DE10133756A1 - Kaltwalzwerk sowie Verfahren zum Kaltwalzen von metallischem Band - Google Patents

Kaltwalzwerk sowie Verfahren zum Kaltwalzen von metallischem Band

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kaltwalzwerk sowie ein Verfahren zum Kaltwalzen von metallischem Band (8), insbesondere aus Stahl, mit einem Einzelgerüst (1) mit Mitteln zum Einstellen eines Walzspaltes sowie mit einer dem Kaltwalzeinzelgerüst vorgeordneten Haspeleinrichtung (9) zum Abhaspeln des Bandes (8) und mit einer dem Kaltwalzeinzelgerüst (1) nachgeordneten Haspeleinrichtung (10) zum Aufhaspeln des Bandes (8). Um Probleme bezüglich des Bandzuges bei einem sich ändernden Banddickenverlauf zu beseitigen und die Bandgeschwindigkeit zu erhöhen, soll zwischen der vorgeordneten Haspeleinrichtung (9) und dem Einzelgerüst (1) ein Bandspeicher (2) für eine Massenflußregelung und/oder Bandzugregelung des Walzprozesses, insbesondere beim flexiblen Walzen, angeordnet sein.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kaltwalzwerk sowie ein Verfahren zum Kaltwalzen von metallischem Band, insbesondere aus Stahl, mit einem Einzelgerüst mit Mitteln zum Einstellen eines Walzspaltes sowie mit einer dem Kaltwalzgerüst vorgeordneten Haspeleinrichtung zum Abhaspeln des Bandes und mit einer dem Kaltwalzgerüst nachgeordneten Haspeleinrichtung zum Aufhaspeln des Bandes.
  • Beim bisher bekannten Kaltwalzen auf Einzelwalzgerüsten wird nur Eingangsband mit engen Dickentoleranzen verwendet, und die Banddickenabnahme wird über die Bandlänge konstant gehalten. Sofern diese Voraussetzungen nicht vorliegen, ist mit Problemen bezüglich sowie des Bandzuges zu rechnen, und die Bandgeschwindigkeit ist stark begrenzt.
  • Aus der WO 99/55474 ist ein Steckelwalzwerk zum Warmwalzen mit mindestens einem Reversierwalzgerüst sowie diesem vorgeordneten und nachgeordneten Haspeln beschrieben. Zwischen den Haspeln und dem Reversierwalzgerüst ist jeweils ein Schlingenheber vorgesehen, die Istwerte für eine Zugregelung sowie eine Massenflußregelung liefert. Ein solches Steckelwalzwerk betrifft aber ein Warmwalzwerk und damit keinen Kaltwalzprozeß.
  • Ausgehend von aus der Kaltwalztechnik Bekanntem liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Kaltwalzen sowie ein Kaltwalzwerk mit einem Einzelgerüst bereitzustellen, die trotz Änderung des Banddickenverlaufs und größeren Bandgeschwindigkeiten keine Probleme bezüglich des Massenflusses und/oder des Bandzuges aufweisen.
  • Diese Aufgabe wird durch ein Kaltwalzwerk mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 3 gelöst. Vorteilhafte Weiterentwicklungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.
  • Erfindungsgemäß wird vorgeschlagen, daß zwischen der vorgeordneten Haspeleinrichtung und dem Einzelgerüst zum Kaltwalzen ein Bandspeicher für eine Massenflußregelung und/oder Bandzugregelung des Walzprozesses, insbesondere beim flexiblen Walzen, angeordnet ist.
  • Durch den in Bandlaufrichtung vor dem Einzelgerüst angeordneten Bandspeicher werden die durch eine Änderung der Banddicke bzw. eine Änderung des Banddickenverlaufs beim flexiblen Walzen verursachten Massenflußänderungen bzw. Bandgeschwindigkeitsänderungen kompensiert. Dies zeigt insbesondere den Vorteil, daß ein Walzen mit sich ändernder Banddickenabfolge auch bei höheren Walzgeschwindigkeiten noch möglich ist.
  • Die Geschwindigkeitsänderungen aufgrund der Änderung der Banddicke im Walzspalt sind auf der Einlaufseite des Einzelgerüstes am größten, so daß der Bandspeicher erfindungsgemäß wenigstens im Einlaufbereich vorgesehen ist. Da die Störungen aufgrund der Änderung des Banddickenverlaufs, d. h. bei einem flexiblen Walzen, sich auch - allerdings nicht so stark - auf die auslaufseitigen Bandgeschwindigkeiten auswirken, wird nach einer bevorzugten Ausführungsform vorgeschlagen, auch auf der Auslaufseite des Einzelgerüstes einen Bandspeicher anzuordnen.
  • Vorzugsweise handelt es sich bei dem Bandspeicher um eine Tänzerrolle. Eine Tänzerrolle bzw. eine Tänzerrollenanordnung umfaßt eine gegenüber dem Band in einem bestimmten Winkel anstellbare und mit einer bestimmten Kraft beaufschlagbare Rolle, so daß sich eine Schlinge im Band bildet, deren Schlingenlänge sich mit der Position der Rolle verändert. Auf diese Weise kann mehr oder weniger Band gespeichert werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich sowohl im Einlauf- als auch im Auslaufbereich eine Tänzerrolle, die vorteilhafterweise baugleich sind.
  • Das vorgeschlagene Verfahren wird detailliert mit Hilfe der nachfolgenden Figuren beschrieben, wobei die einzelnen Figur zeigen:
  • Fig. 1 ein Anlagenlayout einer Ausführungsform eines erfindungsgemäß vorgeschlagenen Kaltwalzgerüstes beim flexiblen Kaltwalzen mit je einer Tänzerrolle im Einlauf- und im Auslaufbereich;
  • Fig. 2 eine detaillierte Ansicht der Tänzerrolle sowie eine bevorzugte Ausführungsform der Anstellung und Regelung;
  • Fig. 3 eine Übersicht der Bandzug- und Massenflußregelkreise beim flexiblen Kaltwalzen mit einem Einzelgerüst;
  • Fig. 4 eine Übersicht des Banddickenregelkreises in Kombination mit der Bandzugregeiung sowie einer Kompensation der Massenflußstörungen beim flexiblen Kaltwalzen mit einem Einzelgerüst.
  • Einen Überblick über ein Kaltwalzeinzelgerüst 1 mit je einem Bandspeicher 2, 3 im Einlauf- (4) und im Auslaufbereich (5), der je eine Tänzerrolle 6, 7 umfaßt, zeigt die Fig. 1. Das aufgecoilte Band 8 wird mit Hilfe einer Haspeleinrichtung 9enthaspelt und in das Walzgerüst 1 in Pfeilrichtung eingeführt. Nach Durchlaufen des Einzelgerüstes 1 wird es mittels einer zweiten Haspeleinrichtung 10 aufgehaspelt. Jeweils im Einlaufbereich (4) und im Auslaufbereich (5) ist eine Tänzerrolle 6, 7 vorgesehen, die baugleich sind und in Fig. 2 im Detail mit ihrer Anstellung dargestellt sind. Das Einzelwalzgerüst 1 selbst setzt sich bei der gezeigten Ausführungsform aus zwei Stützwalzen 11, zwei Zwischenwalzen 12 und den Arbeitswalzen 13, 14 zusammen. Jede andere Anordnung von Walzen in einem Einzelgerüst kann ebenfalls zur Anwendung kommen. Zwischen dem Walzgerüst 1 und den Tänzerrollen 6, 7 kann beispielsweise auf der Auslaufseite (5) noch eine Markiervorrichtung 15 in der Bandlinie angeordnet sein.
  • Fig. 2 zeigt die Mechanik und die Regelung einer Tänzerrolle 6 bei einem flexiblen Kaltwalzen. Mit Hilfe der Anstellung der Tänzerrolle zum Band 8 im Verhältnis zu zwei benachbarten Rollen 16, 17 wird eine Schlinge im Band 8 gebildet, deren Schlingenlänge sich mit der Position der Tänzerrolle 6 bzw. deren Winkelanstellung im Verhältnis zu der Rolle 16 verändert. Je tiefer die Tänzerrolle 6 in das Band 8 eintaucht, desto mehr Band kann gespeichert werden. Das gezeigte Ausführungsbeispiel zeigt eine hydraulische Anstellung 18 für die Tänzerrolle 6.
  • Der Tänzerrolle 6 ist ein Kraftregler 19 zugeordnet. Für die Regelung werden Istkraft-Werte sowie Istwinkel-Werte der Anstellung der Tänzerrolle 6 abgegriffen. Diese Istkraft-Werte werden neben Sollkraft-Werten dem Kraftregler 19 zugeführt. Hierbei werden die Sollkraft-Werte nicht vorgegeben, sondern aus den abgegriffenen Istwinkel-Werten und einem vorgegebenen Sollzug berechnet. Der Kraftregelkreis gibt als Ergebnis des Vergleichs der Soll-Istkraft-Werte einen Kraftkorrekturwert auf die Anstellung 18, hier eine hydraulische Kolben-Zylinder-Einheit, der Tänzerrolle 6. Über die Kraftkorrektur wird eine Korrektur der Zugspannung des Bandes erreicht.
  • Der an der Tänzerrolle abgegriffene Istwinkel-Wert wird ebenso für die Regelung der Drehzahleinstellung der Haspeleinrichtungen (9, 10) und damit über die Drehmomentenregelung der Haspeleinrichtungen für die Massenflußregelung verwendet. Hierzu wird einem Winkelregler der Istwinkel-Wert sowie ein vorgegebener Sollwinkel aufgegeben. In Abhängigkeit des Ergebnisses des Soll-Istwertvergleiches wird ein Winkelkorrekturwert berechnet. Dieser Winkelkorrekturwert dient zur Regelung der Drehzahl in den Haspeleinrichtungen zur Massenflußregelung.
  • Eine Übersicht über diese Bandzug- und Massenflußregelung mittels der Tänzerrollen, 6, 7 im Einlauf- und im Auslaufbereich (4, 5) eines Kaltwalzgerüstes 1 zeigt Fig. 3. Die Bandzugregelung erfolgt durch die Berechnung einer Sollkraft zur Regelung der hydraulischen Anstellung der Tänzerrolle, ausgehend von der Istkraft, während zur Massenflußregelung eine Regelung der Drehzahl der Haspeleinrichtungen stattfindet.
  • In den Regelkreis der Haspeldrehzahl, d. h. der Abhaspel- bzw. der Aufhaspeldrehzahl, geht als Sollwert die Bandgeschwindigkeit ein. Diese wird ebenfalls bei der Walzendrehzahlregelung als Sollwert aufgegeben.
  • Mit Hilfe der Fig. 4 wird die Banddickenregelung bei dem flexiblen Walzen dargestellt. Bei einem flexiblen Walzprozeß ist die Änderung des Walzspaltes und damit eine Änderung des Banddickenverlaufs über die Bandlänge bekannt. Es ist damit ein Soll-Banddickenverlauf vorgegeben. Dieser Sollwert des Banddickenverlaufs wird zur Vorsteuerung der einlaufseitigen Tänzerrolle genutzt. Aus dem Soll- Banddickenverlauf wird die Änderung der Einlaufgeschwindigkeit des Bandes in das Walzgerüst berechnet sowie die hierfür notwendige Bandzugregelung zur Aufrechterhaltung eines konstanten Bandzugs. Aufgrund der Massenflußkompensation kann der Einlaufzug weiterhin beruhigt werden. Zusätzlich werden die Werte für den Soll-Banddickenverlauf einem Dickenregler aufgegeben, der mit Hilfe von Ist- Banddickenwerten, die einlauf- und auslaufseitig abgegriffen werden, Korrektur- werte für die Banddicke berechnet und diese Korrekturwerte an einen Positions- regler weitergibt, der die Walzspalteinstellung im Kaltwalzgerüst regelt.

Claims (6)

1. Kaltwalzwerk zum Kaltwalzen von metallischem Band (8), insbesondere aus Stahl, mit einem Einzelgerüst (1) mit Mitteln zum Einstellen eines Walzspaltes sowie mit einer dem Kaltwalzeinzelgerüst vorgeordneten Haspeleinrichtung (9) zum Abhaspeln des Bandes (8) und mit einer dem Kaltwalzeinzelgerüst (1) nachgeordneten Haspeleinrichtung (10) zum Aufhaspeln des Bandes (8), dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der vorgeordneten Haspeleinrichtung (9) und dem Einzelgerüst (1) ein Bandspeicher (2) für eine Massenflußregelung und/oder Bandzugregelung des Walzprozesses, insbesondere beim flexiblen Walzen, angeordnet ist.
2. Kaltwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zu dem ersten, zwischen der vorgeordneten Haspeleinrichtung (9) und dem Einzelgerüst (1) angeordneten, Bandspeicher (2) ein zweiter Bandspeicher (3) zwischen dem Einzelgerüst (1) und der nachgeordneten Haspeleinrichtung (10) angeordnet ist.
3. Verfahren zum Kaltwalzen eines metallischen Bandes (8), insbesondere aus Stahl, in einem Kaltwalzwerk mit einem Einzelgerüst (1) mit Mitteln zum Einstellen eines Walzspaltes zum Kaltwalzen des Bandes sowie mit einer dem Einzelgerüst (1) vorgeordnete Haspeleinrichtung (9) zum Abhaspeln des Bandes (8) und mit einer dem Einzelgerüst (1) nachgeordneten Haspeleinrichtung (10) zum Aufhaspeln des Bandes (8), dadurch gekennzeichnet,
daß mittels des Einzelgerüstes (1) ein Walzen, insbesondere ein flexibles Walzen, durchgeführt wird, bei dem die Banddicke während des Walzens ständig nach einer bestimmten Vorgabe geändert wird, und
daß mittels eines Bandspeichers (2), der zwischen der vorgeordneten Haspeleinrichtung (9) und dem Einzelgerüst (1) angeordnet ist, eine Massenflußregelung und/oder eine Bandzugregelung des Walzprozesses stattfindet.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Haspeleinrichtungen (9, 10) drehzahlgeregelt sind.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß in einem Regelkreis für die Regelung der Anstellung des Bandspeichers (2, 3), insbesondere einer Tänzerrolle (6, 7), ein mittels eines Kraftreglers berechneter Kraftkorrektur-Wert aus einem an der Anstellungseinheit (18) abgegriffenen Istkraft-Wert und einem Sollkraft-Wert ermittelt wird, wobei der Sollkraft-Wert aus dem an der Tänzerrolle abgegriffenen Istwinkel-Wert und einem vorgegebenen Sollzug-Wert berechnet wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandspeicher (2, 3) in Abhängigkeit der bekannten Änderung des Banddickenverlaufs vorgesteuert wird.
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