DE1527605B1 - Verfahren zum Walzen von Warmband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Warmband, bei dem ein Vorband mit keilförmiger Gestalt ausgewalzt wird, das bei fester Walzenanstellung fertiggewalzt wird.

Beim Walzen von Warmband ist die Dickenkontrolle des Walzguts beim Durchlauf durch die Fertiggerüste von besonderer Bedeutung. Die Dicke des Fertigfabrikats wird zum einen durch den vom Fertiggerüst ausgeübten Druck bestimmt und steht zum anderen im Zusammenhang mit der Temperatur des Walzguts.

Es ist bekannt, daß das die Aufheizzone verlassende Metallband zunächst über das gesamte Volumen eine gleichmäßige Temperatur aufweist. Nach Verlassen der Aufheizzone wird jedoch nach allen Seiten Wärme abgestrahlt, so daß das Band sich kontinuierlich abkühlt. Dies hat zur Folge, daß beim Walzen im Fertiggerüst die zuerst eintretenden Teile des Warmbandes während des Fertigwalzens eine höhere Temperatur als die später eintretenden Teile haben. Da sich die Plastizität des Bandes mit abnehmender Temperatur verringert, nimmt die Dicke des Bandes bei gleichbleibendem Druck der Walzen des Fertiggerüstes allmählich zu.

Es wurde bereits versucht, diese unerwünschte Dickenzunahme dadurch zu verringern, daß beim Fertigwalzen der Walzdruck stetig erhöht wurde, wodurch jedoch die physikalischen und metallurgischen Eigenschaften des Fertigproduktes über seine Länge unterschiedlich werden.

Weiter ist bereits ein Verfahren der eingangs genannten Gattung bekanntgeworden, bei dem das eine keilförmige Gestalt aufweisende Vorband mit dem dickeren Ende voran in das Fertiggerüst eingeführt wird. Diese Maßnahme hat offenbar den Zweck, die durch das Walzen herbeizuführende Dickenverminderung im Bereich des kühleren Bandendes herabzusetzen und so zu einem Fertigprodukt konstanter Stärke zu kommen. Da die Temperatur des dünnen Endteiles des Bandes bei dem bekannten Verfahren wegen dessen verminderter Dicke noch stärker abnimmt als beim Walzen eines über seine Länge eine konstante Dicke aufweisenden Warmbandes, wird bei diesem bekannten Verfahren am Anfang und Ende des- Bandes bei noch stärker verschiedenen Temperaturen gewalzt, so daß die Uneinheitlichkeit des Gefüges über die Länge des Bandes noch ausgeprägter ist.

Weiter hat man bereits die Temperaturabsenkung des Warmbandes dadurch zu überwinden versucht, daß aufeinanderfolgende Abschnitte des Walzbandes auf vorbestimmten, abschnittsweise zunehmenden Temperaturen gehalten werden, so daß unter Berücksichtigung der Abkühlung alle Abschnitte mit im wesentlichen gleicher Temperatur in das Fertiggerüst eintreten. Bei den heute üblichen Walzgeschwindigkeiten ist jedoch eine derartige Temperaturregelung über die Länge des Bandes schwierig zu verwirklichen und mit erheblichem Aufwand verbunden.

Ziel der Erfindung ist ein Verfahren der eingangs genannten Gattung mittels dessen ohne besonderen Aufwand für die Regelung der Temperatur im Fertiggerüst über die gesamte Länge des Warmbandes eine im wesentlichen gleichbleibende Temperatur automatisch erzielt wird.

Zur Lösung sieht die Erfindung vor, daß das Band beim Fertigwalzen mit dem dünneren Ende voraus in das Walzgerüst einläuft und die Keilform einer möglichst konstant bleibenden Fertigwalztemperatur angepaßt ist. Auf Grund dieser Maßnahme weist das Fertigprodukt eine sehr gleichmäßige Gefügequalität auf, wobei überraschenderweise trotz der anfänglichen Keilform des Warmbandes auch eine im wesentlichen gleichbleibende Dicke des Warmbandes über seine Länge erzielt wird.

Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben; in dieser zeigt

ίο F i g. 1 eine schematische Veranschaulichung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 ein Diagramm der Dickenabweichungen bzw. Temperaturänderungen eines Warmbandes in einem Fertiggerüst über seine Länge, wobei das bekannte Verfahren bei einem Warmband gleichbleibender Dicke angewendet wurde,

Fig. 2A ein entsprechendes Diagramm, bei dem jedoch das Warmband eine Keilform aufwies und das Verfahren gemäß der Erfindung durchgeführt wurde,

F i g. 3 und 4 Diagramme weiterer Versuche analog Fig. 2,

Fi g. 3 A und 4 A Diagramme von Versuchen analog F ig. 2 A.

Nach F i g. 1 wird das Warmband 1 in einem Vorwalzgerüst 2 in üblicher Weise bis zum letzten Durchgang durch dieses Gerüst vorgewalzt. Bevor das Walzgut zum letzten Durchgang in das Gerüst 2 eintritt, werden die die Stellung der Walzen bestimmenden Stellschrauben derart eingestellt, daß sich eine gewünschte Dicke des Walzgutes an der Vorderkante ergibt. Sobald das Walzgut in das Gerüst 2 eintritt, werden die Stellschrauben mit vorbestimmter Geschwindigkeit nach oben bewegt, so daß der von den Walzen ausgeübte Druck allmählich nachläßt und über die Länge des Gutes eine Keilform mit gewünschter Neigung erhalten wird, wie das in F i g. 1 allerdings sehr übertrieben dargestellt ist.

Das Zurückdrehen der Stellschrauben des Vorwalzgerüstes kann bei einem Walzwerk mit Stellmotoren relativ einfach bewerkstelligt werden. Wenn das Walzband mit einer Geschwindigkeit von Vm pro Sekunde gewalzt wird und die Zeit für den Durchlauf Γ Sekunden beträgt, so ist die Länge des Walzgutes V-T. Um eine Keilform mit hem prom Länge zu erzielen bei einer Anfangsdicke von Zz₁-, muß die Enddicke des Walzbandes

betragen. Der Abstand, um den die Stellschrauben verstellt werden müssen, beträgt dann h-V-T, während die Geschwindigkeit, mit der die Schrauben verstellt werden, h-Vcm je Sekunde betragen muß. Die gewünschte Keilform wird zweckmäßigerweise mittels eines Potentiometers oder einer Brückenschaltung programmiert eingegeben. Ein Signal, das der Walzgeschwindigkeit proportional ist, wird von den Walzen und einer Zusatzwalze erhalten, wobei der Walzendurchmesser kompensiert wird. Diese beiden Signale können elektronisch multipliziert werden. Nach einer Verstärkung und Abstimmung in einem geeigneten Verstärker wird das sich ergebende Signal als Bezugswert für die Verstellgeschwindigkeit der Stellschrauben oder die Spannungsregulierung benutzt. Diese Steuerung kann durch einen auf das Warmband ansprechenden Fühler oder durch Druck-

ORIGINAL INSPECTSi

geber eingeschaltet werden, wenn das Walzgut in das Walzengerüst eintritt. Im Falle von Umkehrgerüsten wird die Steuerung beim letzten Durchgang des Walzbandes eingeschaltet.

Wenn das Wälzband 1 nach dem letzten Durchlauf durch das Vorwalzgerüst 2 im Querschnitt die in Fig. 1 übertrieben dargestellte Keilform angenommen hat, wird es durch Walzen 3 einer Schere zum Abschöpfen zugeführt, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist. Schließlich tritt das keilförmige Warmband 1 in das Fertiggerüst 4 ein.

Bei mit dem erfindungsgemäßen Verfahren durchgeführten Versuchen wurden die Temperaturen des aus dem Fertiggerüst austretenden Walzbandes mittels eines schreibenden Pyrometers messend verfolgt. Zugleich wurde die Dicke des Bandes mittels Röntgenstrahlen oder durch Kobalt-Strahlungsfühler bestimmt und ebenfalls aufgeschrieben.

Die Meßergebnisse eines nach den bekannten Verfahren auf eine Dicke von 32 mm vorgewalzten Warmbandes, das anschließend durch das Fertiggerüst geführt wurde, sind in dem Diagramm der F i g. 2 dargestellt. Das Fertiggerüst war so eingestellt, daß das Walzband auf eine Dicke von 2,5 mm ausgewalzt wurde. Auf der Ordinate ist der Abstand der Meßstelle von der Vorderkante angegeben, während auf der Abszisse in dem großen Diagramm die Dickenabweichungen um eine vorbestimmte Dicke 0 herum und in dem Kleindiagramm die Temperaturen nach dem Austritt aus dem Fertiggerüst angegeben sind. Das kleine Diagramm in F i g. 2 zeigt, daß vom Anfang bis zum Ende des Warmbandes eine Temperaturabnahme von etwa 50° F zu verzeichnen ist und daß die Dicke des Walzgutes auf der Länge des Warmbandes um etwa ¹³Aooo cm zunimmt.

Der durch das erfindungsgemäße Verfahren erzielte Fortschritt ergibt sich aus dem Vergleich der Fig. 2A und 2. Fig. 2A zeigt einen der Fig. 2 völlig analogen Versuch, wobei jedoch das in das Fertiggerüst einzuführende Warmband 1 nur an der Hinterkante eine Stärke von 32 mm hatte und die Dicke bis zur Vorderkante stetig auf 20 mm abnahm. Dieses Wälzband wurde im Fertiggerüst ebenfalls auf 2,5 mm ausgewalzt. Es wurden wieder Temperatur und Dicke am Ausgang des Fertiggerüstes bestimmt.

Das kleine Diagramm der Fig. 2A zeigt, daß die aufgezeichnete Temperatur während des Fertigwalzvorganges im wesentlichen konstant bleibt. Insbesondere der fortlaufende Temperaturabfall des bekannten Verfahrens ist nicht zu verzeichnen. Die Dickenabweichungen sind ebenfalls geringer und liegen im Bereich von etwa ²-⁵/ιοοο bis ³'⁸/iooo cm.

Ein weiterer Vergleichsversuch mit dem bekannten Verfahren und dem nach der Erfindung ist in den F i g. 3 bzw. 3 A veranschaulicht. Bei dem Versuch nach F i g. 3 wurde ein vorgewalztes Warmband mit einer durchgehenden Dicke von 32 mm in das Fertiggerüst eingeführt. Im Fertiggerüst erfolgte dann eine Auswalzung auf 2 mm. F i g. 3 zeigt deutlich die Temperaturabnahme bzw. die Dickenzunahme über die Länge des Warmbandes.

Bei dem gemäß der Erfindung durchgeführten Versuch nach F i g. 3 A wurde einem entsprechenden Warmband eine sich von 20 auf 38 mm erweiternde Keilform gegeben, worauf die Durchführung durch das Fertiggerüst erfolgte. Nach dem Diagramm der F i g. 3 A blieb die Temperatur, von geringen Schwankungen abgesehen, im wesentlichen konstant. Auch eine systematische Dickenabweichung war nicht zu verzeichnen.

Die Fig. 4 und 4A zeigen einen weiteren Versuch mit den gleichen Warmbandabmessungen wie bei den Versuchen nach den F i g. 3 und 3 Ä. Auch in diesem Falle führte das Auswalzen zu einem Fertigprodukt mit einer Stärke von etwa 2 mm. Ersichtlich sind bei dem Versuch nach Fig. 4A Temperatur und Stärke des Fertigproduktes wieder im wesentlichen konstant.

Die erfindungsgemäß erzielte gleichmäßige Endtemperatur des Warmbandes über die gesamte Länge ist vom metallurgischen Standpunkt aus sehr erwünscht, weil hierdurch gleichmäßigere und besser kontrollierbare physikalische Eigenschaften sowie gleichmäßigere und besser kontrollierbare Korngrößen und kristalline Strukturen erhalten werden. Durch eine gleichmäßige Endtemperatur wird die Regelung der Wickeltemperatur des Walzbandes vereinfacht, und es ist eine gleichmäßigere Dicke über die Länge des Walzgutes möglich. Vorteilhaft wirkt sich auch die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren vorliegende verbesserte Meßgenauigkeitkeit aus ebenso wie die geringere Abnutzung der Meßgeräte. Das mechanische Dickenmeßgerät kann auf einen engeren Meßbereich eingestellt werden. Ein weiterer Vorteil besteht darin, daß sich nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Walzerzeugnisse zu schwereren Rollen aufwickeln lassen, wobei eine wesentlich geringere Änderung in der End- und Wickeltemperatur zu verzeichnen ist.

Es soll jetzt noch die Kühlwirkung 'der Entzunderungsstrahlen betrachtet werden. Bei gleicher Geschwindigkeit wird ein dickeres Walzgut mit höherer Temperatur austreten als ein dünneres Walzgut, wenn in beiden Fällen die Eintrittstemperatur gleich war. Da jedoch der Durchsatz durch die Fertigstrecke konstant ist, ist die Fortbewegungsgeschwindigkeit eines keilförmig ausgebildeten Walzguts umgekehrt proportional zur Dickenzunahme. Der dickere Teil des Walzguts bewegt sich somit langsamer durch die Entzunderungsstrahlen und verliert dabei mehr Wärme. Ein Teil der Wärmespeicherung und Regenerierung infolge der für das keilförmige Walzgut erforderlichen Arbeit geht somit durch die größere Kühlwirkung der Entzunderungsstrahlen verloren. Wenn jedoch die erste Entzunderung in der Fertigstrecke zwischen den ersten beiden Fertiggerüsten ausgeführt wird, wird dieser Wärmeverlust infolge der Entzunderung im wesentlichen gleichmäßig über die Länge des Walzguts auftreten, und die Wirkung der keilförmigen Ausbildung wird noch deutlicher. In jedem Falle ist es durch Vergrößerung des Keilwinkels des Walzguts möglich, das hintere Ende des Walzguts mit einer höheren Temperatur als das vordere Ende zu behandeln, auch ohne das Hochgeschwindigkeitswalzen anzuwenden. Das Hochgeschwindigkeitswalzen, das die Wirkung der kräftigeren Kühlung der dickeren Teile des kegeligen Walzguts überwindet, vergrößert die Wirkung jeder gegebenen Kegeligkeit auf die Behandlung des hinteren Endes des Walzguts bei höherer Temperatur, als sie das vordere Ende aufweist. Der optimale Keilwinkel des keilförmigen Walzguts ändert sich in gewissem Maße für jedes Walzwerk. Die Änderungen hängen zum Teil von den folgenden Bedingungen ab:

a) Walzgutabmessungen und Ofentemperatur;

b) Art des Vorwalzgeriists:

1. Umkehrwalzwerk,

2. kontinuierliches Walzwerk,

3. kombiniertes Umkehr- und kontinuierliches Walzwerk;

c) mittlere Temperatur des aus dem Vorwalzwerk austretenden Walzguts;

d) Zieheigenschaften der Fertigstrecke für verschiedene Fertigbreiten und Dicken;

e) Geschwindigkeitsbereich der Fertigstrecke;

f) Abstand zwischen Vorwalz- und Fertigstrecke;

g) Laufzeit zwischen Vorwalz- und Fertigstrecke.

Für jede Gruppe dieser Bedingungen, die sich bei einem gegebenen Walzwerk wiederholen, kann ein günstigster Neigungswinkel für die Keilgestalt des Walzgutes festgelegt werden. Der Neigungswinkel des Keils ist eine Funktion der Geschwindigkeit der Verstellschrauben des Vorwalzgerüsts beim letzten Durchlauf des Walzguts sowie der Fördergeschwindigkeit des Walzwerks. Wenn es erforderlich oder erwünscht ist, einen Keil mit einer Neigung von etwa 2 cm pro 100 m in einem Vorwalzgerüst mit einer Geschwindigkeit von etwa 152 m pro Minute zu erzeugen, wird die Verstellgeschwindigkeit der Verstellschrauben auf 3,2 cm pro Minute eingestellt. Diese Werte sollen nur als Beispiel dienen. Ein keilförmiges Walzgut mit einer gewünschten Neigung der Keilfläche läßt sich leicht einstellen, wenn die Betriebsbedingungen der Vorwalz- und der Fertigstrecke bekannt sind.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zum Walzen von Warmband, bei dem ein Vorband mit keilförmiger Gestalt ausgewalzt wird, das bei fester Walzenanstellung fertiggewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band beim Fertigwalzen mit dem dünneren Ende voraus in das Walzgerüst einläuft und die Keilform einer möglichst konstant bleibenden Fertigwalztemperatur angepaßt ist.

   Hierzu 2 Blatt Zeichnungen