle des Defekts ein Teil von dem Band entfernt wird. Obwohl eine solche Maßnahme verhindert, daß das Band reißt, fahrt sie nichtsdestoweniger zu einem Produktionsverlust, während darüber hinaus ein Teil des Bandes einer unterschiedlichen Wärmebehandlung unterzogen wurde, was auch zu Unterschieden in der Qualität des geglühten Bandes führen kann.

Die Aufgabe der Erfindung liegt deshalb darin zu vermeiden, daß ein Band als Ergebnis eines Defekts reißt, ohne die Bewegung des Bandes anzuhalten, und ohne daß sehr komplizierte Maßnahmen erforderlich sind. Dazu besteht die Erfindung darin, daß bei dem erwähnten bekannten Verfahren das Band im Bereich eines erfaßten Defekts mit wenigstens einer Kerbe in Bandrichtung versehen wird, und zwar in einem Abstand, der von der Kante des Bandes weiter weg ist als die maximale Ausdehnung des Defekts quer zur Bandrichtung.

Die Bildung einer Kerbe in Bandrichtung ist deutlich einfacher und weniger von Geschwindigkeitsbeschränkungen betroffen als die Entfernung eines Defekts. Das Ziel der gebildeten Kerbe liegt darin, daß ein durch einen Defekt verursachter Riß nicht weiter als die Kerbe gehen kann, so daß dieser Riß das restliche Band nicht betrifft und es nicht mehr möglich ist, daß dieses Band reißt.

Die Wirkung einer Kerbe kann durch Bildung einer zweiten Kerbe verbessert werden, wobei im Falle von zwei Kerben die Kerbentiefe jeder Kerbe reduziert sein kann. Eine Möglichkeit, die zu bedenken ist, besteht in der Bildung von zwei Kerben, die einander entgegengesetzt an jeder Seite des Bandes liegen. Die Wahl einer oder mehrerer Kerben hängt unter anderem von dem Typ des Materials für das Metallbandes und den technischen Möglichkeiten ab, die von der verwendeten Anlage geboten sind.

Die einfachste Art der Bildung einer Kerbe besteht darin, daß eine scharfe Nadel gegen das Band gehalten wird. Allerdings kann diese Operation selbst zu unerwünschten Defekten in dem Band führen, so daß erfindungsgemäß herausgefunden wurde, daß der Verwendung eines oder mehrerer Schneidräder Vorzug gegeben ist. Ein Schneidrad dieser Art mit einer scharfen Kante drückt die Kerbe weiter in das Material als es selbst darin gezogen wird. Als Ergebnis wird die Kante der Kerbe glatter, und die Bildung eines Grats wird vermieden.

Es sind allerdings auch andere Arten der Bildung einer Kerbe denkbar, wie beispielsweise durch Verwendung eines Laserstrahls.

Offensichtlich hat eine tiefe Kerbe den Vorteil, daß ein gebildeter Kantenriß wirksamer blockiert wird, als wenn eine seichte Kerbe verwendet wird. Andererseits besteht die Gefahr, daß eine übermäßig tiefe Kerbe mit möglichen ungünstigen Effekten einen Längsriß an der Stelle dieser Kerbe verursacht. Erfindungsgemäß wurde herausgefunden, daß ein Verfahren bevorzugt ist, bei welchem die Restdicke des Metallbandes an der Stelle der Kerbe zwischen 10 und 40% der Banddicke beträgt.

Das sich ein Kantenriß, der durch einen Defekt eingeleitet wurde, nicht notwendigerweise genau quer zu der Bandrichtung fortpflanzen muß, muß die Kerbe genügend lang sein. Allerdings ist andererseits vorteilhaft, daß der Band nicht unnötig beschädigt wird. Man hat herausgefunden, daß die besten Ergebnisse erhalten werden, wenn sich jede Kerbe in Bandrichtung oberhalb und unterhalb des Defekts über eine Gesamtlänge erstreckt, die gleich der Länge des Defekts, gemessen in Bandrichtung, + ein- bis dreimal der Abstand zwischen der Kerbe und der Kante des Bandes ist. Darüber hinaus wird die einfachste Lösung erhalten, in dem die Kerbe V-förmig mit einem Spitzenwinkel von weniger als 90° gemacht wird.

Falls dort, wo eine Kerbe vorliegt, ein Defekt zu einem Kantenriß führt, ist denkbar, daß sich dieser durch die Kerbe fortpflanzt. In diesem Fall ist das Ergebnis eine plötzliche Änderung der Bandbreite am Ende der Kerbe, die ihrerseits zu einem frischen Kantenriß führen könnte. Um dies zu verhindern, wurde erfindungsgemäß herausgefunden, daß die Kerbentiefe wirksam allmählich von den Enden der Kerbe zunimmt, bis sie ihre volle Tiefe erreicht, über einen Abstand zwischen zwei- und zwanzigmal der Banddicke. Auf diese Weise wird ein Kantenriß, der sich durch die Kerbe fortpflanzt, gegen kontinuierlich dickeres Bandmaterial hochkommen, bevor er das Ende der Kerbe erreicht.

Oben wurde bereits bemerkt, daß das Verfahren nicht auf die Verwendung bei Stahlbändern begrenzt ist, die durch einen Glühofen laufen, nachdem sie kaltgewalzt wurden. Es könnte auch bei Metallbändern mit anderen Zusammensetzungen sowie Metallbändern verwendet werden, die durch andere Behandlungsanlagen wie ein Beschichtungsbad laufen.

Wie bemerkt, betrifft die Erfindung auch eine Vorrichtung zur Verringerung der Gefahr des Reißens des Bandes. Diese Vorrichtung kann in einer Anlage angeordnet sein, die ein Zufuhrsystem für ein Metallband und ein Behandlungssystem aufweist, bei welchem das Metallband unter Spannung gehalten wird, wobei die Vorrichtung in dem Zufuhrsystem einen Detektor zum Erfassen von Defekten in den Kanten des sich bewegenden Metallbandes aufweist. In diesem Fall ist die neue Vorrichtung erfindungsgemäß ferner mit einem System zum Bilden wenigstens einer Kerbe in dem Metallband in Bandrichtung versehen, wobei das System ferner Steuermittel aufweist, die zum Steuern des Orts, der Tiefe und der Länge der Kerbe auf der Basis von durch den Detektor übertragenen Signalen verwendet werden können.

Darüber hinaus kann die neue Vorrichtung so ausgelegt sein, daß sie zur Durchführung der verschiedenen Varianten des Verfahrens verwendet werden kann, die oben beschrieben wurden.

Die Erfindung wird nun unter Bezug auf einige Figuren erläutert, die diagrammartig die Verwendung der Erfindung an einer Durchlaufglühanlage für Stahlbänder veranschaulichen. Darin zeigen:

1 eine diagrammartige Veranschaulichung einer Glühanlage;

2a und 2b einen Querschnitt und eine Draufsicht eines Stücks Stahlbandes;

3a ein Detail der Bildung einer Kerbe im Querschnitt; und

3b eine Vorderansicht dieses Details.

In 1 bezeichnet die Bezugsziffer 1 ein kaltgewalztes Stahlband, das von einem Wickler 2 abgewickelt wird und nach der Behandlung auf einen Wickler 3 aufgewickelt wird. Die Bezugsziffer 9 stellt diagrammartig einen Durchlaufglühofen dar. Vor dem Eintritt in den Glühofen läuft das Band 1 durch einen Eingangspuffer 5, und nach dem Verlassen des Ofens läuft es durch einen Ausgangspuffer 6. Pfeile geben diagrammartig an, daß das Volumen des Bandes in dem Eingangspuffer 5 und in dem Ausgangspuffer 6 verändert werden kann. Dadurch können Unstetigkeiten im Verlauf des Bandes ausgeglichen werden, ohne daß der Übergang des Bandes in den Glühofen 4 unregelmäßig wird. Solche Unregelmäßigkeiten im Lauf des Bandes können sich ergeben, wenn ein neues Band an dem Wickler 2 aufgenommen wird und mit dem alten Band in einer Schweißanlage 7 verschweißt werden muß. Auf ähnliche Weise kann ein voller Wickler von dem Band 1 freigeschnitten werden kann, woraufhin das Band auf einen neuen Wickler geführt werden muß.

Oberhalb des Eingangspuffers 5 ist ein Detektor 8 positioniert. Der veranschaulichte Detektor 8 ist über einer der Kanten des Bandes angeordnet, und er ist von einem Typ, der eine Halogenbeleuchtung von unterhalb des Bandes mittels einer Kamera betrachtet, die über dem Hand positioniert ist. Das von der Kamera empfangene Licht wird erfaßt und in einen Riß oder einen anderen Defekt übersetzt. Eine Einrichtung 13 zum Bilden einer Kerbe in dem Band liegt unterhalb des Detektors in Bandrichtung. Diese Einrichtung 13 wird von dem Signal gesteuert, das von dem Detektor 8 übertragen wird. Da dies eine einfache Steuertechnik erfordert, werden die Details dieser Steuerung im folgenden Text nicht weiter beschrieben.

Da Kanteneffekte in beiden Kanten des Bandes auftreten können, wird allgemein ein Detektor 8 und eine Einrichtung 13 an jeder Seite des Bandes in der Nähe beider Kanten angeordnet.

2a zeigt eine Querschnittsansicht eines Stahlbandes 1. 2b zeigt eine Draufsicht des gleichen Bandes 1.

In 2b ist ein Defekt 9 in der Kante gezeigt, der als scharf verjüngte Kerbe dargestellt ist. Wenn das Band 1 unter Spannung gesetzt wird (vgl. die Pfeile in 2b), besteht echt die Gefahr, daß diese Kerbe einen kontinuierlichen Riß ergibt, der zum Reißen des Bandes führen kann. 2a und 2b zeigen ferner eine V-förmige Kerbe 10. Diese Kerbe ist in Längsrichtung des Bandes und in der Nähe des tiefsten Punkts des Defekts 9 gebildet. Man hat herausgefunden, daß eine Kerbe dieser Art verhindert, daß sich ein Riß quer zur Bandrichtung fortpflanzen kann. Bei dem veranschaulichten Fall sind die Tiefe und die Länge der Kerbe diagrammartig angedeutet. In einer Situation, wie sie in der Praxis vorkommt, genügen diese Abmessungen den oben erläuterten Bedingungen.

3 zeigt eine Struktur zum Bilden der Kerbe in dem Band 1, speziell im Querschnitt in 3a und in einer Vorderansicht in 3b.

Die Bezugsziffer 11 bezeichnet eine kunststoffbeschichtete Walze 1, über die ein Band läuft. 3b zeigt einen Kantendefekt 9, hinter dem eine Kerbe in dem Band gebildet werden soll. Dazu wird ein Schneidrad 12 mit einer scharfen V-förmigen Kante über der Walze 11 positioniert. Das Schneidrad 12 kann in Pfeilrichtung nach oben und unten bewegt werden kann, so daß es von dem Band 1 wegbewegt, aber auch in dieses gepreßt werden kann. Das Schneidrad 12 ist derart angebracht, daß es frei um eine (nicht gezeigte) Achse rotieren kann.

Die Anordnung des Schneidrades 12 in axialer Richtung der Walze 11 in Abhängigkeit von der Tiefe des erfaßten Kantendefekts 9 verändert werden. Natürlich wird die Kerbe so nahe wie möglich an dem tiefsten Punkt eines solchen Defekts gebildet. Sowohl die Anordnung des Schneidrads als auch seine Tiefe sind leicht von dem Detektor 8 aus als Funktion der Anwesenheit und der Gestalt des beobachteten und erfaßten Defekts zu steuern. Da dies einfache Bewegungen sind, die rasch einem empfangenen Signal folgen können, kann sogar eine Kerbe gebildet werden, ohne daß die Bandgeschwindigkeit reduziert werden muß.

Offensichtlich sind zahlreiche Varianten dieser Auslegung denkbar, unter anderem in Abhängigkeit davon, ob mehrere Kerben in dem Band erwünscht sind. Alle diese Varianten sind für den Fachmann naheliegend und müssen zum deutlichen Verständnis nicht weiter erläutert werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zum Herstellen eines Metallbandes (1), das die Gefahr verringert, daß das Band über den Verlauf eines Pfades reißt, wobei das Band (1) unter Spannung in Handrichtung befördert wird, und wobei in einem oberhalb gelegenen Zuführungspfad des Metallbandes (1) Defekte (9) in den Kanten des Bandes (1) erfaßt und dann Maßnahmen ergriffen werden, um die Gefahr zu verringern, daß das Band (1) aufgrund dieser Defekte reißt, dadurch gekennzeichnet, daß das Band (1) im Bereich eines erfaßten Defekts (9) mit wenigstens einer Kerbe (10) in Bandrichtung versehen wird, und zwar in einem Abstand, der von der Kante des Bandes weiter weg ist als die maximale Ausdehnung des Defekts quer zur Bandrichtung.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Kerben an jeder Seite des Bandes (1) gebildet werden.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe(n) (10) unter Verwendung eines Schneidrades (von Schneidrädern) (12) gebildet wird (werden).
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Restdicke des Metallstreifens (1) an der Stelle der Kerbe (10) zwischen 10 und 40% der Streifendikke beträgt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sich jede Kerbe (10) in Handrichtung oberhalb und unterhalb des Defekts (9) über eine Gesamtlänge erstreckt, die gleich der Länge des Defekts (9), gemessen in Bandrichtung, + ein- bis dreimal der Abstand zwischen der Kerbe (10) und der Kante des Bandes ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbe V-förmig mit einem Spitzenwinkel von weniger als 90° ist.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Kerbentiefe allmählich von den Enden der Kerbe (10) zunimmt, bis sie ihre volle Tiefe erreicht, über einen Abstand zwischen zwei- und zwanzigmal der Banddicke.
  8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es zur Behandlung eines kaltgewalztes Bandes (1) in einer Durchlaufglühanlage verwendet wird.
  9. Vorrichtung zur Verringerung der Gefahr des Reißens eines Bandes in einer Anlage, die ein Zufuhrsystem für ein Metallband (1) und ein Behandlungssystem (4) aufweist, bei welchem das Band (1) unter Spannung gehalten wird, wobei die Vorrichtung in dem Zufuhrsystem einen Detektor (8) zum Erfassen von Defekten in den Kanten des sich bewegenden Metallbandes aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß das System (12) auch zum Bilden wenigstens einer Kerbe in dem Metallband in Handrichtung vorgesehen ist, wobei das System ferner Steuermittel aufweist, die zum Steuern des Orts, der Tiefe und der Länge der Kerbe auf der Basis von durch den Detektor (8) übertragenen Signalen verwendet werden können.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






IPC
A Täglicher Lebensbedarf
B Arbeitsverfahren; Transportieren
C Chemie; Hüttenwesen
D Textilien; Papier
E Bauwesen; Erdbohren; Bergbau
F Maschinenbau; Beleuchtung; Heizung; Waffen; Sprengen
G Physik
H Elektrotechnik

Anmelder
Datum

Patentrecherche

Patent Zeichnungen (PDF)

Copyright © 2008 Patent-De Alle Rechte vorbehalten. eMail: info@patent-de.com