DE102013214344A1 - Kühlstrecke und Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband - Google Patents

Kühlstrecke und Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kühlstrecke und ein Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband. Die Kühlstrecke weist einen ersten Kühlabschnitt 110 und einen zweiten Kühlabschnitt 120 auf, welcher dem ersten Kühlabschnitt in Transportrichtung des Metallbandes nachgeordnet ist. Zum Verbessern der Planheit des Metallbandes nach Verlassen der Kühlstrecke wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, eine Planheitsmesseinrichtung 130 zum Messen der Ist-Planheit des Metallbandes zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt vorzusehen. Darüber hinaus sind Randmasken 140‘, 140‘‘ in dem ersten und/oder dem zweiten Kühlabschnitt 110, 120 vorgesehen zum dortigen Abdecken der Ränder des Metallbandes gegen Kühlmittel. Schließlich sind Aktuatoren 150‘, 150‘‘ in den beiden Kühlabschnitten vorhanden zum Variieren der Positionen der Randmasken über den Rändern des Metallbandes nach Maßgabe einer Regeldifferenz zwischen der von der Planheitsmesseinrichtung 130 gemessenen Ist-Planheit des Metallbandes und einer vorgegebenen Soll-Planheit.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Kühlstrecke und ein Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband.
  • Stand der Technik
  • Ziel einer Warmbandstraße, umfassend eine Fertigwalzstraße, eine nachgeschaltete Kühlstrecke sowie optional einen der Kühlstrecke nachgeschalteten Haspel, ist die Herstellung eines planen Metallbandes, um dessen Weiterverarbeitung möglichst störungsfrei zu gewährleisten. Bereits innerhalb der Fertigstraße ist man bemüht, die Planheit des Metallbandes möglichst sicherzustellen; dazu sind in der Regel in den Walzgerüsten Einrichtungen zur Beeinflussung der Planheit vorhanden; dies sind z. B. Walzenbiegesysteme, Continuous Variable Crown CVC-Walzen, und/oder es sind hydraulische Anstelleinrichtungen vorgesehen zum Schwenken der Walzensätze in den Walzgerüsten.
  • Durch den Kühlprozess innerhalb einer Kühlstrecke hinter der Fertigstraße und der damit verbundenen Gefügeumwandlung im Warmband kann es zu Planheitsfehlern kommen. Zum Beheben dieser Fehler sind Randmasken, sogenannte „Edge-Masking“-Systeme bekannt, welche innerhalb der Kühlstrecke verwendet werden, um die Kühlwirkung über der Bandbreite zu beeinflussen, insbesondere an den Rändern zu reduzieren. Die Position dieser Randmasken wird traditionell für jedes zu kühlende warmgewalzte Metallband von einem Prozessrechner symmetrisch zur Materialmitte vorgegeben und über die gesamte Materiallänge bzw. Metallbandlänge nicht geändert. Siehe dazu z. B. den Artikel: Hagmann, R. et al., 24es Journees Siderurgiques Internationales 2003, Proceedings. Revue de Metrallurgie, Paris, Dezemberausgabe 2003, S. 114–115. Die Verwendung der Randmasken in der beschriebenen traditionellen Weise ermöglicht jedoch nicht die vollständige Behebung von Planheitsfehlern.
  • Weiterhin ist aus der chinesischen Patentanmeldung CN 101397626 A bekannt, zwischen einem ersten Kühlabschnitt zum Kühlen von warmgewalztem Metallband und einer Bettkühlung des warmgewalzten Metallbandes bzw. der daraus geschnittenen Brammen eine Richteinrichtung vorzusehen zum Glätten des Metallbandes. Die japanische Offenlegungsschrift JP 03028327 A offenbart das Vorsehen eines Spannrollensatzes zwischen zwei Kühlabschnitten einer Kühlzone zum Kühlen von kaltgewalztem Stahlband, und die europäische Anmeldung EP 2 468 905 A1 empfiehlt das Vorsehen eines Vertikalbandspeichers zwischen zwei Kühlabschnitten einer Kühlstrecke.
  • Schließlich ist es bekannt, Richtmaschinen vor und hinter einem Aufwickelhaspel anzuordnen, um das Metallband vor seiner Weiterverarbeitung weiter zu glätten.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Kühlstrecke und ein bekanntes Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband dahingehend weiterzubilden, dass die Planheit des Metallbandes weiter verbessert wird.
  • Diese Aufgabe wird bezüglich der Kühlstrecke durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach ist die Kühlstrecke gekennzeichnet durch eine zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt angeordnete Planheitsmesseinrichtung zum Messen der Ist-Planheit des Metallbandes, durch Randmasken zum Abdecken der Ränder des Metallbandes gegen das Kühlmittel in dem ersten und/oder zweiten Kühlabschnitt, durch Aktuatoren zum Positionieren der Randmasken über den Rändern des Metallbandes und durch eine übergeordnete Planheitssteuereinrichtung (400) zum Variieren der Position der Randmasken durch Ansteuern der Aktuatoren nach Maßgabe einer Regeldifferenz e zwischen der von der Planheitsmesseinrichtung gemessenen Ist-Planheit des Metallbandes und einer vorgegebenen Soll-Planheit.
  • Der Begriff „Planheit“ meint im Rahmen der vorliegenden Erfindung typischerweise immer eine Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes.
  • Die beanspruchte Variation der Position der Randmasken bezieht sich auf eine Variation gegenüber einer Arbeitsposition der Randmasken über den Rändern des Metallbandes. Die beanspruchte Variation erfolgt immer mit dem Ziel, die Regeldifferenz zu Null zu machen.
  • Die Anordnung der Planheitsmesseinrichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt bietet den Vorteil, dass die Planheitsmessung erst dann erfolgt, nachdem das zuvor warmgewalzte Metallband bereits eine deutliche Abkühlung in dem ersten Kühlabschnitt erfahren hat. Planheitsfehler, die z. B. durch eine ungleichmäßige Abkühlung über der Breite des Metallbandes in dem ersten Kühlabschnitt entstanden sind, werden somit durch die Planheitsmesseinrichtung erfasst und können gezielt behoben werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass die Erfassung der Planheitsfehler durch die Planheitsmesseinrichtung nahe am Ort der Korrektur der Planheitsfehler durch die Randmasken in mindestens einem der beiden Kühlabschnitte erfolgt, so dass eine recht effektive Behebung der Planheitsfehler möglich ist, ohne dass zusätzliche bzw. wieder neue Planheitsfehler zwischen dem Ort der Korrektur und dem Ort der Messung der Planheitsfehler entstehen können.
  • Im Unterschied zum Stand der Technik, wo die Positionierung der Randmasken auf prognostizierten Gefügeumwandlungen und starr für die gesamte Bandlänge erfolgte, ermöglicht die Erfindung durch die jeweils aktuell innerhalb der Kühlstrecke ermittelte Ist-Planheit und die davon abhängige beanspruchte Variation der Position der Randmasken eine deutlich realitätsnähere und flexiblere Korrektur der Planheit auch während des Walzprozesses. Daraus resultiert insbesondere eine deutlich verbesserte Planheit des Metallbandes.
  • Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel weist die übergeordnete Planheitssteuereinrichtung der Kühlstrecke einen Regelkreis auf zum Regeln der Planheit des Metallbandes auf eine vorgegebene Soll-Planheit durch geeignetes Ansteuern der Aktuatoren und Anstellen der Randmasken in dem ersten Kühlabschnitt mit Hilfe von Gestängen nach Maßgabe der Regeldifferenz. Vorteilhafterweise kann mit dieser Regelung tatsächlich die Planheit des Metallbandes auf die gewünschte Soll-Planheit eingeregelt werden, so dass die resultierende Regeldifferenz Null wird.
  • Alternativ oder zusätzlich zu dem beschriebenen Regelkreis kann die übergeordnete Planheitssteuereinrichtung eine erste Vorsteuereinrichtung vorsehen zum Einstellen der Planheit des Metallbandes durch geeignetes Ansteuern der Aktuatoren und Anstellen der Randmasken in dem zweiten Kühlabschnitt, ebenfalls nach Maßgabe der Regeldifferenz. Im Unterschied zu der zuvor in Verbindung mit dem ersten Kühlabschnitt beschriebenen Regelung erfolgt in Verbindung mit dem zweiten Kühlabschnitt lediglich eine Steuerung der Randmasken. Dies bedeutet, dass die Randmasken in dem zweiten Kühlabschnitt so angestellt werden, dass die Regelabweichung am Ort der Planheitsmessung vor der zweiten Kühlstrecke voraussichtlich Null wird. Eine Kontrolle oder Überwachung der Planheit nach dem Anstellen der Randmasken in dem zweiten Kühlabschnitt ist bei der Vorsteuereinrichtung nicht vorgesehen.
  • Die Planheitsmesseinrichtung weist typischerweise eine Mehrzahl von Messaufnehmern auf zum Erfassen der Ist-Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes. Die Planheitsmesseinrichtung kann beispielsweise als Planheitsmessrolle ausgebildet sein.
  • Zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt, vorzugsweise zwischen der Planheitsmesseinrichtung und dem zweiten Kühlabschnitt kann eine Richteinrichtung vorgesehen sein zum Beheben von Planheitsfehlern in dem Metallband. Die Richteinrichtung kann als Biegerollenrichteinrichtung oder als Streckrichter ohne oder mit variabler Länge ausgebildet sein. Die Richteinrichtung wird vorzugsweise durch eine der übergeordneten Planheitssteuereinrichtung zugeordneten zweiten Vorsteuereinrichtung nach Maßgabe der Regeldifferenz angesteuert.
  • Mit dem Anspruch 1 wird die Messung der Ist-Planheit des Metallbandes zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt beansprucht sowie ein Ausgleich einer festgestellten Regeldifferenz zwischen der besagten Ist-Planheit und einer vorgegebenen Soll-Planheit entweder in dem ersten Kühlabschnitt oder in dem zweiten Kühlabschnitt oder in beiden Kühlabschnitten durch geeignete Positionierung der Randmasken. Wenn es durch die Regelung der Planheit in dem ersten Kühlabschnitt nicht gelingen sollte, die Regeldifferenz e auf Null zu fahren, so besteht erfindungsgemäß die Möglichkeit, die Planheit des Metallbandes dennoch weiter zu verbessern. Eine erste Möglichkeit besteht darin, auch die Randmasken in dem zweiten nachgeschalteten Kühlabschnitt entsprechend der Regeldifferenz geeignet zu positionieren. Eine zweite Möglichkeit bestünde in der geeigneten Ansteuerung der Richteinrichtung zwischen den beiden Kühlabschnitten, ebenfalls nach Maßgabe der Regeldifferenz. Die erste und die zweite Möglichkeit können auch beide zusammen in Kombination mit der Regelung der Planheit im ersten Kühlabschnitt verwendet werden.
  • Das beanspruchte Ansteuern der Randmasken dient insbesondere zum Ausgleichen von Randwelligkeiten bei dem Metallband; Planheitsfehler in der Mitte des Bandes werden damit nicht korrigiert. Deshalb ist es vorteilhaft, neben der Ansteuerung der Randmasken auch die Richteinrichtung zwischen den beiden Kühlabschnitten vorzusehen, um insbesondere auch Planheitsfehler in der Mitte des Metallbandes noch beheben zu können.
  • Die genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband gemäß Anspruch 11 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die Kühlstrecke genannten Vorteilen.
  • Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der beanspruchten Kühlstrecke und des beanspruchten Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
  • Der Beschreibung sind 12 Figuren beigefügt, wobei
  • 1 eine Warmbandstraße im Längsschnitt mit der erfindungsgemäßen Kühlstrecke;
  • 2 den erfindungsgemäßen ersten Kühlabschnitt im Querschnitt;
  • 3 die erfindungsgemäße Kühlstrecke mit durchlaufendem Metallband in einer Draufsicht;
  • 4 einen Regelkreis zum Regeln der Planheit in dem ersten Kühlabschnitt der Kühlstrecke;
  • 5 eine erste Vorsteuereinrichtung zum Ansteuern der Randmasken in einem zweiten Kühlabschnitt der Kühlstecke;
  • 6 eine zweite Vorsteuereinrichtung zum Ansteuern der Richteinrichtung;
  • 7 die Warmbandstraße im Längsschnitt mit einer Richteinrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
  • 8 die Warmbandstraße im Längsschnitt mit der Richteinrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
  • 9 die Warmbandstraße im Längsschnitt mit der Richteinrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel;
  • 10 den physikalischen Zusammenhang zwischen der bleibenden Dehnung des Metallbandes aufgrund des Kriechens über der Zeit bei variabler Temperatur und konstanter Spannung;
  • 11 den physikalischen Zusammenhang zwischen der bleibenden Dehnung des Metallbandes aufgrund des Kriechens über der Zeit für eine konstante Temperatur und unterschiedliche Spannungen; und
  • 12 ein Beispiel für eine gemessene Ist-Planheit über der Breite des Metallbandes
    zeigt.
  • Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die genannten Figuren in Form von Ausführungsbeispielen detailliert beschrieben. In allen Figuren sind gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
  • 1 zeigt eine Warmbandstraße umfassend eine Fertigwalzstraße 300, eine der Fertigwalzstraße in Materialflussrichtung bzw. Transportrichtung R des Metallbandes 200 nachgeschaltete erfindungsgemäße Kühlstrecke 100 und eine der Kühlstrecke beispielhaft nachgeschaltete Haspeleinrichtung 400. Die erfindungsgemäße Kühlstrecke dient zum Kühlen des zuvor in der Fertigwalzstraße 300 warmgewalzten Metallbandes 200. Sie besteht unter anderem aus einem ersten Kühlabschnitt 110, in welchem das Metallband mit einem Kühlmedium beaufschlagt wird, zwecks Einstellung gewünschter Materialeigenschaften, insbesondere zwecks Durchführung gewünschter Gefügeumwandlungen.
  • Dem ersten Kühlabschnitt 110 ist in der Kühlstrecke in Transportrichtung R ein zweiter Kühlabschnitt 120 nachgeschaltet zum Einstellen gewünschter technologischer Eigenschaft des Metallbandes, d. h. insbesondere zum Einstellen von dessen Temperatur für die Weiterverarbeitung, weiter insbesondere auf eine geeignete Temperatur zum Aufhaspeln in der Haspeleinrichtung 400.
  • Zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt ist erfindungsgemäß eine Planheitsmesseinrichtung 130 zum Beispiel in Form einer Planheitsmessrolle angeordnet zum Messen der Ist-Planheit des Metallbandes.
  • 2 zeigt einen Querschnitt durch den ersten Kühlabschnitt 110 mit darunter herlaufendem Metallband 200. Die vertikalen Striche symbolisieren ein Kühlmedium, welches von dem ersten Kühlabschnitt auf das Metallband 200 gespritzt wird. Zu erkennen sind Randmasken 140‘, welche über dem rechten und dem linken Rand des Metallbandes 200 angeordnet sind und diesen abdecken, um zu verhindern, dass das Kühlmedium direkt auf die Ränder gespritzt wird. Die Randmasken 140‘ sind quer zur Transportrichtung R des Metallbandes, d. h. in Breitenrichtung des Metallbandes verschiebbar; damit ist der Überdeckungsgrad, mit welchem die Randmasken die Ränder des Metallbandes abdecken, variabel einstellbar bzw. variierbar. Die Transportrichtung R verläuft in 2 senkrecht zur Zeichenebene. Vorteilhafterweise ist diese variable Einstellung auch während eines laufenden Prozesses, d. h. eines Durchlaufs des Metallbandes, möglich.
  • 3 zeigt die erfindungsgemäße Kühlstrecke 100 in einer Draufsicht. Es sind die beiden in Transportrichtung R hintereinander angeordneten beiden Kühlabschnitte 110, 120 mit dazwischen angeordneter Planheitsmesseinrichtung 130 zu erkennen. Weiterhin sind die dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt 110, 120 zugeordneten Randmasken 140‘, 140‘‘ zu erkennen, welche mit Hilfe von Aktuatoren 150‘, 150‘‘ und Gestängen 152‘, 152‘‘ in ihrer Position über den Rändern des Metallbandes quer zur Transportrichtung R in Richtung der Doppelpfeile verschiebbar sind. Die Ansteuerung der Aktuatoren 150‘, 150‘‘ erfolgt durch eine übergeordnete Planheitssteuereinrichtung 400, in welcher ein Regelkreis 160, eine erste und/oder eine zweite Vorsteuereinrichtung zusammengefasst sein können.
  • 4 zeigt den Regelkreis 160 zum Regeln der Planheit des Metallbandes in dem ersten Kühlabschnitt 100 auf eine vorgegeben Soll-Planheit PSoll. Zu diesem Zweck wird diese Soll-Planheit zunächst in einer Vergleichseinrichtung 161 mit der durch die Planheitsmesseinrichtung 130 gemessenen Ist-Planheit PIst verglichen, um daraus typischerweise durch Differenzbildung, eine Regelabweichung e zu ermitteln. Die Regelabweichung geht ein in einen Regler 162, welcher nach Maßgabe der Regelabweichung ein geeignetes Stellsignal an die Aktuatoren 150‘ ausgibt. Diese Aktuatoren 150‘ dienen zum geeigneten Variieren der Positionen der Randmasken 140‘ über dem linken und rechten Rand des Metallbandes 200 mit Hilfe von Gestängen 152‘ mit dem Ziel, die Regelabweichung zu Null zu machen. In 4 ist die Regelstrecke, d. h. insbesondere der erste Kühlabschnitt 110 mit der nachgeordneten Planheitsmesseinrichtung 130, im weitesten Sinne jedoch die gesamte Warmbandstraße, mit dem Bezugszeichen 155 bezeichnet.
  • Wenn über der Breite des Metallbandes 200, d. h. in einer Erstreckung quer zur Transportrichtung R eine unsymmetrische Planheitsverteilung gemessen wird, wie sie beispielsweise in 12 dargestellt ist, bietet die vorliegende Erfindung den Vorteil, dass die Aktuatoren 150‘ auf der linken und rechten Seite des Metallbandes, vergleiche 3, zum Ausgleich der Regeldifferenz erforderlichenfalls auch unterschiedlich, d. h. asymmetrisch angesteuert werden können. Dies ermöglicht vorteilhafterweise eine gezielte Bekämpfung der gemessenen – auch unsymmetrischen – Unplanheiten an dem linken und rechten Rand des Metallbandes 200.
  • Die Positionierung der Randmasken 140‘ kann zeitlich variieren während des Durchlaufens des gesamten Metallbandes 200 durch die Kühlstrecke 100.
  • 5 zeigt eine erste Vorsteuereinrichtung 170 zum geeigneten Ansteuern der Aktuatoren 150‘‘ in dem zweiten Kühlabschnitt 120; siehe 3. Die zweiten Aktuatoren 150‘‘ dienen zum geeigneten Variieren der Position der Randmasken 140‘‘ mit Hilfe von z. B. Gestängen 152‘‘.
  • 6 zeigt eine zweite Vorsteuereinrichtung 190 zum geeigneten Ansteuern einer Richteinrichtung 180, welche erfindungsgemäß zwischen dem ersten Kühlabschnitt 110 und dem zweiten Kühlabschnitt 120, vorzugsweise zwischen der Planheitsmesseinrichtung 130 und dem zweiten Kühlabschnitt 120 angeordnet ist.
  • Sowohl die erste Vorsteuereinrichtung gemäß 5 wie auch die zweite Vorsteuereinrichtung gemäß 6 erzeugen ihre Stellsignale zum Ansteuern der Aktuatoren 150‘‘ oder der Richtmaschine 180 mit dem Ziel, die eventuell festgestellte Regeldifferenz e zwischen der vorgegebenen Soll-Planheit PSoll und der gemessen Ist-Planheit PIst zu Null machen.
  • Sowohl für Regelung wie auch für die erste oder zweite Vorsteuerung gilt, dass die Randmasken weiter zur Mitte des Metallbandes hin positioniert werden, so dass sie mehr Fläche des Bandes abdecken, wenn die Zugspannungsverteilung über der Breite zu uneinheitlich, das heißt die Planheit nicht ausreichend ist, und umgekehrt.
  • 7 zeigt die Warmbandstraße und insbesondere die erfindungsgemäße Kühlstrecke 100 mit der Richteinrichtung 180 in Form einer Biegerollenrichteinrichtung zwischen den beiden Kühlabschnitten 110, 120.
  • 8 zeigt die Verwendung eines Streckrichters ohne variable Länge als zweite Möglichkeit für die Richteinrichtung neben der Biegerollenrichteinrichtung.
  • 9 zeigt die Möglichkeit zur Verwendung eines Streckrichters mit variabler Länge als dritte Möglichkeit für die Richteinrichtung.
  • Der Streckrichter mit variabler Länge 184 gemäß 9 besteht aus zwei Treiberrollenpaaren 186 zur Aufrechterhaltung eines stabilen Zugs in dem Metallband 200. Die erfindungsgemäße Planheitsmesseinrichtung 130 ist bei diesem Streckrichter in Form einer Zugmessrolle, welche als Tensometer fungiert, zwischen den beiden Treiberrollenpaaren angeordnet und wird dort mit einem vorbestimmten Umschlingungswinkel in das Band gefahren.
  • Die Planheit des Bandes wird repräsentiert durch die Zugspannungsverteilung über der Breite des Bandes. Eine gleichverteilte Zugspannung über der Breite repräsentiert eine gute Planheit. Demgegenüber repräsentiert eine ungleich verteilte Zugspannung über der Breite eine gewisse Welligkeit des Metallbandes oder lokale Unplanheiten.
  • Die Zugmessrolle bzw. die Planheitsmesseinrichtung 130 fungiert hier als Tänzerrolle 185 und ist vorzugsweise mit mehreren Druckaufnehmern für die Erfassung der Zugspannungsverteilung bzw. der Planheit über der Breite ausgebildet. Der für die Messung der Zugspannungsverteilung bzw. der Planheit nötige Umschlingungswinkel wird durch das Verfahren der Zugmessrolle senkrecht zur Bandlaufrichtung, d. h. in Richtung des Doppelpfeils in 9, eingestellt. Aus dem Zugprofil lässt sich dann über das bekannte Hook‘sche Gesetz
  • Gesetz
    Figure DE102013214344A1_0002
    mit den Größen E als Elastizitätsmodul des Bandmaterials, Δl als bezogene Länge und l0 als kürzeste Länge die Planheit bestimmen. Die Verwendung des Streckrichters mit variabler Länge gemäß 9 ermöglicht vorteilhafterweise die Ausnutzung des bei höheren Temperaturen vorhandenen Kriechverhaltens des Materials des Metallbandes. Durch die Höhenverstellung der Tänzerrolle bzw. der Planheitsmesseinrichtung 130 kann die Weglänge vorgegeben und eingestellt werden, die das Metallband gegenüber einem reinen Durchlauf in Transportrichtung R zusätzlich zurücklegen muss. Während der dafür benötigten größeren Laufzeit hat das Metallband Gelegenheit zu kriechen. Das Kriechen bewirkt eine Reduzierung und insbesondere eine Vergleichmäßigung der Zugspannungsverteilung in dem Metallband über dessen Breite. Mit dem Ausgleich der Zugspannungsverteilung über der Breite werden gleichzeitig auch eventuelle Planheitsfehler ausgeglichen.
  • 10 veranschaulicht, dass die Wirkung des Kriechens, d. h. die bleibende Dehnung aufgrund des Kriechens und damit auch ein Ausgleich von Planheitsfehlern, bei höheren Temperaturen schneller eintritt als bei niedrigeren Temperaturen. Deshalb ist es vorteilhaft, wenn erfindungsgemäß das Messen der Planheit und das Korrigieren von Planheitsfehlern durch die Richteinrichtung, insbesondere vorteilhaft durch die Richteinrichtung in Form des Streckrichters mit variabler Länge, bereits nach dem ersten Kühlabschnitt, also bei noch relativ hohen Temperaturen erfolgt und nicht erst am Ende der gesamten Kühlstrecke.
  • 11 zeigt, dass die Wirkung des Kriechens umso schneller eintritt, und umso größer ist, je größer die Zugspannung in dem Metallband ist bei konstanter Temperatur.
  • Bezugszeichenliste
  • 100
    Kühlstrecke
    110
    Kühlabschnitt
    120
    Kühlabschnitt
    130
    Planheitsmesseinrichtung
    140‘
    Randmasken
    140‘‘
    Randmasken
    150‘
    Aktuatoren
    150‘‘
    Aktuatoren
    152‘
    Gestänge
    152‘‘
    Gestänge
    160
    Regelkreis
    170
    erste Vorsteuereinrichtung
    180
    Richteinrichtung
    181
    Biegerolleneinrichtung
    184
    Länge
    185
    Tänzerrollen
    186
    Rollenpaare
    190
    zweite Vorsteuereinrichtung
    200
    Metallband
    300
    Fertigwalzstraße
    400
    übergeordnete Planheitssteuereinrichtung
    R
    Transportrichtung
    PSoll
    Soll-Planheit
    PIst
    Ist-Planheit
    e
    Regeldifferenz
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • CN 101397626 A [0004]
    • JP 03028327 A [0004]
    • EP 2468905 A1 [0004]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • Hagmann, R. et al., 24es Journees Siderurgiques Internationales 2003, Proceedings. Revue de Metrallurgie, Paris, Dezemberausgabe 2003, S. 114–115 [0003]

Claims (16)

  1. Kühlstrecke (100) zum Kühlen von warmgewalztem Metallband (200), mit einem ersten Kühlabschnitt (110) zum Beaufschlagen des Metallbandes mit einem Kühlmedium zwecks Einstellung gewünschter Materialeigenschaften bei dem Metallband; und einem zweiten Kühlabschnitt (120), welcher dem ersten Kühlabschnitt in Transportrichtung (R) des Metallbandes nachgeordnet ist zum Einstellen gewünschter technologischer Eigenschaften des Metallbandes; gekennzeichnet durch eine zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt angeordnete Planheitsmesseinrichtung (130) zum Messen der Ist-Planheit des Metallbandes; Randmasken (140‘, 140‘‘) zum Abdecken der Ränder des Metallbandes (200) gegen das Kühlmedium in dem ersten und / oder dem zweiten Kühlabschnitt (110, 120); Aktuatoren (150‘, 150‘‘) zum Positionieren der Randmasken (140) über den Rändern des Metallbandes; und eine übergeordnete Planheitssteuereinrichtung (400) zum Korrigieren der Position der Randmasken über den Rändern des Metallbandes durch Ansteuerung der Aktuatoren nach Maßgabe einer Regeldifferenz (e) zwischen der von der Planheitsmesseinrichtung (130) gemessenen Ist-Planheit des Metallbandes und einer vorgegebenen Soll-Planheit.
  2. Kühlstrecke (100) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Planheitssteuereinrichtung (400) einen Regelkreis (160) aufweist zum Regeln der Planheit des Metallbandes (200) auf eine vorgegebene Soll-Planheit (PSoll) durch geeignetes Ansteuern der Aktuatoren (150‘) und Anstellen der Randmasken (140‘) in dem ersten Kühlabschnitt (110) mit Hilfe von Gestängen (152‘) nach Maßgabe der Regeldifferenz (e) zwischen der von der Planheitsmesseinrichtung (130) erfassten Ist-Planheit (PIst) und der Soll-Planheit(PSoll).
  3. Kühlstrecke (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Planheitssteuereinrichtung (400) eine erste Vorsteuereinrichtung (170) aufweist zum Einstellen der Planheit des Metallbandes (200) durch geeignetes Ansteuern der Aktuatoren (150‘‘) und Anstellen der Randmasken (140‘‘) in dem zweiten Kühlabschnitt (120) mit Hilfe der Gestänge (152‘‘) nach Maßgabe der Regeldifferenz (e) zwischen der von der Planheitsmesseinrichtung (130) gemessenen Ist-Planheit des Metallbandes und der Soll-Planheit.
  4. Kühlstrecke (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheitsmesseinrichtung (130) eine Mehrzahl von Messaufnehmern aufweist zum Erfassen der Ist-Planheit in Form einer Ist-Planheitsverteilung über der Breite des Metallbandes.
  5. Kühlstrecke (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Richteinrichtung (180), welche zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt angeordnet ist, zum Beheben von Planheitsfehlern in dem Metallband (200).
  6. Kühlstrecke (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Richteinrichtung (180) zwischen der Planheitsmesseinrichtung und dem zweiten Kühlabschnitt (120) angeordnet ist.
  7. Kühlstrecke (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Richteinrichtung (180) um eine Biegerollenrichteinrichtung (181) handelt.
  8. Kühlstrecke (100) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Richteinrichtung (180) um einen Streckrichter ohne variable Länge (182) handelt mit zwei Rollenpaaren (183), welche in Transportrichtung (R) hintereinander angeordnet sind, und wobei das Metallband (200) die Einzelrollen der Rollenpaare jeweils mit einem Umschlingungswinkel von ca. 180° umschlingt zum Aufbau und zur Aufrechterhaltung einer gewünschten Zugspannungsverteilung in dem Metallband.
  9. Kühlstrecke (100) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei Richteinrichtung (180) um einen Streckrichter mit variabler Länge (184) handelt mit zwei Rollenpaaren (186), welche in Transportrichtung hintereinander angeordnet sind und zwischen denen das Metallband geführt ist; und dass der Streckrichter (184) zusätzlich eine Tänzerrolle (185) aufweist, welche mit einer senkrechten Komponente zur Transportrichtung (R) zwischen den zwei Rollenpaaren verschiebbar ist; und dass die Tänzerrolle (185) in Form einer Planheitsmessrolle ausgebildet ist als die Planheitsmesseinrichtung (130).
  10. Kühlstrecke (100) nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die übergeordnete Planheitssteuereinrichtung (400) eine zweite Vorsteuereinrichtung (190) aufweist zum Einstellen der Planheit des Metallbandes (200) durch geeignetes Ansteuern der Richteinrichtung (180) nach Maßgabe der Regeldifferenz (e).
  11. Verfahren zum Kühlen von warmgewalztem Metallband (200) mit folgenden Schritten: Beaufschlagen des Metallbandes (200) nach seinem Austritt aus einer Fertigwalzstraße (300) in einem ersten Kühlabschnitt (110) mit einem Kühlmedium zwecks Einstellung gewünschter Materialeigenschaften bei dem Metallband; und Kühlen des Metallbandes (200) in einem zweiten Kühlabschnitt (120), welcher dem ersten Kühlabschnitt in Transportrichtung (R) des Metallbandes nachgeordnet ist zum Einstellen gewünschter technologischer Eigenschaften des Metallbandes; gekennzeichnet durch Messen der Ist-Planheit (PIst) des Metallbandes (200) zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt (110, 120); und Variieren der Position von Randmasken (140‘ 140‘‘), welche zum Abdecken der Ränder des Metallbandes (200) gegen das Kühlmedium dienen, über den Rändern des Metallbandes in dem ersten und/oder dem zweiten Kühlabschnitt nach Maßgabe einer Regeldifferenz zwischen der von der Planheitsmesseinrichtung (130) gemessenen Ist-Planheit des Metallbandes und einer vorgegebenen Soll-Planheit.
  12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (200) in dem ersten Kühlabschnitt (110) auf 600–800°C abgekühlt wird und mit dieser Temperatur in die Planheitsmesseinrichtung (130) einläuft.
  13. Verfahren nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass Metallband (200) in dem zweiten Kühlabschnitt (120) auf eine Temperatur von 100–650°C abgekühlt und nachfolgend aufgehaspelt wird.
  14. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheit des Metallbandes (200) auf einen vorgegebenen Soll-Planheitswert (PSoll) geregelt wird durch geeignetes Anstellen der Randmasken (140‘) in dem ersten Kühlabschnitt (110) nach Maßgabe der Regeldifferenz (e) zwischen dem Soll-Planheitswert und der gemessenen Ist-Planheit.
  15. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheit gesteuert wird durch geeignetes Anstellen der Randmasken (140‘‘) in dem zweiten Kühlabschnitt (120) nach Maßgabe der Regeldifferenz (e).
  16. Verfahren nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Planheit zusätzlich gesteuert wird durch Richten des Metallbandes (200) zwischen dem ersten und dem zweiten Kühlabschnitt, vorzugsweise nach Maßgabe der Regeldifferenz (e).
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