DE19721866B4

DE19721866B4 - Verfahren zur Erzeugung von warmgewalztem Al-Dosenband und Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens

Info

Publication number: DE19721866B4
Application number: DE19721866A
Authority: DE
Inventors: Reimar Dipl.-Ing. Finck; Jürgen Dr. Hirsch
Original assignee: Mannesmann AG; Vereinigte Aluminium Werke AG; Vaw Aluminium AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1997-05-16
Filing date: 1997-05-16
Publication date: 2006-03-16
Anticipated expiration: 2017-05-17
Also published as: WO1998053111A1; US20020062889A1; US20070062621A1; CA2289663A1; JP2001525731A; EP0988405A1; AU8207798A; DE19721866A1

Abstract

Verfahren zur Erzeugung von warmgewalztem Al-Dosenband in Walzanlagen, deren Jahresproduktionskapazität unterhalb 250.000 t liegt, mit einer reversierenden Vorwalzung des warm eingesetzten Vormaterials und unmittelbar daran anschließender Fertigwalzung des Bandes, der eine Wärmebehandlung des zu Bunden (B) aufgehaspelten Bandes folgt, wobei während der letzten Fertigwalzstiche die Rekristallisation im Walzgut durch gesteuerte Temperaturführung des Warmbandes unterdrückt wird, wozu die letzten drei Warmwalzstiche der Fertigwalzung auf einem Reversierwalzgerüst (2) von Bund zu Bund im unkritischen Temperaturbereich von 260°–280 °C nichtrekristallisierend ausgeführt werden die Rekristallisation erst im unmittelbaren Anschluß an die Fertigwalzung außerhalb der Walzstraße gezielt herbeigeführt wird, wobei jedes aufgehaspelte Fertigbund (B) unmittelbarim Anschluß daran und unter Ausnutzung der Walzhitze einem Bunddurchstoßofen (3) zugeführt wird, in dem die Ferfigbunde (B) auf Rekristallisationstemperatur (315°/320°) erwärmt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Erzeugung von warmgewalztem Al-Dosenband, in Walzanlagen, deren Jahresproduktionskapazität unterhalb 250.000 Tonnen liegt, mit einer reversierenden Vorwalzung des warm eingesetzten Vormaterials und unmittelbar daran anschließender Fertigwalzung des Bandes, der eine Wärmebehandlung des zu Bunden aufgehaspelten Bandes folgt. Des Weiteren betrifft die Erfindung eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Für die Warmfertigung von Al-Dosenband sind im wesentlichen zwei Verfahren bekannt, die weltweit zur Anwendung kommen. Gute Qualitäten erreicht man nach dem einen Verfahren, wenn der auf Walztemperatur erwärmte Aluminiumblock zunächst reversierend in einer Vorstraße, beispielsweise einen Quarto-Reversiergerüst vorgewalzt und im Anschluß daran auf einer mehrgerüstigen Straße fertiggewalzt wird. In der Fertigstraße werden gewöhnlich Quarto-Walzgerüste eingesetzt, wobei darauf zu achten ist, daß innerhalb der Straße konstante Temperaturbedingungen eingehalten werden, damit das am Ende zu einem Bund aufgehaspelte Band das gewünschte optimale Walzgefüge erhält. Anzustreben ist eine Haspeltemperatur von ca. 320 °C. Das fertiggewalzte Al-Band erhalt bei entsprechend eingestellter Temperatur das in Fachkreisen bekannte Gefüge mit Würfeltextur, das sich wegen geringer Zipfelbildung besonders gut zum Tiefziehen von Aluminiumdosen eignet.

Das andere praktizierte Verfahren zur Herstellung von Aluminiumdosenband sieht für die Fertigwalzung des Bandes ein Reversierwalzwerk mit beidseitig angeordneten Haspeln vor. Das Verfahren hat aber den Nachteil, daß sich bei dem Auf- und Abwickeln des Bandes eine ungleichmäßige Temperaturverteilung über die Länge des Bandes einstellt und deshalb die erwünschte gleichmäßige Gefügeausbildung im ausgewalzten Bund nicht erreichbar ist. Aus diesem Grund führt man bei diesem Verfahren eine Zwischgenglühung beim anschließenden Kaltwalzprozeß durch, die zwar die Tiefziehfähigkeit des Al-Dosenbandes etwas verbessert, nicht jedoch die für den Verformungsvorgang günstige Würfeltextur im Bandmaterial ausbildet.

Während das zuletzt genannte Verfahren aus den geschilderten Gründen für die Dosenbandherstellung nur eingeschränkt verwendbar ist, besteht der Nachteil des zuerst beschriebenen Verfahrens in den hohen Investitionskosten, insbesondere für die mehrgerüstige Fertigstraße. Aus diesem Grund ist dieses Verfahrens nur dann wirtschaftlich sinnvoll anwendbar, wenn das betreffende Walzwerk eine Jahresproduktion von mehr als 500.000 tpa leisten kann. Für kleinere Walzwerke, sogenannte Minimills, ist das bekannte Verfahren nicht rentabel einsetzbar.

Aus der DE 31 04 079 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung gewalzter Bänder aus einer Aluminiumlegierung bekannt, bei dem zunächst auf eine geeignete Zwischendicke abgewalzt und dann das Band einer Rekristallisationsglühung unterworfen wird, bevor die Fertigwalzung erfolgt.

Ferner ist es aus der DE 905 204 C bekannt, bei der Herstellung von dünnen Blechen, nach dem üblichen Warm- und anschließenden Kaltwalzen, mindestens einen letzten Stich bei einer Walztemperatur von 180–280 °C durchzuführen.

Schließlich sei noch die US 5,499,523 erwähnt, aus der eine Anlage zum Walzen von Bändern bekannt ist, bei der die Fertigwalzung auf einem Quarto-Reversiergerüst mit beidseitig angeordneten Aufwickelvorrichtungen erfolgt. Die Bundtransportvorrichtung für das Fertigband ist mit einem Bunddurchstoßofen verbunden.

Ausgehend von den beschriebenen Nachteilen des Standes der Technik ist es das Ziel der vorliegenden Erfindung, eine praktikable und wirtschaftliche Lösung zur Herstellung von qualitativ hochwertigem Dosenband auf Warmwalzwerken mit einer Jahreskapazität unter 250.000 Tonnen bereitzustellen, bei der die zum Umformen des Al-Bandes günstige Würfeltextur ausgebildet ist.

Gelöst wird die Aufgabe durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

Es hat sich gezeigt, daß ein Al-Dosenband die bei gattungsgemäßen mehrgerüstigen Walzstraßen günstige Würfeltextur auch dann erhält, wenn während der letzten Fertigstiche keine Rekristallisation im Walzgut stattfindet, also die Temperatur entsprechend niedrig gehalten wird. Statt dessen findet die Rekristallisation erst im Anschluß an die Fertigwalzung außerhalb der Walzstraße statt und wird dort durch Erwärmen des zu Bunden aufgehaspelten Bandes herbeigeführt.

Günstigerweise ist vorgesehen, daß die letzten drei Warmwalzstiche der Fertigstraße auf einem Reversierwalzgerüst von Bund zu Bund im unkritischen Temperaturbereich von 260 C bis 280 C nicht rekristallisierend ausgeführt werden und jedes aufgehaspelte Fertigbund unmittelbar im Anschluß daran und unter Ausnutzung der Walzhitze einem Bunddurchstoßofen zugeführt wird, in dem die Fertigbunde auf Rekristallisationstemperatur (315°/320 °C) erwärmt werden.

Unter Berücksichtigung der Erkenntnis, daß der Warmprozeß für die Erzeugung des Al-Dosenbandes in mehrfacher Hinsicht von entscheidender Bedeutung für die Performance des Endproduktes ist, werden speziell für ein Minimill-Konzept die letzten drei Warmwalzstiche von Bund zu Bund auf einem Fertigwalzwerk ausgeführt. Ein solches Fertigwalzwerk besteht aus einem einzelnen Reversierwalzgerüst mit beidseitig angeordneten Haspeln, so daß zunächst die hohen Investitionen für die Quarto-Fertiggerüste einer mehrgerüstigen Straße entfallen. Da die Temperaturführung und die Walz- und Pausenzeiten -speziell bei Minimill-Konzeptenkritisch sind, sieht die Erfindung vor, das Band im unkritischen Bereich von 260 C bis 280 C zu walzen und erst und unter Ausnutzung der Walzhitze in einem anschließenden Ofen auf Rekristallisationstemperatur zu erwärmen. Ein solcher Ofen muß dann lediglich die Temperaturdifferenz von ca. 40°–60 C zwischen der Walztemperatur und der Rekristallisationstemperatur aufbringen und erreicht somit eine günstige Energiebilanz. Ein Glühen beim bzw. vor dem Kaltwalzen kann durch das erfindungsgemäße Verfahren entfallen. Die Gefügestruktur (die Würfeltextur) entspricht dem auf mehrgerüstigen Warmbandfertigwalzwerken erzeugten Produkt. ohne daß die dort notwendigen hohen Investitionen erforderlich sind.

Das Weiteren wird die Aufgabe durch eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens gelöst die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Fertigwalzung auf einem Quarto-Reversiergerüst mit beidseitig angeordneten Aufwickelvorrichtungen erfolgt, daß eine der Aufwickelvorrichtungen mit einer Bundtransportvorrichtung für das Fertigbund korrespondiert, die andererseits mit dem Bunddurchstoßofen verbunden ist, in den das Bund einführbar ist. Die Anlage besteht somit im wesentlichen aus zwei Reversiergerüsten, von denen das eine als Vorgerüst in konventioneller Weise den auf Walztemperatur erwärmten Block vorwalzt und das zweite Reversiergerüst mit beidseitig angeordneten Haspeleinrichtungen versehen ist, in denen das Band in mehreren Reversierstichen jeweils zu Bunden auf- und abgewickelt wird. Nach dem letzten Walzstich wird das Fertigbund mit einer Bundübergabevorrichtung auf die Bundtransportvorrichtung überführt, mit der das Fertigbund zu einem benachbarten Bunddurchstoßofen transportiert wird. Nach Einführung in den Bunddurchstoßofen erfolgt die Erwärmung des Bundes auf Rekristallisationstemperatur außerhalb der Walzstraße, so daß das gewünschte Gefüge erhalten wird.

Vorzugsweise ist der Bunddurchstoßofen mit einem Palettentransportsystem ausgestattet, bei dem mehrere stirnseitig aneinanderliegende, die Bunde aufnehmende Paletten durch Verschieben dieser Paletten durch den Ofen transportierbar sind. Solche Palettentransportsysteme sind an sich bekannt; durch das taktweise Verschieben der ersten Palette mittels einer Verschiebeeinrichtung, beispielsweise einem Hydraulikzylinder, wird die Reihe dahinter liegender Paletten jeweils mit verschoben, so daß mit jeder in den Ofen eingeführten, mit einem Bund belegten Palette eine Palette mit einem fertig wärmebehandelten Bund auf der Austragseite des Bunddurchstoßofens ausgestoßen wird. Das Bund wird nach Abkühlung dem Kaltwalzwerk zugeleitet, ohne daß eine weitere Wärmebehandlung erfolgen muß.

Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Anlage ist in der Zeichnung schematisch dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.
In der einzigen Zeichnungsfigur ist in grob schematischer Darstellung eine Anlage nach der Erfindung abgebildet. Sie besteht aus dem Quarto-Reversiergerüst 1, dem in Walzrichtung folgenden Quarto-Reversier-Fertiggerüst 2 sowie dem Bunddurchstoßofen 3.
Das in Form eines erwärmten Aluminiumblockes bei 4 eingesetzte Vormaterial wird, wie bei 5 angedeutet, in mehreren Reversierstichen in dem Quarto-Gerüst 1 der Vorstraße zu einem Vorband 6 ausgewalzt und unmittelbar im Anschluß daran in die aus dem Quarto-Reversiergerüst 2 bestehende Fertigstraße eingeführt. In dem Quarto-Reversiergerüst wird das Vorband 6 in mehreren Reversierstichen 7 zu einem Fertigband ausgewalzt, wobei nach jedem Walzstich das Band beidseitig des Quarto-Reversiergerüstes 2, wie bei 8 und 9 angedeutet, aufgehaspelt wird. Vorzugsweise sind mindestens drei Warmwalzstiche nach dieser Verfahrensweise vorgesehen. Nach dem letzten Walzstich wird das bei 9 aufgewickelte Bund B von einer nicht dargestellten Übergabevorrichtung an eine bei 10 angedeutete Bundtransportvorrichtung übergeben, die das Bund B zu dem Bunddurchstoßofen 3 transportiert. Vor der stimseitigen Ofentür, die bei 3a angedeutet ist, wird das Bund B auf einer Palette 11 abgelegt, von denen eine Vielzahl gleichartiger Paletten 11 durch den Bunddurchstoßofen 3 verschiebbar sind. Mit Hilfe der Verschiebeeinrichtung 12 in Form einer Kolben-Zylindereinheit wird die Palette 11 mit dem Bund B bei geöffneter Ofentür 3a in den Ofen eingeschoben und gleichzeitig wird eine Palette 13 mit einem fertig wärmebehandelten Bund B durch die ebenfalls geöffnete Ofentür 3b am stimseitigen Ende des Bunddurchstoßofens 3 ausgestoßen. Innerhalb des Ofens befinden sich im dargestellten Ausführungsbeispiel 7 stirnseitig aneinanderliegende Paletten 11 mit einer gleichen Anzahl von Bunden B, die beim Durchgang durch den Bunddurchstoßofen 3 auf eine Temperatur oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Aluminiumbandes, d.h. ca. 315–320 °C erwärmt werden. Hingegen erfolgten die Reversierwalzstiche 7 im Quarto-Reversier-Fertiggerüst 2 bei einer Temperatur unterhalb der Rekristallisationstemperatur von ca. 260–280 °C.

Claims

Verfahren zur Erzeugung von warmgewalztem Al-Dosenband in Walzanlagen, deren Jahresproduktionskapazität unterhalb 250.000 t liegt, mit einer reversierenden Vorwalzung des warm eingesetzten Vormaterials und unmittelbar daran anschließender Fertigwalzung des Bandes, der eine Wärmebehandlung des zu Bunden (B) aufgehaspelten Bandes folgt, wobei während der letzten Fertigwalzstiche die Rekristallisation im Walzgut durch gesteuerte Temperaturführung des Warmbandes unterdrückt wird, wozu die letzten drei Warmwalzstiche der Fertigwalzung auf einem Reversierwalzgerüst (2) von Bund zu Bund im unkritischen Temperaturbereich von 260°–280 °C nichtrekristallisierend ausgeführt werden die Rekristallisation erst im unmittelbaren Anschluß an die Fertigwalzung außerhalb der Walzstraße gezielt herbeigeführt wird, wobei jedes aufgehaspelte Fertigbund (B) unmittelbarim Anschluß daran und unter Ausnutzung der Walzhitze einem Bunddurchstoßofen (3) zugeführt wird, in dem die Ferfigbunde (B) auf Rekristallisationstemperatur (315°/320°) erwärmt werden.
Vorrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Fertigwalzung auf einem Quarto-Reversiergerüst (2) mit beidseitig angeordneten Aufwickelvorrichtungen (8, 9) erfolgt, daß eine der Aufwickelvorrichtungen (9) mit einer Bundtransportvorrichtung (10) für das Fertigbund (B) korrespondiert, die andererseits mit dem Bunddurchstoßofen (3) verbunden ist, in den das Bund (B) einführbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Bunddurchstoßofen (3) mit einem Palettentransportsystem ausgestattet ist, bei dem mehrere aneinanderliegende Paletten (11) die Bunde (B) aufnehmen, die durch Verschieben der Paletten (11) durch den Bunddurchstoßofen (3) transportierbar sind.