DE102022210959A1

DE102022210959A1 - Walzanlage und Verfahren zu deren Betrieb

Info

Publication number: DE102022210959A1
Application number: DE102022210959.7A
Authority: DE
Inventors: Klaus Lazzaro; Mathias Knigge
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2022-10-17
Filing date: 2022-10-17
Publication date: 2024-04-18
Also published as: WO2024083592A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Walzanlage 100 und ein Verfahren zum Warmwalzen von Metallband 20 mit mindestens einem Fertigwalzgerüst 110. Nach dem Fertigwalzen wird die Planheit des Metallbandes 20 gemessen und das Metallband wird sodann mit Hilfe einer Haspeleinrichtung 160 aufgewickelt. Um das Ergebnis der Planheitsmessung zu verbessern, sieht die erfindungsgemäße Walzanlage 100 und das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass das Metallband nach dem Durchlaufen des letzten Fertigwalzgerüstes 110 mit Hilfe einer Trenneinrichtung 130 in einzelnen Bandabschnitte 20` quergeteilt wird, bevor es aufgehaspelt wird. Die erfindungsgemäße Planheitsmessung erfolgt nach dem Querteilen des Metallbandes frei von Zugspannungen an zumindest einzelnen der Bandabschnitte 20`, bevor diese eine Treibereinrichtung 150 vor der Haspeleinrichtung 160 durchlaufen.

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzanlage sowie ein Verfahren zum Betrieb der Walzanlage zum Warmwalzen von Metallband, insbesondere von Stahlband.
Eine derartige Walzanlage sowie ein derartiges Verfahren sind im Stand der Technik, beispielsweise aus der europäischen Patentschrift EP 1 418 400 B1 bekannt. Konkret weist die dort offenbarte Walzanlage eine Fertigwalzstraße auf zum Fertigwalzen von Metallband, eine der Fertigwalzstraße nachgeordnete Kühleinrichtung zum Kühlen des fertig- und warmgewalzten Metallbandes sowie eine Haspeleinrichtung zum Aufhaspeln des Metallbandes. Darüber hinaus umfasst die bekannte Walzanlage eine Planheitsmesseinrichtung sowohl zwischen dem letzten Gerüst der Fertigwalzstraße und der Kühleinrichtung als auch zwischen der Kühleinrichtung und der Haspeleinrichtung. Die Planheitsmessungen erfolgen berührungslos mit Hilfe einer CCD-Kamera.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine bekannte Walzanlage sowie ein bekanntes Verfahren zum Betreiben der Walzanlage zum Warmwalzen von Metallband dahingehend weiterzubilden, dass eine Planheitsmessung des Metallbandes nicht durch einen bestehenden Bandzug verfälscht wird.
Diese Aufgabe wird für die Walzanlage durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 gelöst. Demnach ist die erfindungsgemäße Walzanlage dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fertigwalzgerüst und der Planheitsmesseinrichtung eine Trenneinrichtung angeordnet ist zum Querteilen des Metallbandes in Bandabschnitte und dass zwischen der Planheitsmesseinrichtung und der Haspeleinrichtung eine Treibereinrichtung angeordnet ist zum Zuführen der Bandabschnitte zu der Haspeleinrichtung.
Das beanspruchte Vorsehen der Planheitsmesseinrichtung in Transportrichtung des Metallbandes hinter der Trenneinrichtung, aber vor der Treibereinrichtung vor der Haspeleinrichtung ermöglicht vorteilhafterweise die Planheitsmessung in zugfreiem Zustand des Metallbandes bzw. der davon abgetrennten Bandabschnitte. Während der erfindungsgemäßen Planheitsmessung ist der jeweilige Bandabschnitt lediglich in der der Planheitsmesseinrichtung in Transportrichtung des Metallbandes nachgeordneten Treibereinrichtung eingespannt. Insbesondere das Ende eines Bandabschnittes ist während der Planheitsmessung nicht eingespannt und deshalb steht der jeweils betrachtete Bandabschnitt während der Planheitsmessung nicht unter einer Zugspannung. Das Ergebnis der Planheitsmessung ist deshalb nicht durch eine eventuelle Zugspannung „geschönt“, sondern genauer und objektiver. Insbesondere bei einem eingeschwungenem Walzbetrieb sind die erfindungsgemäß gewonnenen Planheitsmessdaten deshalb aussagekräftig.
Gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung ist bei der Walzanlage eine Kühleinrichtung zwischen dem Fertigwalzgerüst und der Trenneinrichtung, insbesondere zwischen dem Fertigwalzgerüst und einer weiteren Treibereinrichtung geschaltet. Das heißt, bei der erfindungsgemäßen Walzanlage ist keine Planheitsmesseinrichtung zwischen dem letzten Fertigwalzgerüst und der Kühleinrichtung vorgesehen, so dass der Platz zwischen dem letzten Fertigwalzgerüst und der Kühleinrichtung minimiert ist. Dies hat den Vorteil einer schnelleren Bandkühlung und daraus resultierend besserer metallurgischer Eigenschaften des Metallbandes.
Die oben genannte Aufgabe der Erfindung wird weiterhin durch ein Verfahren zum Betreiben der Walzanlage gemäß Anspruch 5 gelöst. Die Vorteile dieser Lösung entsprechen den oben mit Bezug auf die beanspruchte Walzanlage genannten Vorteilen.
Gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel sieht das erfindungsgemäße Verfahren vor, dass die Planheit jeweils am Ende eines jeweiligen Bandabschnittes gemessen wird, während vorgelagerte Bereiche des Bandabschnittes in der Treibereinrichtung vor der Haspeleinrichtung eingespannt sind. Das Bandende und der Filet-Bereich sind jedoch nicht eingespannt und somit frei von Zugspannungen während der Planheitsmessung. Der Filetbereich ist der Bereich zwischen dem Bandende und dem Bandkopf eines jeden Bandabschnittes.
Gemäß einem weiteren vorteilhaften Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens erfolgt die Herstellung des Metallbandes in einem sogenannten Endlosbetrieb. Für den Endlosbetrieb ist der Walzanlage eine Gießanlage vorgeschaltet, in der ein Gießstrang aus einer Metallschmelze endlos gegossen und in einer Strangführungseinrichtung in die Horizontale umgelenkt wird. Dieser endlose Gießstrang durchläuft sodann - ohne eine Querteilung zu erfahren - die Walzgerüste der Walzanlage und wird dabei zu dem Metallband umgeformt. Kennzeichen des Endlosbetriebes ist es, dass der endlose Gießstrange bzw. das daraus resultierende Metallband erst hinter der Fertigwalzstraße, vorzugsweise erst hinter einer der Fertigwalzstraße nachgeordneten Kühleinrichtung, in Bandabschnitte quergeteilt wird. D. h.: Beim Endlosbetrieb sind die Gießanlage und die Walzanlage über den endlosen Gießstrang bzw. das Metallband miteinander gekoppelt. Die Bandabschnitte haben vorzugsweise jeweils die Länge eines Coils und werden auf der Haspeleinrichtung jeweils zu einem Coil aufgewickelt. Da der Endloswalzprozess üblicherweise stabil abläuft, ist auch eine Totzeit im Rahmen einer Planheitsregelung, die auf der beanspruchten Planheitsmessung beruht, handhabbar.
Das Messen der Planheit erfolgt bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise berührungslos, insbesondere mit Hilfe eines optischen Planheitsmessverfahrens. Die berührungslose Planheitsmessung bietet den Vorteil, dass der Bandabschnitt nicht durch die Planheitsmesseinrichtung beschädigt werden kann. Außerdem sind die bekannten üblichen berührungslosen Planheitsmessverfahren etabliert und zuverlässig sowie kostengünstig und wartungsarm.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Walzanlage und des erfindungsgemäßen Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.
Der Beschreibung ist eine einzige Figur beigefügt, die die erfindungsgemäße Walzanlage, optional mit vorgeschalteter Gießanlage zeigt.
Die Figur zeigt die erfindungsgemäße Walzanlage 100 zum Walzen von Metallband. Die Walzanlage 100 weist mindestens ein Fertigwalzgerüst 110 auf zum Fertigwalzen, d.h. Warmwalzen des Metallbandes 20. Die Walzanlage umfasst weiterhin eine dem letzten Fertigwalzgerüst 110 nachgeordnete Trenneinrichtung 130 zum Querteilen des Metallbandes 20 in Bandabschnitte 20`. Die Bandabschnitte haben typischerweise die Länge eines Coils, zu dem die Bandabschnitte nachfolgend mit Hilfe einer Haspeleinrichtung 160 aufgewickelt werden. Um bei den Bandabschnitten beim Aufwickeln mit Hilfe der Haspeleinrichtung 160 einen ausreichenden Bandzug zu gewährleisten, ist der Haspeleinrichtung 160 eine Treibereinrichtung 150 vorgeschaltet. Für die Geschwindigkeit, mit der die Bandabschnitte aufgehaspelt werden, gilt beispielsweise 10 m/s < v < 20 m/s vorzugsweise 14 m/s < v < 16 m/s.
Die erfindungsgemäße Walzanlage 100 sieht weiterhin vor, dass zwischen der Trenneinrichtung 130 und der Treibereinrichtung 150 eine Planheitsmesseinrichtung 140 vorgesehen ist zum Erfassen der Planheit der von dem Metallband abgetrennten Bandabschnitte 20`. Während der Bandanfang und auch eventuell Teile des Filets des Bandabschnittes in der Treibereinrichtung 150 eingespannt sind, sind das Ende und andere Teile des Filetbereiches eines jeweiligen Bandabschnittes während der Planheitsmessung mit Hilfe der Planheitsmesseinrichtung 140 nicht eingespannt, das heißt insofern frei von Bandzug. Diese zugspanungsfreie Planheitsmessung bietet, wie oben erläutert, den Vorteil von objektiveren Messdaten als unter Bandzug.
Bei der oben beispielhaft genannten Aufhaspelgeschwindigkeit v ist typischerweise die Möglichkeit gegeben, die Planheitsmessung insbesondere über eine Länge von ca. 7 m am Bandende vorzunehmen.
Für den Abstand a zwischen der Trenneinrichtung 130 und der Haspeleinrichtung 160 gilt: 15 m < a < 25 m, vorzugsweise 19 m < a < 21 m. Trotz dieses kleinen Abstandes ist eine zuverlässige Planheitsmessung des spanungsfreien Bandabschnittes vor der Treibereinrichtung 150 räumlich noch möglich.
Optional kann zwischen dem Fertigwalzgerüst 110 und der Trenneinrichtung 130 eine Kühleinrichtung zum Kühlen des fertiggewalzten Metallbandes vorgesehen sein. Bei vorhandener Kühleinrichtung 120 ist zu bedenken, dass diese die Planheit des Metallbandes ebenfalls beeinflussen kann. Weiter optional kann zwischen der Kühleinrichtung 120 und der Trenneinrichtung 130 eine weitere Treibereinrichtung 155 vorgesehen sein, die eine stabile Zuführung des Metallbandes zu der Trenneinrichtung 130 gewährleistet.
Schließlich ist in der einzigen Figur zu erkennen, dass der beanspruchten Walzanlage 100 eine Gießanlage 200 vorgeschaltet sein kann. Die Gießanlage umfasst typischerweise eine Kokille zum Gießen einer Metallschmelze zu einem endlosen Gießstrang und eine Strangführungseinrichtung zum Umlenken des endlosen Gießstranges in die Horizontale. Dabei wird der Gießstrang in der Gießanlage 200 typischerweise gekühlt. Der endlose Gießstrang läuft sodann in die Walzgerüste 110 der Walzanlage 100 ein und wird dort zu dem besagten Metallband 20 umgeformt.
Wenn keine Querteilung des Gießstrangs zwischen der Gießanlage 200 und der Walzanlage 100 oder zwischen einzelnen Gerüsten der Walzanlage erfolgt, sondern die Querteilung erst hinter dem letzten Fertigwalzgerüst 110, aber vor der Haspeleinrichtung 160 erfolgt, so handelt es sich dabei bei dieser Betriebsweise um das besagte Endloswalzen. Die Gießanlage 200 und die nachgeschaltete Walzanlage 100 sind dabei über den endlosen Gießstrang bzw. das Metallband 20 miteinander gekoppelt. Die erfindungsgemäß beanspruchte zugfreie Planheitsmessung eignet sich besonders für den Walzbetrieb des Endloswalzens, weil bei diesem, wie gesagt, das Metallband ohnehin hinter dem letzten Gerüst der Fertigwalzstraße und vor der Haspeleinrichtung 160 quergeteilt wird und deshalb dort zugspanungsfrei im Hinblick auf seine Planheit vermessen werden kann.
Bezugszeichenliste

100: Walzanlage
110: Fertigwalzgerüst
120: Kühleinrichtung
130: Trenneinrichtung
140: Planheitsmesseinrichtung
150: Treibereinrichtung
155: weitere Treibereinrichtung
160: Haspeleinrichtung
20: Metallband
20': Bandabschnitt
a: Abstand zwischen Haspeleinrichtung und Trenneinrichtung
v: Aufhaspelgeschwindigkeit

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

EP 1418400 B1 [0002]

Claims

Walzanlage (100) zum Warmwalzen von Metallband (20), aufweisend: mindestens ein Fertigwalzgerüst (110) zum Fertigwalzen des Metallbandes (20); eine Haspeleinrichtung (160) zum Aufwickeln des fertiggewalzten Metallbandes (20); und eine Planheitsmesseinrichtung (140) zum Messen der Planheit des Metallbandes (20) zwischen dem Ausgang des Fertigwalzgerüstes (110) und der Haspeleinrichtung (160); dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Fertigwalzgerüst (110) und der Planheitsmesseinrichtung (140) eine Trenneinrichtung (130) angeordnet ist zum Querteilen des Metallbandes (20) in Bandabschnitte (20'); und dass zwischen der Planheitsmesseinrichtung (140) und der Haspeleinrichtung (160) eine Treibereinrichtung (150) angeordnet ist zum Zuführen der Bandabschnitte (20') zu der Haspeleinrichtung (160).
Walzanlage (100) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine weitere Treibereinrichtung (155) zwischen dem Fertigwalzgerüst (110) und der Trenneinrichtung (130) zum Fördern des Metallbandes.
Walzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Kühleinrichtung (120) zwischen dem Fertigwalzgerüst (110) und der Trenneinrichtung (130), insbesondere zwischen dem Fertigwalzgerüst (110) und der weiteren Treibereinrichtung (155).
Walzanlage (100) nach einem der vorangegangenen Ansprüche; dadurch gekennzeichnet, dass für den Abstand a zwischen der Trenneinrichtung (130) und der Haspeleinrichtung (160) gilt: 15m < a < 25m, vorzugsweise 19m < a < 21 m.
Verfahren zum Betreiben einer Walzanlage (100) zum Warmwalzen eines Metallbandes (20) nach einem der vorangegangenen Ansprüche, aufweisend folgende Schritte: - Fertigwalzen des Metallbandes (20); - Messen der Planheit des Metallbandes (20); und - Aufhaspeln des Metallbandes (20) nach der Planheitsmessung; gekennzeichnet durch folgende Schritte: - Querteilen des Metallbandes (20) in Bandabschnitte (20') nach dem Fertigwalzen, aber vor der Planheitsmessung; und - Zuführen der Bandabschnitte (20') nach der Planheitsmessung vorzugsweise unter einem Bandzug mit Hilfe der Treibereinrichtung (150) zu der Haspeleinrichtung (160).
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Planheit jeweils am Bandende erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzanlage (100) eine Gießanlage (200) vorgeschaltet ist zum Erzeugen des Metallbandes (20); und dass die Herstellung des Metallbandes (20) im Endlosbetrieb erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass für die Geschwindigkeit v mit welcher der Bandabschnitt (20`) aufgehaspelt wird, gilt: $10m / s < v < 20 m / s, vorzugsweise 14m / s < v < 16 m / s .$
Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Messen der Planheit berührungslos, vorzugsweise mit Hilfe eines optischen Planheitsmessverfahrens erfolgt.