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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes, insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes mit einer Dicke von mehr als 1 mm, z. B. 1,2 mm bis 16 mm, wobei das Band um zumindest zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Richtrollen geführt und dabei einer Wechselbiegung unterzogen wird, wobei zumindest eine der Richtrollen quer zur Bandlaufrichtung anstellbar ist. – Metallband meint im Rahmen der Erfindung insbesondere ein Metallband aus Stahl oder Edelstahl. Es kann sich um Bänder handeln, welche auf Coils aufgewickelt sind. Metallband meint im Rahmen der Erfindung aber auch Bleche oder dergleichen Bandabschnitte.
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Insbesondere bei warmgewalzten Metallbändern ist es erforderlich, diese zu entzundern, z. B. im Wege des Beizens oder auch durch andere Maßnahmen. Um diese Entzunderung zu verbessern, ist es bekannt, den Zunder auf der Bandoberfläche mechanisch zu brechen, um z. B. einen besseren Säureangriff beim Beizen zu gewährleisten. Das Zunderbrechen erfolgt in der Praxis in der Regel im Wege des Streckbiegerichtens. Neben dem effizienten mechanischen Vorentzundern mit daraus resultierenden höheren Prozessgeschwindigkeiten und geringerem Säureverbrauch lassen sich beim Streckbiegerichten durch die plastische Streckung Unplanheiten im Band beseitigen.
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Derartige Verfahren zu Zunderbrechen warmgewalzter Bänder durch Streckbiegerichten sind z. B. aus der
DE 23 50 503 B1 und der
DE 29 42 270 A1 bekannt. Um einlaufseitig und auslaufseitig den für das Streckbiegerichten erforderlichen Bandzug zu erzeugen, sind solche Streckbiegerichtanlagen mit einlaufseitigen und auslaufseitigen Spannrollensätzen ausgerüstet. Aufgrund der Umformverluste, die überproportional mit der Banddicke zunehmen, ist der auslaufseitige Bandzug in der Regel deutlich höher als der einlaufseitige Bandzug. In der Praxis sind üblicherweise Streckgrade von mehr als 1 % erforderlich, um ein effizientes Zunderbrechen und zugleich verbessertes Richtergebnis zu erreichen. Anlagentechnisch setzt dieses einen verhältnismäßig hohen Investitionsaufwand voraus, und zwar insbesondere wegen der erforderlichen Spannrollensätze. Das Zunderbrechen mit Streckbiegerichtanlagen ist außerdem auf Bandbehandlungslinien mit Endlosband beschränkt, sodass Bandanfang bzw. Bandende der Coils miteinander verbunden werden müssen.
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Alternativ wurde in der
DD 294 886 A5 eine Vorrichtung für eine mechanische Vorentzunderung von Warmband vorgeschlagen, welche im Anschluss an eine Abwickelhaspel vor einem Beizbad angeordnet ist, wobei diese Vorrichtung aus mehreren Biegerollengerüsten besteht, von denen jedes mit einer konkav geformten und einer konvex geformten Biegerolle ausgerüstet ist, wobei diese Biegerollenpaare von Biegerollengerüst zu Biegerollengerüst entsprechend ihrem Rollenprofil wechseln, sodass das Durchgangsprofil zwischen den Biegerollen einmal eine Wölbung nach oben und einmal eine Wölbung nach unten aufweist. Eine solche Vorrichtung soll sich auch in Schub-Beiz-Anlagen einsetzen lassen, wobei der Transport z. B mit Hilfe von Treibrollensätzen erfolgen kann. Durch die wechselnden Biegerollenprofile wird das Band während des Durchlaufs wechselnd verformt, wobei die Biegung aufgrund der konvex-konkaven Profile im Wesentlichen um eine Achse erfolgt, welche sich entlang der Bandlaufrichtung erstreckt. Die Biegegeometrie ist dabei durch die Rollengeometrie vorgegeben, sodass die Anlage nur unzureichend an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden kann.
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Aus der
DE 10 2009 035 161 A1 kennt man ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entzunderung von Metallbändern, bei dem auf die Bandoberfläche ein Kryogen (z. B. flüssiger Stickstoff) aufgebracht wird, um Schmutz- bzw. Zunderpartikel zu lösen und zu entfernen. Vor dem Aufbringen des Kryogens wird außerdem Wasser auf die Bandoberfläche aufgebracht. Bei der Aufbringung des Wassers oder nach der Aufbringung des Wassers und vor der Aufbringung des Kryogens kann das Band zumindest einseitig über mindestens eine Rolle geführt werden, sodass das Band einer Biegeverformung unterzogen wird.
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Ferner kennt man ein Verfahren zum Entzundern warmgewalzter Stahlbleche, bei welchem das Blech mit dem Zweck des Aufreißens der Oxidschicht mechanisch verformt wird und die aufgerissene Oxidschicht mittels eines nachgiebigen Schleifflieses abgetragen wird. Das Blech wird dabei mit einem Biegeradius zwischen 50 mm und 300 mm gebogen. Das Blech wird bis zu mindestens 0,2 % bleibender Dehnung gestreckt (Vgl.
DE 198 17 525 A1 ).
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Im Übrigen kennt man eine Vorrichtung zum Richten von Metallband mit parallel zueinander angeordneten Führungsrollen und einer in dem Zwickel zweier Führungsrollen angeordneten Richtrolle, bei der das Band die Richtrolle zwischen zwei Berührungslinien formschlüssig umschlingt, längs derer die Führungsrollen über das Band in mittelbarer Berührung mit der Richtrolle stehen. Das Richten erfolgt durch Biegeformänderung, sodass der Bandzug keine Richtarbeit zu leisten braucht, sondern nur dazu dient, das Band fortzubewegen. Die notwendige Zugkraft bleibt weit unter derjenigen, die für ein Strecken und Biegen des Bandes beim Streckbiegerichten erforderlich ist. Die Führungsrollen bilden dabei mit der Richtrolle jeweils einen Richtspalt und nehmen dabei den durch die Banddicke bestimmten Abstand von der Richtrolle ein, sodass das Band an den beiden Berührungslinien in einem Spalt gleichsam zwischen der Richtrolle einerseits und je einer Führungsrolle andererseits eingespannt ist (vgl.
EP 0 865 839 B1 oder
DE 197 08 488 A1 ).
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Eine solche Weiterbildung dieses Richtens durch "Formschlussbiegen" wird beispielsweise in der
DE 199 17 561 C1 beschrieben. Auf die Technik des Zunderbrechens hatten derartige Entwicklungen zum Formschlussbiegen keinen Einfluss.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches bei reduziertem anlagentechnischen (Investitions-Aufwand ein einwandfreies und wirtschaftliches Zunderbrechen ermöglicht.
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Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes, insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes, dass das Band einlaufseitig vor den Richtrollen zuglos ist oder unter einen geringen Zugspannung von weniger als 10 % der Streckgrenze des Bandes und/oder weniger als 25 MPa steht und dass die Durchmesser der Richtrollen und deren Abstand in Bandlaufrichtung sowie deren Anstellung quer zur Bandlaufrichtung unter Berücksichtigung der Bandeigenschaften (und der Zugspannung) so gewählt werden, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung (an der ersten Richtrolle) und einer zweiten plastischen Biegung (an der zweiten Richtrolle) an der Bandoberseite und der Bandunterseite Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2 %, vorzugsweise zumindest 3 % erzeugt werden.
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Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass auch ohne einen Streckgrad und folglich ohne plastische Streckung des Bandes ein einwandfreies Zunderbrechen möglich wird, wenn durch zuglose Wechselbiegung die Dehnungen bzw. Stauchungen an der Bandoberseite und der Bandunterseite ausreichend groß sind. Auf eine plastische Gesamtverlängerung des Bandes, die beim Streckbiegerichten auftritt, wird verzichtet. Dennoch kann der Beizangriff der Säure bzw. die Wirkung mechanischer Entzunderungsverfahren wie Bürsten oder Strahlen auch ohne Streckgrad deutlich erhöht werden. Erfindungsgemäß wird das Band mindestens einmal in die eine und einmal in die andere Richtung plastisch gebogen, sodass die Bandoberseite und die Bandunterseite sowohl plastisch gedehnt wie auch plastisch gestaucht werden. Um auf beiden Seiten die etwa gleiche Zunderbrechwirkung zu erreichen, werden für die beiden Biegungen vorzugsweise jeweils in etwa gleiche Biegeradien eingestellt. Durch die enge Anordnung der Rollen wird auch im zuglosen Durchlauf bzw. bei keiner oder einer sehr geringen Zugspannung im Band eine Biegedehnung bzw. Randfaserdehnung/stauchung von mehr als 2 %, bevorzugt mehr als 3 % erzwungen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich diese Biegedehnungen ohne Weiteres erzeugen lassen, wenn die Rollen sehr eng zueinander angeordnet werden. Auf ein "Formschlussbiegen", welches z. B. in der
EP 0 865 839 B1 beschrieben wird, wird jedoch ausdrücklich verzichtet. Vielmehr ist der Abstand zwischen den Rollenoberflächen zweier unmittelbar benachbarter Rollen stets größer als die Banddicke, sodass kein Formschlussbiegen erfolgt. Dieses hat den Vorteil, dass der gebrochene und zum Teil abplatzende bzw. abfallende Zunder entsorgt werden kann, z. B. im Trockenverfahren und durch eine Absaugung oder im Nassverfahren durch Wegspülen, z. B. mit Wasser. Dieses ist trotz der engen Anordnung der Richtrollen möglich, sodass eine Anhäufung oder Anbackung des Zunders an den Richtrollen und damit verbundene Oberflächenbeschädigungen auf dem Band vermieden werden. Denn der beim Formschlussbiegen vorliegende beidseitige Kontakt des Bandes zur Richtrolle und gegebenenfalls zu einer Umlenkrolle, welcher bei zunderbehaftetem Band zu Oberflächenbeschädigungen führen würde, wird vermieden.
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Bevorzugt ist der ersten Richtrolle eine Umlenkrolle (oder eine weitere Richtrolle) vorgeordnet. Der zweiten Richtrolle ist bevorzugt eine Umlenkrolle (oder eine weitere Richtrolle) nachgeordnet. Alternativ kann jeder Richtrolle sowohl eine Umlenkrolle vorgeordnet oder eine Umlenkrolle nachgeordnet sein, wobei diese (zusätzlichen) Umlenkrollen auch durch (zusätzliche) Richtrollen ersetzt werden können. Eine oder mehrere Umlenkrollen (oder zusätzliche Richtrollen) können ebenfalls quer zur Bandlaufrichtung anstellbar sein. So kann entweder die Richtrolle relativ zu einer oder mehreren (festen) Umlenkrollen anstellbar sein oder die Umlenkrolle kann relativ zu einer (festen) Richtrolle anstellbar sein. Alternativ können auch sowohl die Richtrollen als auch die Umlenkrollen anstellbar sein. Jedenfalls erfolgt eine sehr kompakte Anordnung der Richtrollen und Umlenkrollen, sodass die gewünschten Dehnungen bzw. Stauchungen an der Bandoberseite bzw. Bandunterseite erzeugt werden. Durch die enge Anordnung der Richtrollen und der Umlenkrollen wird auch im zuglosen Durchlauf bzw. bei geringer Zugspannung im Band eine Randfaserdehnung/stauchung von mehr als 2 %, vorzugsweise mehr als 3 % erzwungen. Randfaserdehnung/stauchung meint Dehnung/Stauchung auf der Bandoberseite bzw. Bandunterseite.
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Der Abstand der Richtrollen und gegebenenfalls der Umlenkrollen und die Anstellung der Richtrollen und gegebenenfalls der Umlenkrollen ist dabei so gewählt, dass das Band im zuglosen Zustand an den Richtrollen einen maximalen Kreisdurchmesser annehmen kann, der maximal dem dreifachen des Richtrollendurchmessers, vorzugsweise dem doppelten des Richtrollendurchmessers entspricht. Die Richtrollen und Umlenkrollen werden folglich so nah beieinander angeordnet und mit einer solchen Eintauchtiefe angestellt, dass sich selbst bei zuglosem Band maximal ein Kreisdurchmesser des Bandes einstellen kann, der einen Maximalwert des dreifachen Richtrollendurchmessers, vorzugsweise sogar nur des zweifachen Richtrollendurchmessers nicht überschreiten kann. Die sich durch die Biegemomente und die gegebenenfalls (geringe) Zugspannung einstellende Biegelinie des Bandes ergibt dann einen Biegeradius, der für dünnere Bänder dem Richtrollenradius entspricht. Vor diesem Hintergrund ist es zweckmäßig, wenn der Richtrollendurchmesser so klein gewählt ist, dass selbst bei der geringsten Banddicke noch eine (Oberflächen-)Dehnung von mehr als 2 %, vorzugsweise mehr als 3 % erreicht wird. Dazu ist es zweckmäßig, wenn die Richtrollen einen Durchmesser aufweisen, der maximal das fünfzigfache der kleinsten in der Anlage zu bearbeitenden Banddicke aufweist. Für dickere Bänder wird der Biegeradius durch die Anstellung der Richtrollen und gegebenenfalls Umlenkrollen so eingestellt, dass sich die maximale Randfaserdehnung bzw. Oberflächendehnung von mehr als 3 % ergibt.
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Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass an den Richtrollen Biegeverluste auftreten, die in der Regel mit der Banddicke zunehmen, schlägt die Erfindung vor, dass auslaufseitig und folglich hinter den Richtrollen ein Bandzug erzeugt wird, der den einlaufseitigen Bandzug zumindest um das Maß der Umformverluste übersteigt. Das Band steht folglich auslaufseitig unter einer Bandzugspannung, die ausreicht, um im Zusammenspiel mit eventuellen Umlenkrollenantrieben alle in der Vorrichtung auftretenden Umformverluste zu decken. In der Regel wird der auslaufseitige Bandzug durch den Aufwickelzug einer Aufwickelhaspel erzeugt. Bei sehr großen Banddicken können die Umformverluste so groß werden, dass der auslaufseitig erforderliche Bandzug den verfügbaren (z. B. Aufwickelzug) überschreitet. In diesem Fall wird dann die Richtrollenanstellung begrenzt bzw. reduziert.
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Jedenfalls lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Linien ohne Endlosband, z. B. in Schubbeizlinien, einsetzen. Derartige Linien werden hauptsächlich für große Banddicken, z. B. bis 16 mm, eingesetzt. Bei einer solchen Schubbeizlinie wird der Bandanfang in der Regel von der Abwickelhaspel über ein einlaufseitiges Treibaggregat durch die Beizsektion zum Aufwickelhaspel getrieben. Dabei ist es zweckmäßig, z. B. in einer Schubbeizlinie, den Bandanfang durch die Zunderbrechvorrichtung zu treiben, wobei zunächst die anstellbaren Richtrollen (und gegebenenfalls Umlenkrollen) abgestellt sind, sodass der Bandanfang ohne Weiteres zwischen den Rollen hindurch getrieben werden kann. Es ist möglich, den Bandanfang bis zum Aufwickelhaspel voranzutreiben, durch den der auslaufseitig erforderliche Bandzug generiert wird. Anschließend werden dann die Richtrollen (und gegebenenfalls Umlenkrollen) angestellt. Die Bandlänge vom Aufwickelhaspel bis zurück zur Zunderbrechvorrichtung ist in diesem Fall nicht vorentzundert. Daher kann alternativ auslaufseitig direkt hinter der Zunderbrechvorrichtung zumindest ein weiteres (auslaufseitiges) Treibaggregat angeordnet sein, mit dem der erforderliche Bandzug erzeugt werden kann. Sobald der Bandanfang das (auslaufseitige) Treibaggregat passiert hat, wird dieses geschlossen und der Bandzug aufgebaut. Durch das zusätzliche auslaufseitige Treibaggregat lässt sich folglich die nicht vorentzunderte Bandlänge minimieren. Gleiches gilt für das Bandende, welches durch die Zunderbrechvorrichtung läuft. Ab einer gewissen Restwindungsanzahl auf dem Aufwickelhaspel kann der Abwickelzug und damit die einlaufseitig wirkende Zugspannung im Band verlorengehen. Damit nimmt gegebenenfalls der Biegeradius an den Richtrollen zu und die Zunderbrechwirkung ab. Um dieses zu verhindern, kann nach einem optionalen Vorschlag der Erfindung einlaufseitig ein Treibaggregat vorgesehen sein, welches für den Durchlauf des Bandes den einlaufseitigen Bandzug generiert, sodass auch das Bandende mit Ausnahme der Bandlänge vom einlaufseitigen Treibaggregat bis zu den Richtrollen optional vorentzundert wird.
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Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, Richtrollen und/oder Umlenkrollen anzutreiben, z. B. zur Deckung eines Teils der Umformverluste.
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Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass der letzten Richtrolle (oder der letzten Umlenkrolle) eine anstellbare Biegerolle nachgeordnet ist, mit der eine Restkrümmungskorrektur erfolgt. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass durch die starke plastische Biegung um die Richtrollen im Band eine plastische Restkrümmung erzeugt wird. Diese wird durch die Anstellung mindestens einer anstellbaren Biegerolle beseitigt bzw. minimiert. Das Band wird folglich nach dem plastischen Biegen um die Richtrollen mit mindestens einer Biegerolle so gegengebogen, dass keine oder nur eine geringe plastische Restkrümmung im Band verbleibt. Die Biegerolle weist dabei vorzugsweise einen Durchmesser auf, der so bemessen ist, dass auch die kleinste Banddicke noch über die Elastizitätsgrenze hinaus gebogen werden kann. Optional kann die Biegerolle angetrieben sein.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der an den Richtrollen gebrochene Zunder abgesaugt oder mit einem (flüssigen oder gasförmigen) Medium weggespült bzw. weggeblasen wird. Auf diese Weise werden Anhäufungen und Anbackungen im Bereich der Richtrollen vermieden, sodass insbesondere Oberflächenbeschädigungen auf dem Band vermieden werden.
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Erfindungsgemäß weisen die Richtrollen einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser auf. Bevorzugt weisen die Richtrollen einen Durchmesser auf, welcher geringer als das fünfzigfache der kleinsten zu verarbeitenden Banddicke ist. So kann es zweckmäßig sein, Richtrollen mit einem Durchmesser von weniger als 100 mm einzusetzen. Bestenfalls wird der Richtrollendurchmesser so klein gewählt, dass selbst bei der geringsten Banddicke noch eine ausreichende Randfaserdehnung erreicht wird. Dabei ist es zweckmäßig, die Richtrollen durch Stützrollen gegen Durchbiegung abzustützen, wobei vorzugsweise jeder Richtrolle zwei Stützrollen zugeordnet sind. Das Verhältnis der Stützrollendurchmesser zu dem Richtrollendurchmesser ist vorzugsweise <= 1,5, besonders bevorzugt <= 1,25. Es liegt folglich im Rahmen der Erfindung, Stützrollen mit verhältnismäßig geringem Durchmesser zu verwenden, sodass sich die gewünschte enge Geometrie realisieren lässt. Im Gegensatz zum Vielrollenrichten, bei dem zwei hintereinander angeordnete Richtrollen durch eine gemeinsame "zwischengeschaltete" Stützrolle abgestützt werden können, schlägt die Erfindung bevorzugt vor, dass den Richtrollen bzw. jeder Richtrolle jeweils zumindest zwei eigene bzw. zwei separate Stützrollen zugeordnet sind. Die einzelnen Richtrollen sind folglich jeweils einzeln abgestützt, sodass jede Stützrolle nur einer einzigen Richtrolle zugeordnet ist.
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Die Umlenkrollen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 150 mm bis 600 mm, besonders bevorzugt 200 mm bis 300 mm auf. Mit solchen Durchmessern lassen sich Umlenkrollen schaffen, die einerseits ausreichend hohe Kräfte aufnehmen können und andererseits die erfindungswesentliche enge Geometrie der Anordnung ermöglichen.
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Gegenstand der Erfindung ist dabei nicht nur das beschriebene Verfahren, sondern auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Eine solche Vorrichtung weist zumindest eine erste Richtrolle und eine zweite Richtrolle auf. Vorzugsweise ist der ersten Richtrolle zumindest eine Umlenkrolle vorgeordnet und der zweiten Richtrolle ist zumindest eine Umlenkrolle nachgeordnet. Optional kann auch jeder Richtrolle jeweils eine Umlenkrolle vorgeordnet und eine Umlenkrolle nachgeordnet sein. Bevorzugt weist die Vorrichtung außerdem einlaufseitig einen Abwickelhaspel und auslaufseitig einen Aufwickelhaspel auf, wobei der Aufwickelhaspel in der Regel nicht unmittelbar hinter der Zunderbrechvorrichtung, sondern hinter der Entzunderungs- bzw. Beizsektion angeordnet ist. Der Zunderbrechvorrichtung ist folglich eine Entzunderungsvorrichtung nachgeordnet, wobei diese Entzunderungsvorrichtung z. B. als Beizvorrichtung ausgebildet sein kann. Alternativ kommen jedoch auch andere Entzunderungsvorrichtungen zum Einsatz, z. B. Strahlvorrichtungen. Nach einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, dass der letzten Richtrolle (bzw. Umlenkrolle) ein auslaufseitiges Treibaggregat nachgeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann der ersten Richtrolle (oder Umlenkrolle) ein einlaufseitiges Treibaggregat vorgeordnet sein.
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Um einen automatischen Betrieb der Anlage und die Einstellung in etwa gleicher Biegeradien an den beiden Richtrollen zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn für gegebene Banddaten die optimale Rollanstellung mit Hilfe eines mathematischen Modells vorberechnet wird, welches als Parameter mindestens die Banddicke, Bandbreite, die Streckgrenze, den E-Modul, die Rollendurchmesser sowie die Rollengeometrie, die einlaufseitige Bandzugspannung und die auftretenden Umformbiegeverluste berücksichtigt.
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Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass für den gewünschten Banddickenbereich eine erste Richtrolle und eine zweite Richtrolle, das heißt ein Richtrollenpaar vorgesehen ist, wobei die Richtrollen in Bandlaufrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sein können oder wobei jeder Richtrolle jeweils zwei Umlenkrollen zugeordnet sind. Um den Einsatzbereich einer solchen Anlage zu erweitern können alternativ auch zwei Richtrollenpaare oder auch mehr als zwei Richtrollenpaare vorgesehen sein, wobei die Richtrollen des ersten Richtrollenpaares einen anderen Durchmesser aufweisen als die Richtrollen des zweiten Richtrollenpaares. Damit besteht dann die Möglichkeit, jedes dieser Richtrollenpaare für einen bestimmten Banddickenbereich einzusetzen, sodass das Zunderbrechen optimiert werden kann. So liegt es im Rahmen der Erfindung, dass ein erstes Richtrollenpaar vorgesehen ist, welches Richtrollen mit einem Richtrollendurchmesser aufweist, der geringer als der Richtrollendurchmesser der Richtrollen eines zweiten Richtrollenpaares ist. Das erste Richtrollenpaar kommt dann für das Zunderbrechen bei dünneren Bändern zum Einsatz, während das zweite Richtrollenpaar mit größerem Richtrollendurchmesser für das Zunderbrechen bei dickeren Bändern eingesetzt wird. In diesem Fall ist es auch zweckmäßig, wenn die jeweiligen Stützrollen einen kleineren bzw. einen größeren Durchmesser aufweisen. Jedenfalls lässt sich mit kleinerem Richtrollendurchmessern bei dünneren Bändern die Biegewirkung erhöhen. Für die Biegekräfte, die bei dicken Bändern auftreten, werden aber die zusätzlichen Belastungen der Stützrollen überschritten. Daher ist es bei dicken Bändern vorteilhaft, ein zweites Richtrollenpaar mit größeren Durchmessern einzusetzen.
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Ebenso kann es sinnvoll sein, zwei Richtrollenpaare einzusetzen, wenn die sich bei einlaufseitigem zuglosen Band bzw. bei sehr geringen einlaufseitigen Zugspannungen einstellenden Biegeradien für eine effektive Entzunderung noch zu groß sind. Durch die Umformverluste, die beim Biegen um das erste Richtrollenpaar entstehen, erhöht sich der Bandzug im Band nach dem ersten Richtrollenpaar und damit der einlaufseitige Bandzug für das zweite Richtrollenpaar. Dadurch stellen sich bei den Bändern, bei denen der Biegeradius größer als der Richtrollendurchmesser ist, kleinere Biegeradien ein, das heißt die Oberflächendehnung und -stauchung nimmt zu und damit die Zunderbrechwirkung. Gegebenenfalls können auch mehrere Richtrollenpaare zur Bandzugerhöhung eingesetzt werden. Durch die Bandzugerhöhung wird im Band dann auch ein (geringer) Streckgrad erzeugt, sodass eine Verbesserung der Bandplanheit erzielt wird.
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Besonders bevorzugt lässt sich die erfindungsgemäße Zunderbrechvorrichtung in Linien ohne Endlosband, z. B. Schubbeizlinien, einsetzen. Alternativ kann die erfindungsgemäße Zunderbrechvorrichtung aber auch in Linien mit Endlosband als kostengünstige Variante im Vergleich zu einer Streckbiegerichtanlage eingesetzt werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
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1 eine Vorrichtung zum Entzundern warmgewalzter Bänder mit einer Zunderbrechvorrichtung in einer stark vereinfachten Ansicht,
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2 die Zunderbrechvorrichtung in einer vergrößerten Darstellung,
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3 den Gegenstand nach 2 in einer abgewandelten Ausführungsform und
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4 den Gegenstand nach 2 in einer weiteren Ausführungsform.
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1 zeigt eine Vorrichtung zum Entzundern warmgewalzter Bänder 1, wobei das Band 1 von einer Abwickelhaspel 2 abgewickelt und auf eine Aufwickelhaspel 5 aufgewickelt wird. Die Vorentzunderung erfolgt in einer (mechanischen) Zunderbrechvorrichtung 3, in welcher der Zunder auf der Bandoberfläche aufgebrochen wird, um einen besseren Säureangriff in der nachgeschalteten Entzunderungs- bzw. Beizsektion 4 zu gewährleisten. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die in 1 lediglich angedeutete Zunderbrechvorrichtung 3. In den 2 bis 4 ist diese Zunderbrechvorrichtung 3 in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Die Zunderbrechvorrichtung 3 weist zumindest ein Richtrollenpaar P mit zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordneten Richtrollen 6, 7 auf, wobei das Metallband 1 um diese Richtrollen 6, 7 geführt und dabei einer Wechselbiegung unterzogen wird. In dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der ersten Richtrolle 6 eine Umlenkrolle 8 vorgeordnet und der zweiten Richtrolle 7 ist eine Umlenkrolle 9 nachgeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die (obere) Richtrolle 6 und die (obere) Umlenkrolle 9 quer zur Bandlaufrichtung anstellbar, während die (untere) Richtrolle 7 und die (untere) Umlenkrolle 8 ortsfest angeordnet sein können. Die Richtrollen 6, 7 sind jeweils durch Stützrollen 12 abgestützt. Jeder Richtrolle sind jeweils zwei Stützrollen zugeordnet, wobei jede Stützrolle nur einer einzigen Richtrolle zugeordnet ist. Die Anstellbarkeit der Rollen quer zur Bandlaufrichtung ist durch Doppelfpfeile angedeutet.
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Erfindungsgemäß erfolgt das Zunderbrechen im Wege des Biegerichtens, das heißt durch Biegen um die Richtrollen 6, 7, wobei das Band 1 einlaufseitig, das heißt vor den Richtrollen 6, 7 und Umlenkrollen 8, 9 zuglos ist oder eine lediglich geringe Zugspannung von weniger als 10 % der Streckgrenze des Bandes und bevorzugt weniger als 25 MPa aufweist. In den Figuren ist angedeutet, dass der Durchmesser der Richtrollen und deren Abstand in Bandlaufrichtung zueinander sowie der Abstand zu den jeweiligen Richtrollen sowie die Anstellung der Richtrollen und Umlenkrollen so gewählt ist, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung um die Richtrolle 6 und einer zweiten plastischen Biegung um die Richtrolle 7 an der Bandoberseite und der Bandunterseite Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2 %, vorzugsweise zumindest 3 % erzeugt werden. Erfindungsgemäß erfolgt ein Zunderbrechen durch zuglose Wechselbiegung, das heißt im Unterschied zum Streckbiegerichten wird auf eine plastische Gesamtverlängerung (Streckgrad) verzichtet. Dennoch erfolgt ein effizientes Aufbrechen des Zunders, sodass der Beizangriff der Säure bzw. die Wirkung der nachgeschalteten mechanischen Entzunderungsverfahren wie Bürsten oder Strahlen ohne Streckgrad deutlich erhöht wird. Dieses wird erfindungsgemäß durch die enge Anordnung der Richtrollen 6, 7 zueinander bzw. der Richtrollen 6, 7 zu den Umlenkrollen 8, 9 erreicht, und zwar unter Berücksichtigung der jeweiligen Rollendurchmesser. Durch die enge Anordnung der Umlenkrollen 8, 9 und Richtrollen 6, 7 wird auch im zuglosen Durchlauf bzw. bei geringer Zugspannung im Band eine Biegedehnung von mehr als 2 %, bevorzugt mehr als 3 % erzwungen. Die Abstände der Umlenkrollen 8, 9 und Richtrollen 6, 7 und deren Anstellung bzw. Eintauchtiefe sind dabei so eingestellt, dass das Band 1 an den Richtrollen 6, 7 einen maximalen Kreisdurchmesser K annehmen kann, welcher maximal dem dreifachen des Richtrollendurchmessers, vorzugsweise maximal dem doppelten des Richtrollendurchmessers entspricht. Dieses ist durch die (punktierte) Linie K in den Figuren angedeutet. Selbst wenn das Band 1 zuglos durch die dargestellte Anordnung geführt wird, kann das Band maximal den angedeuteten Kreisdurchmesser K annehmen, und zwar aufgrund der engen Anordnung der Richtrollen 6, 7 und Umlenkrollen 8, 9 und der eingestellten Eintauchtiefen.
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Der auslaufseitigen Richtrolle 7 bzw. deren Umlenkrolle 9 ist im Ausführungsbeispiel eine Biegerolle 11 nachgeordnet, mit der eine Restkrümmungskorrektur erfolgt. Zwischen der Umlenkrolle 9 und der Biegerolle 11 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Bandes eine weitere Umlenkrolle 10 vorgesehen.
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Im Übrigen ist erkennbar, dass einlaufseitig ein Treibaggregat 13 und auslaufseitig ein Treibaggregat 14 vorgesehen sind. In einer Schubbeizlinie besteht die Möglichkeit, den Bandanfang eines Coils durch die Zunderbrechvorrichtung 3 zu treiben, wobei zunächst die anstellbaren Richtrollen und Umlenkrollen abgestellt sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß 2 handelt es sich um die Richtrolle 6 und die Umlenkrolle 9 sowie gegebenenfalls die Biegerolle 11, die zunächst abgestellt werden. Der Bandanfang kann grundsätzlich bis zum Aufwickelhaspel 5 vorangetrieben werden, durch den dann der auslaufseitige erforderliche Bandzug generiert wird. Erst dann werden die Richtrollen 6 und Umlenkrollen 9 angestellt. In diesem Fall wäre die Bandlänge bis zum Aufwickelhaspel 5 bis zurück zur Zunderbrechvorrichtung 3 nicht vorentzundert. Durch das auslaufseitig direkt hinter der Zunderbrechvorrichtung angeordnete Treibaggregat 14 lässt sich die nicht vorentzunderte Bandlänge minimieren. Denn mit Hilfe dieses Treibaggregates 14 kann der erforderliche Bandzug erzeugt werden. Sobald der Bandanfang das Treibaggregat 14 passiert hat, wird dieses geschlossen und der Bandzug aufgebaut. Gleiches gilt für das Bandende eines Coils, welches durch die Zunderbrechvorrichtung 3 läuft. Sobald ab einer gewissen Restwindungszahl auf dem Abwickelhaspel der Abwickelzug und damit die einlaufseitig wirkende Zugspannung im Band verloren geht, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass die Zunderbrechwirkung abnimmt. Um dieses zu verhindern, ist einlaufseitig das Treibaggregat 13 installiert, welches für den Durchlauf des Bandes 1 den einlaufseitigen Bandzug generiert, sodass auch das Bandende mit Ausnahme der Bandlänge vom einlaufseigen Treibaggregat 13 bis zu den Richtrollen optimal vorentzundert wird.
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3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls eine erste Richtrolle 6 und eine zweite Richtrolle 7 für die Wechselbiegung vorgesehen sind. Während gemäß 2 der ersten Richtrolle 6 lediglich eine Umlenkrolle 8 vorgeordnet und der zweiten Richtrolle 7 lediglich eine Umlenkrolle 9 nachgeordnet ist, zeigt 3 eine Ausführungsform, bei welcher jeder Richtrolle 6 bzw. 7 jeweils zwei Umlenkrollen 8, 8' bzw. 9, 9' zugeordnet sind. Die Umlenkrollen 8, 8' sind der Richtrolle 6 zugeordnet und auf der gegenüberliegenden Bandseite angeordnet, während die Umlenkrollen 9, 9' der Richtrolle 7 zugeordnet sind und ebenfalls auf der gegenüberliegenden Bandseite angeordnet sind. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn die beiden Richtrollen 6, 7 anstellbar sind, während die Umlenkrollen 8, 8' bzw. 9, 9' ortsfest angeordnet sein können. Anstellbarkeit ist wieder durch Doppelpfeile angedeutet.
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4 zeigt eine weitere Option der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform nach 4 sind zwei Richtrollenpaare P, P' mit jeweils zwei Richtrollen 6, 7 vorgesehen, sodass die Ausführungsform gemäß 4 letztlich einer "Verdopplung" der Ausführungsform nach 2 entspricht. Das erste Richtrollenpaar P weist Richtrollen 6, 7 mit einem geringen Durchmesser von z. B. 50 mm bis 60 mm auf, während das zweite Richtrollenpaar P' Richtrollen 6, 7 mit einem größeren Durchmesser von z. B. 70 mm bis 80 mm aufweist. Der Durchmesser der Umlenkrollen kann z. B. 250 mm betragen. Mit der Zunderbrechvorrichtung gemäß 4 lässt sich folglich ein besonders großer Banddickenbereich abdecken, denn die Richtrollenpaare P bzw. P' sind bei unterschiedlichen Banddicken einzusetzen. Für dünnere Bänder kann z. B. das erste Richtrollenpaar P zum Einsatz kommen und für dickere Bänder kann das Richtrollenpaar P' mit größeren Richtrollen und Stützrollen zum Einsatz kommen. Denn mit kleineren Richtrollendurchmessern lässt sich bei dünneren Bändern die Biegewirkung erhöhen. Für Biegekräfte, die bei dicken Bändern auftreten, werden aber die zusätzlichen Belastungen der Stützrollen überschritten, sodass sich bei dicken Bändern anbietet, ein zweites Richtrollenpaar mit größeren Durchmessern einzusetzen. Alternativ kann es jedoch auch sinnvoll sein, beide Richtrollenpaare P und P' einzusetzen, und zwar dann, wenn die sich bei einlaufseitigem zuglosen Band bzw. bei sehr geringen einlaufseitigen Zugspannungen einstellenden Biegeradien für eine effektive Entzunderung noch zu groß sind. Durch die Umformverluste, die beim Biegen um das erste Richtrollenpaar P entstehen, erhöht sich der Bandzug im Band nach dem ersten Richtrollenpaar P und damit der einlaufseitige Bandzug für das zweite Richtrollenpaar P'. Dadurch stellen sich bei Bändern, bei denen der Biegeradius größer als der Richtrollendurchmesser ist, kleinere Biegeradien ein, das heißt die Randfaserdehnung und -stauchung nimmt zu und damit auch die Zunderbrechvorrichtung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 2350503 B1 [0003]
- DE 2942270 A1 [0003]
- DD 294886 A5 [0004]
- DE 102009035161 A1 [0005]
- DE 19817525 A1 [0006]
- EP 0865839 B1 [0007, 0011]
- DE 19708488 A1 [0007]
- DE 19917561 C1 [0008]