DE19744504A1 - Walzverfahren für Bandmaterial in einer Walzstraße und Walzstraße für Bandmaterial - Google Patents
Walzverfahren für Bandmaterial in einer Walzstraße und Walzstraße für BandmaterialInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für Bandma
terial in einer Walzstraße, wobei die Walzstraße mindestens ein
Stauchgerüst und ein dem Stauchgerüst in einem Walzgerüstabstand
nachgeschaltetes Walzgerüst aufweist, wobei das Bandmaterial einen
Bandanfang mit einer Bandanfangslänge, eine Bandmitte und ein
Bandende mit einer Bandendelänge aufweist, wobei das Bandmaterial
in dem Stauchgerüst ges taucht wird und nach dem Verlassen der
Walzstraße eine Bandistbreite aufweist, sowie eine Walzstraße für
Bandmaterial, mit mindestens einem Stauchgerüst und einem dem
Stauchgerüst in einem Walzgerüstabstand nachgeschalteten
Walzgerüst.
Beim Walzen von Metallbändern in Walzstraßen darf die Breite des
fertigen Bandes an keiner Stelle unterhalb der Nennbreite liegen,
da dies zu Ausschuß führen würde. Daher wird das zu walzende
Bandmaterial derart gewalzt, daß die Breite des fertigen Bandes
einige Millimeter über der Nennbreite liegt. Der Abnehmer des
Bandes muß dieses Breitenübermaß, da es zusätzliches Gewicht
bedeutet, mitbezahlen. Es ist daher ein allgemeines Ziel der
Erfindung, das Breitenübermaß des Bandes an jeder Stelle so gering
wie möglich zu halten.
Es ist schon bekannt, stranggegossene Vorbänder vor dem Walzen in
dem ersten Gerüst der Walzstraße an den Kanten zu stauchen, um die
Gefahr des Auftretens von Bandrissen im Kantenbereich des
Bandmaterials zu vermeiden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein
verbessertes Verfahren für dieses Stauchen und die zugehörige
Walzstraße zur Verfügung zu stellen. Die Erfindung beruht dabei auf
der Erkenntnis, daß sich das Bandmaterial beim Walzen verbreitert
und daß aufgrund der freien Breitung und des am Bandanfang und am
Bandende fehlenden Zuges die Breitenzunahme dort am größten ist.
Die Aufgabe wird für das Walzverfahren dadurch gelöst, daß der
Bandanfang und das Bandende stärker ges taucht werden als die
Bandmitte. Die Bandanfangslänge und die Bandendelänge sind dabei in
etwa mindestens gleich der Bandbreite, maximal dem
Walzgerüstabstand.
Für die Walzstraße wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß die
Walzstraße einen Banddetektor aufweist, der in einem
Banddetektorabstand vor dem Stauchgerüst angeordnet ist, wobei der
Banddetektorabstand in etwa so groß ist wie der Walzgerüstabstand,
und daß der Banddetektor mit einem Materialverfolgungssystem
verbunden ist. Der Banddetektor ermöglicht dann im Zusammenwirken
mit dem an sich bekannten Materialverfolgungssystem, den
Stauchgerüstwalzspalt zur richtigen Zeit so zu verstellen, daß der
Bandanfang und das Bandende stärker gestaucht werden als die
Bandmitte.
Wenn bei dem Walzverfahren die Bandistbreite erfaßt und mit einer
Bandsollbreite verglichen wird und aus der Differenz von
Bandistbreite und Bandsollbreite ein Stauchgradkorrekturwert für
das Stauchgerüst ermittelt wird, läßt sich die Breite des fertigen
Bandes weiter der Nennbreite annähern.
Hierzu korrespondierend weist die Walzstraße vorzugsweise einen
hinter der Walzstraße angeordneten Bandbreitendetektor auf, der mit
einem Stauchgerüstregler verbunden ist, wobei dem
Stauchgerüstregler eine Bandsollbreite zugeführt ist und der
Stauchgerüstregler mit einer Verstelleinrichtung für das
Stauchgerüst verbunden ist.
Um die Breite des fertigen Bandes noch weiter der Nennbreite
annähern, wird bei dem Walzverfahren, wenn dem Stauchgerüst eine
Stranggießkokille mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet
ist, aus der Differenz von Bandistbreite und Bandsollbreite auch
ein Kokillenbreitenkorrekturwert für die Stranggießkokille
ermittelt.
Hierzu korrespondierend ist bei der Walzstraße, wenn dem
Stauchgerüst eine Stranggießkokille mit verstellbarer
Kokillenbreite vorgeschaltet ist, der Bandbreitendetektor mit einem
Kokillenbreitenregler verbunden, wobei dem Kokillenbreitenregler
eine Bandsollbreite zugeführt ist und der Kokillenbreitenregler mit
einer Verstelleinrichtung für die Stranggießkokille verbunden ist.
Das Stauchgerüst und/oder die Stranggießkokille können dabei
wahlweise bereits während des Walzens des Bandes oder erst bei
einem dem momentan gewalzten Bandmaterial nachfolgenden
Bandmaterial mit dem Stauchgradkorrekturwert bzw. dem Kokil
lenbreitenkorrekturwert beaufschlagt werden.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgende
Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zeigen:
Fig. 1 eine Übersichtsdarstellung einer Walz-Fertigstraße
mit vorgeschalteter Stranggießkokille,
Fig. 2 eine Darstellung der Walz-Fertigstraße und
Fig. 3a-3e verschiedene Bandbreitenverläufe.
Gemäß Fig. 1 besteht eine sogenannte CSP-Anlage (CSP = compact strip
production) aus einer Stranggießanlage 1 mit einer rechteckigen
Stranggießkokille 2 und einer Vielzahl von Führungsrollenpaaren 3.
In der Stranggießkokille 2 wird aus geschmolzenem Metall ein
kontinuierliches Metallband 4 bzw. Bandmaterial 4 gegossen, der
nach dem Erstarren durch Umlenkrollenpaare 5 umgelenkt und in
einem Durchlaufofen 6 aufgeheizt wird.
Das Metallband 4 ist z. B. 1200 mm breit und 50 mm dick. Zumindest
die Breite des gegossenen Metallbandes 4 kann aber eingestellt
werden, da die Schmalseiten der Stranggießkokille 2 verstellbar
sind.
Hinter dem Durchlaufofen 6 durchläuft das Metallband 4 zunächst ein
Stauchgerüst 7, in dem das Metallband 4 an seinen Kanten
geringfügig, z. B. auf 1180 mm, gestaucht wird, um eine Einreißen
der Kanten des Metallbandes 4 beim nachfolgenden Walzen in der
Walz-Fertigstraße 8 zu vermeiden. Auch die Breite des
Staucherwalzspaltes ist einstellbar, und zwar auch unter Last, also
während das Metallband 4 das Stauchgerüst 7 durchläuft.
Sodann durchläuft das Metallband 4 die eigentliche Fertigstraße 8.
Die Fertigstraße 8 weist im vorliegenden Fall sechs Walzgerüste 9
bis 14 auf; prinzipiell kann aber auch ein einziges Walzgerüst
ausreichend sein. In der Fertigstraße 8 wird das Metallband 4 auf
die gewünschte Enddicke von z. B. 2 mm gewalzt. Nach dem Walzen wird
das gewalzte Metallband 4 dann auf einen Haspel aufgehaspelt. Der
Haspel ist in Fig. 1 nicht dargestellt, da er nicht
erfindungswesentlich ist. Das erste Walzgerüst 9 ist dabei in einem
Walzgerüstabstand dw vom Stauchgerüst 7 angeordnet.
Beim Walzen in den Walzgerüsten 9 bis 14 wird das Metallband 4
nicht nur dünner, sondern auch breiter. Es breitet sich z. B. von
1180 mm auf 1190 mm. Das Ausmaß der Breitung ist dabei u. a.
abhängig von dem Zug, dem das Metallband 4 in der Fertigstraße 8
unterworfen ist. Je größer der Zug, desto geringer die Breitung.
Wenn das Metallband 4 daher in dem Stauchgerüst 7 gleichmäßig
gestaucht wird, erhält das Metallband nach dem ersten und nach dem
letzten Walzgerüst 9 bzw. 14 eine Breite wie sie in Fig. 2 grob
schraffiert ist. Die Bandistbreite di des Metallbandes 4 nach dem
letzten Walzgerüst 14 ist auch in Fig. 3a dargestellt. Deutlich ist
zu erkennen, daß die Breitung des Metallbandes 4 am Bandanfang 40
größer ist als in der Bandmitte 41.
Ursache hierfür ist, daß der Bandanfang 40 beim Walzen in der
Fertigstraße 8 solange keinem Zug unterworfen ist, bis er vom
nachfolgenden Walzgerüst bzw. dem Aufhaspel erfaßt wird. Ähnliches
gilt in analoger Weise für das in Fig. 2 nicht dargestellte Bandende
42: Sobald das Metallband 4 das Stauchgerüst 7 bzw. das
vorhergehende Walzgerüst vollständig verlassen hat, ist es keinem
Zug mehr unterworfen und wird daher stärker gebreitet als die
Bandmitte. Auch dies ist aus Fig. 3a ersichtlich.
Erfindungsgemäß weist die Fertigstraße 8 daher einen Banddetektor
15 auf, der in einem Banddetektorabstand dd vor dem Stauchgerüst 7
angeordnet ist. Der Banddetektorabstand dd ist dabei in etwa so
groß wie der Walzgerüstabstand dw. Der Banddetektor 15 ist z. B. als
Heißmetalldetektor ausgebildet. Der Banddetektor 15 ist mit einem
an sich bekannten Materialverfolgungssystem 16 verbunden. Dieses
ist so in der Lage, rechtzeitig den Bandanfang 40 und das Bandende
42 zu erkennen und den Stauchgerüstwalzspalt zur richtigen Zeit so
zu verstellen, daß der Bandanfang 40 und das Bandende 42 stärker
gestaucht werden als die Bandmitte 41. Das Ausmaß der stärkeren
Stauchung wird dabei vorab in einem Walzmodell 18 anhand der
ebenfalls vorab bekannten Stichplandaten errechnet.
Da der Bereich, in dem das Metallband 4 dem Zug noch nicht bzw.
nicht mehr unterworfen ist, somit neben der Bandbreite auch von dem
Walzgerüstabstand abhängt, ist automatisch auch der Bereich, in dem
das Metallband 4 stärker gestaucht werden muß, also die Längen da
und de von Bandanfang 40 und Bandende 42, maximal dem
Walzgerüstabstand dw.
Das Ergebnis dieser Verfahrensweise ist in Fig. 2 für das Metallband
4 hinter dem Stauchgerüst 7 sowie hinter dem ersten und dem letzten
Walzgerüst 9 bzw. 14 dargestellt. Die Breite des Metallbandes 4
nach dem letzten Walzgerüst 14 ist auch in Fig. 3b dargestellt.
Deutlich ist zu erkennen, daß die Breitung des Metallbandes 4 am
Bandanfang 40 und am Bandende 42 nunmehr nur noch unwesentlich
größer ist als in der Bandmitte 41.
In Fig. 3c ist ein typischer Bandbreitenverlauf dargestellt, wenn
zusätzlich zum stärkeren Stauchen von Bandanfang 40 und Bandende 42
der Kantenbereich des Metallbandes 4 im Stauchgerüst 7 zur
Vermeidung von Bandrissen in der Fertigstraße 8 über die gesamte
Bandlänge etwas gestaucht wird. Wie zu erkennen ist, ist der
Verlauf der Bandistbreite di ähnlich zu dem in Fig. 3b, nur mit
etwas geringeren Breiten.
Die tatsächliche Breite des Metallbandes 4 nach dem Verlassen der
Fertigstraße 8, also die Bandistbreite di hinter dem Walzgerüst 14,
wird hinter dem Walzgerüst 14 mittels eines Bandbreitendetektors 20
erfaßt und einem Stauchgerüstregler 17 zugeführt. Dieser vergleicht
die gemessene Bandistbreite di mit einer Bandsollbreite ds und
ermittelt aus der Differenz dieser beiden Werte einen
Stauchgradkorrekturwert für eine Verstelleinrichtung für das
Stauchgerüst 7, z. B. hydraulische Verstellzylinder.
Prinzipiell ist es möglich, das Stauchgerüst 7 kontinuierlich mit
dem Stauchgradkorrekturwert zu beaufschlagen. Vorzugsweise werden
Bandistbreite di und Bandsollbreite ds aber in einem überlagerten
Modell 18 verarbeitet, das den Stauchgradkorrekturwert erst bei
einem nachfolgenden Metallband an das Stauchgerüst 7 aus gibt
(Adaption). Die Auswirkung dieser Vorgehensweise ist in Fig. 3d
dargestellt. Man erkennt deutlich eine Reduzierung der Bandbreitung
im Vergleich zu Fig. 3c.
Die Bandistbreite di wird ferner einem Kokillenbreitenregler 19
zugeführt. Auch dieser vergleicht die gemessene Bandist-breite di
mit der Bandsollbreite ds und ermittelt aus der Differenz dieser
beiden Werte einen Kokillenbreitenkorrekturwert für eine
Verstelleinrichtung für die Stranggießkokille 2, z. B. ebenfalls
hydraulische Verstellzylinder.
Prinzipiell ist es auch hier möglich, die Stranggießkokille 2
kontinuierlich mit dem Kokillenbreitenkorrekturwert zu beauf
schlagen. Vorzugsweise werden aber auch hier Bandistbreite di und
Bandsollbreite ds in dem überlagerten Modell 18 verarbeitet, das
den Kokillenbreitenkorrekturwert erst bei einem nachfolgenden
Metallband an die Stranggießkokille 2 ausgibt (Adaption). Die
Auswirkung dieser Vorgehensweise ist in Fig. 3e dargestellt. Man
erkennt deutlich eine noch weitergehende Reduzierung der Bandbreite
im Vergleich zu Fig. 3d.
Im Gesamtergebnis ist es somit möglich, ein Metallband 4 zu walzen,
dessen Breitentoleranz erheblich unter der von Metallbändern liegt,
die nach Verfahren des Standes der Technik gewalzt worden sind.
Ferner werden durch die vorliegende Erfindung insbesondere
sogenannte "Hochgeher" in den seitlichen Führungen der Fertigstraße
8, dem Aufhaspel sowie eventuellen weiterverarbeitenden Anlagen
vermieden.
Abschließend sei noch erwähnt, daß die vorliegende Erfindung
selbstverständlich nicht nur bei einer mehrgerüstigen Fertigstraße,
sondern bei allen Walzstraßen anwendbar ist, insbesondere auch bei
ein- und zweigerüstigen Vorstraßen.
1
Stranggießanlage
2
Stranggießkokille
3
Führungsrollenpaare
4
Metallband bzw. Bandmaterial
5
Umlenkrollenpaare
6
Durchlaufofen
7
Stauchgerüst
8
Walz-Fertigstraße
9-14
Walzgerüste
15
Banddetektor
16
Materialverfolgungssystem
17
Stauchgerüstregler
18
Walzmodell
19
Kokillenbreitenregler
20
Bandbreitendetektor
40
Bandanfang
41
Bandmitte
42
Bandende
da Bandanfangslänge
dd Banddetektorabstand
de Bandendelänge
di Bandistbreite
ds Bandsollbreite
dw Walzgerüstabstand
da Bandanfangslänge
dd Banddetektorabstand
de Bandendelänge
di Bandistbreite
ds Bandsollbreite
dw Walzgerüstabstand
Claims (9)
1. Walzverfahren für Bandmaterial (4) in einer Walzstraße (8),
- - wobei die Walzstraße (8) mindestens ein Stauchgerüst (7) und ein dem Stauchgerüst (7) in einem Walzgerüstabstand (dw) nachgeschaltetes Walzgerüst (9) aufweist,
- - wobei das Bandmaterial (4) einen Bandanfang (40) mit ei ner Bandanfangslänge (da), eine Bandmitte (41) und ein Bandende (42) mit einer Bandendelänge (de) aufweist,
- - wobei das Bandmaterial (4) in dem Stauchgerüst (7) gestaucht wird und nach dem Verlassen der Walzstraße (8) eine Bandistbreite (di) aufweist, dadurch gekennzeichnet daß der Bandanfang (40) und das Bandende (42) stärker gestaucht werden als die Bandmitte (41).
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandanfangslänge (da) und die Bandendelänge (de) in
etwa zwischen der Bandbreite (di) und dem Walzgerüstabstand
(dw) sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Bandistbreite (di) erfaßt und mit einer Bandsollbreite
(ds) verglichen wird und aus der Differenz von Bandistbreite
(di) und Bandsollbreite (ds) ein Stauchgradkorrekturwert für
das Stauchgerüst (7) ermittelt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Stauchgerüst (7) erst bei einem dem momentan gewalzten
Bandmaterial (4) nachfolgenden Bandmaterial mit dem
Stauchgradkorrekturwert beaufschlagt wird (Adaption).
5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Bandistbreite (di) erfaßt und mit einer Band sollbreite (ds) verglichen wird,
- - daß dem Stauchgerüst (7) eine Stranggießkokille (2) mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet ist und
- - daß aus der Differenz von Bandistbreite (di) und Band sollbreite (ds) ein Kokillenbreitenkorrekturwert für die Stranggießkokille (2) ermittelt wird.
6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Stranggießkokille (2) erst bei einem dem momentan
gewalzten Bandmaterial (4) nachfolgenden Bandmaterial mit dem
Kokillenbreitenkorrekturwert beaufschlagt wird (Adaption).
7. Walzstraße für Bandmaterial (4), mit mindestens einem
Stauchgerüst (7) und einem dem Stauchgerüst (7) in einem
Walzgerüstabstand (dw) nachgeschalteten Walzgerüst (9),
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Walzstraße (8) einen Banddetektor (15) aufweist, der in einem Banddetektorabstand (dd) vor dem Stauchgerüst (7) angeordnet ist, wobei der Banddetek torabstand (dd) in etwa so groß ist wie der Walzge rüstabstand (dw), und
- - daß der Banddetektor (15) mit einem Materialverfol gungssystem (16) verbunden ist.
8. Walzstraße nach Anspruch 7,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß die Walzstraße (8) einen hinter der Walzstraße (8) angeordneten Bandbreitendetektor (20) aufweist,
- - daß der Bandbreitendetektor (20) mit einem Stauch gerüstregler (17) verbunden ist,
- - daß dem Stauchgerüstregler (17) eine Bandsollbreite (ds) zugeführt ist und
- - daß der Stauchgerüstregler (17) mit einer Verstellein richtung für das Stauchgerüst (7) verbunden ist.
9. Walzstraße nach Anspruch 7 oder 8,
dadurch gekennzeichnet,
- - daß dem Stauchgerüst (7) eine Stranggießkokille (2) mit verstellbarer Kokillenbreite vorgeschaltet ist,
- - daß die Walzstraße (8) einen hinter der Walzstraße (8) angeordneten Bandbreitendetektor (20) aufweist,
- - daß der Bandbreitendetektor (20) mit einem Kokillen breitenregler (19) verbunden ist,
- - daß dem Kokillenbreitenregler (19) eine Bandsollbreite (ds) zugeführt ist und
- - daß der Kokillenbreitenregler (19) mit einer Verstell einrichtung für die Stranggießkokille (2) verbunden ist.
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DE19744504B4 (de) | 2004-05-06 |
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