DE19914988A1

DE19914988A1 - Verfahren und Einrichtung zum Walzen eines Metallbandes, insbesondere eines gespaltenen Metallbandes

Info

Publication number: DE19914988A1
Application number: DE19914988A
Authority: DE
Inventors: Guenter Spreitzhofer
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 1999-04-01
Filing date: 1999-04-01
Publication date: 2000-10-05
Also published as: DE50006716D1; EP1040878A2; EP1040878B1; EP1040878A3; ATE268649T1

Abstract

Verfahren und Einrichtung zum Walzen eines Metallbandes (12), insbesondere eines gespaltenen Metallbandes, mittels eines Walzgerüstes mit einer Walze (10), auf deren Walzenenden Walzkräfte (F¶A¶, F¶B¶) ausgeübt werden. Dabei werden die auf die Walzenenden wirkenden Walzkräfte (F¶A¶, F¶B¶) derart eingestellt, daß ihr Quotient (F¶A¶/F¶B¶) zwischen Eins und dem Zweifachen des Kehrwerts des Quotienten (1¶A¶/1¶B¶) der Abstände (1¶A¶, 1¶B¶) zwischen ihrem jeweiligen Eingriffspunkt (A, B) auf ein Walzenende und der Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallbandes (12) liegt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Walzen eines Metallbandes, insbesondere eines gespaltenen Me tallbandes, mittels eines Walzgerüstes mit Walzen, auf deren Walzenenden Walzkräfte ausgeübt werden.

Beim Walzen von Metallbändern, deren Querschnitt in bezug auf ihre Mittellinie unsymmetrisch ist, kommt es zum Teil zu schwerwiegenden Problemen. Dies gilt insbesondere für Spalt bänder, d. h. gespaltene Metallbänder, deren Profil schema tisch in Fig. 1 dargestellt ist. Werden derartige Metallbänder in üblichen Walzgerüsten gewalzt, so haben die Metallbänder die Tendenz, nach außen auszuwandern, was mit schweren Plan heitsfehlern und zum Teil mit Bandrissen verbunden ist. Zur Umgehung dieses Problems ist es bekannt, Metallbänder mit Walzgerüsten mit Abstandssensoren zwischen den Arbeitswalzen zu walzen. Dieses Vorgehen ist schematisch in Fig. 2 gezeigt. Dabei wird der Abstand zwischen den Arbeitswalzen an beiden Walzenenden gemessen und die Walzkräfte derart geregelt, daß der Abstand auf beiden Seiten der Walzen konstant ist. Derar tige Walzgerüste sind jedoch aufwendig und teuer. Zudem las sen nicht alle Walzgerüste aufgrund ihrer baulichen Ausge staltung die Verwendung derartiger Sensoren zu.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Einrichtung bzw. ein Ver fahren zum einfacheren Walzen von Metallbändern mit unsymme trischem Querschnitt in bezug auf ihre Mittellinie, insbeson dere von gespaltenen Metallbändern, anzugeben.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Da bei werden zum Walzen eines Metallbandes, insbesondere eines gespaltenen Metallbandes, mittels eines Walzgerüstes mit ei ner Walze, auf deren Walzenenden Walzkräfte ausgeübt werden, die Walzkräfte derart eingestellt, daß ihr Quotient zwischen Eins und dem Zweifachen des Kehrwerts des Quotienten der Ab stände zwischen dem jeweiligen Eingriffspunkt der Walzkräfte auf ein Walzenende und der Mittellinie des Querschnitts des Metallbandes liegt. Auf diese Weise ist es unter Vermeidung oben bezeichneter Probleme möglich, unsymmetrische Metallbän der, insbesondere gespaltene Metallbänder, auch mit Walzgerü sten zu walzen, die keine. Abstandssensoren zwischen den Ar beitswalzen aufweisen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird die Mittel linie des Querschnitts des Metallbandes durch Messung der Po sition des Metallbandes bestimmt.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Walzkräfte F_A und F_B, die auf die Walzenenden wirken, der art eingestellt, daß ihr Quotient α mit

die Gleichung

erfüllt, wenn gilt

l_B < l_A

und die Gleichung

erfüllt, wenn gilt

l_A < l_B,

wobei
l_A der Abstand zwischen dem Eingriffspunkt der Walzkraft F_A auf ein Walzenende und der Mittellinie des Querschnitts des Metallbandes
l_B der Abstand zwischen dem Eingriffspunkt der Walzkraft F_B auf ein Walzenende und der Mittellinie des Querschnitts des Metallbandes ist.

In ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Walzkräfte derart eingestellt, daß ihr Quotient α mit

die Gleichung

erfüllt, wenn gilt

l_B < l_A

und die Gleichung

erfüllt, wenn gilt

l_A < l_B

In ganz besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung werden die Walzkräfte derart eingestellt, daß ihr Quotient zwischen dem Kehrwert des Quotienten der Abstände zwischen dem jeweiligen Eingriffspunkt der Walzkräfte auf ein Walzen ende und der Mittellinie des Querschnitts des Metallbandes und dem β-fachen des Kehrwerts des Quotienten der Abstände zwischen dem jeweiligen Eingriffspunkt der Walzkräfte auf ein Walzenende und der Mittellinie des Querschnitts des Metall bandes liegt, wobei β ein Wert zwischen 1,02 und 1,2 ist und vorteilhafter im wesentlichen 1,1 ist. Dieser Bereich ist be sonders geeignet für das Walzen von gespaltenen Metallbän dern. Zudem ermöglicht es eine derartige Einstellung der Walzkräfte nicht nur eine Verringerung der Unsymmetrie im Me tallband, sondern auch, dem seitlichen Auswandern von Metall band beim Walzen in besonders geeigneter Weise entgegenzuwir ken. Vorteilhafterweise werden die Walzkräfte F_A und F_B, die auf die Walzenenden wirken, somit derart eingestellt, daß ihr Quotient α mit

die Gleichung

erfüllt, wenn gilt

l_B < l_A

und die Gleichung

erfüllt, wenn gilt

l_A < l_B,

wobei β ein Wert zwischen 1,02 und 1,2, vorteilhafter im we sentlichen 1,1 ist.

Weitere Vorteile und vorteilhafte Ausgestaltungen ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung und Ausführungsbei spielen. Im einzelnen zeigen:

Fig. 1 den Querschnitt eines gespaltenen Metallbandes,

Fig. 2 ein schematisch dargestelltes bekanntes Walzgerüst,

Fig. 3 ein schematisch dargestelltes Walzgerüst zur Erläute rung der Erfindung,

Fig. 4 eine eingerüstige Walzstraße.

Fig. 1 zeigt ein gespaltenes Metallband 14 im Querschnitt. Ein derartiges gespaltenes Metallband 14 ist üblicherweise unsym metrisch im Querschnitt in bezug auf seine Mittellinie 15. Aufgrund dieser Unsymmetrie kommt es zu besonderen Problemen beim Walzen derartiger Metallbänder.

Fig. 2 zeigt ein Walzgerüst in schematischer Darstellung, wie es üblicherweise zum Walzen gespaltener Metallbänder verwen det wird. Dabei bezeichnen Bezugszeichen 1 und 2 Walzen, Be zugszeichen 3 ein Metallband und Bezugszeichen 4 und 5 Ab standssensoren zum Messen der Abstände der Walzenenden der Walzen 1 und 2. Gemäß bekanntem Vorgehen werden Walzkräfte F_A und F_B, die üblicherweise an den Walzenenden eingreifen, der art eingestellt, daß die (gemessenen) Abstände der Walzenen den voneinander gleich sind.

Derartige Walzgerüste sind aufwendig. Zudem ermöglichen nicht alle Walzgerüste den Einbau von Abstandssensoren, wie sie schematisch mit den Abstandssensoren 4 und 5 dargestellt sind.

Sollen gespaltene Metallbänder oder Metallbänder, die ähnlich unsymmetrisch sind, mit Walzgerüsten ohne Abstandssensoren 4 und 5 gewalzt werden, so werden üblicherweise hydraulische Aktoren zum Aufbringen der Walzkräfte F_A und F_B als Ersatz sensoren verwendet. Dabei ersetzen Hubmeßwerte an den hydrau lischen Aktoren zum Aufbringen der Walzkräfte F_A und F_B die Meßwerte der Abstandssensoren 4 und 5. Es zeigt sich jedoch, daß es bei diesem Vorgehen immer wieder zu Planheitsfehlern und sogar Bandrissen kommen kann. Bei diesem Vorgehen wird im übrigen grundsätzlich versucht, das Metallband in der Mitte des Walzgerüstes zu walzen. Weicht die Position des Metall bandes von dieser gewünschten Sollposition ab, so ist dem Fachmann bekannt, daß z. B. Probleme beim Aufhaspeln auftreten können. Dies gilt insbesondere bei Steckelwalzwerken. Ferner besteht die Gefahr, daß das Walzband an seitliche Anschläge läuft und deformiert wird. Ferner sollen so z. B. Probleme wie das Kippen eines Walzgerüstes, was zu Profil- und Planheits problemen im Walzband führt, vermieden werden.

Während der Fachmann immer bestrebt ist, das Metallband in der Mitte des Walzgerüstes zu walzen, wird gemäß der Erfin dung bewußt von diesem Grundsatz abgewichen. Gemäß der Erfin dung wird, solange das Metallband unsymmetrisch ist, bewußt von der üblicherweise gewünschten Position eines Metallbandes im Walzgerüst abgewichen. Dies verdeutlicht Fig. 3. Dabei be zeichnen Bezugszeichen 10 und 11 schematisch dargestellte Walzen eines Walzgerüstes. Bezugszeichen 12 bezeichnet ein Metallband. Bezugszeichen 13 bezeichnet die Mittellinie des Walzgerüstes, während Bezugszeichen 14 die Mittellinie des Metallbandes 12 bezeichnet. Wie Fig. 3 verdeutlicht, fallen die Mittellinien 13 und 14, nicht wie vom Fachmann üblicher weise gewünscht, zusammen. Im Gegenteil, ein Abstand s zwi schen den beiden Mittellinien 14 und 13 wird bewußt in Kauf genommen und erfindungsgemäß genutzt. Dabei werden die Walz kräfte F_A und F_B durch eine aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht gezeigte Walzkraftstelleinrichtung derart eingestellt, daß ihr Quotient F_A/F_B zwischen Eins und dem Zweifachen des Kehrwerts des Quotienten l_A/l_B der Abstände l_A und l_B zwischen dem jeweiligen Eingriffspunkt der Walzkräfte F_A, F_B auf ein Walzenende und der Mittellinie 14 des Querschnitts des Me tallbandes 12 liegt. Dabei ist es ganz besonders vorteilhaft, die Walzkräfte F_A, F_B derart einzustellen, daß ihr Quotient F_A/F_B zwischen Kehrwert des Quotienten l_A/l_B der Abstände l_A, l_B zwischen ihrem jeweiligen Eingriffspunkt A, B auf ein Wal zenende und der Mittellinie 14 des Querschnitts des Metall bandes 12 und dem β-fachen des Kehrwerts des Quotienten l_A/l_B der Abstände l_A, l_B zwischen ihrem jeweiligen Eingriffspunkt A, B auf ein Walzenende und der Mittellinie 14 des Quer schnitts des Metallbandes 12 liegt, wobei β ein Wert zwischen 1,02 und 1,2 ist. Von besonderem Vorteil ist es dabei, den Wert β derart einzustellen, daß er im wesentlichen 1,1 ist.

Fig. 4 zeigt eine Steckelwalzstraße zum Walzen eines Metall bandes 23. Die Steckelwalzstraße weist zwei Haspel 20 oder 21 und ein Walzgerüst 22 auf. Das Metallband 23 wird von einem Haspel 20 oder 21 abgewickelt, im Walzgerüst 22 gewalzt und auf den anderen Haspel 21 oder 20 aufgewickelt. Anschließend wird dieser Vorgang reversiert. Die Position des Metallbandes bzw. Position der Mittellinie des Metallbandes wird dabei mittels zweier Bandmeßgeräte 33 und 34 bestimmt und über Da tenleitungen 36 und 38 an ein Automatisierungsgerät 35 wei tergegeben. Wird das Metallband 23 auf den Haspel 20 aufge wickelt, so wird die Position mittels des Bandmeßgerätes 33 bestimmt. Wird das Metallband 23 dagegen auf den Haspel 21 aufgewickelt, so wird die Position des Metallbandes 23 mit tels des Bandmeßgerätes 34 bestimmt. Auf dem Automatisie rungsgerät 35 ist ein Walzkraftberechner implementiert, der Sollwerte für die Walzkräfte bzw. die Walzkraftverteilung er mittelt, die über eine Datenleitung 37 dem Walzgerüst 22 zu geführt werden. Anstelle der einzelnen Datenleitungen 36, 37, 38 kann auch ein Bussystem Verwendung finden. Die einzustel lenden Walzkräfte ermitteln das Automatisierungsgerät 35 in Abhängigkeit der gewünschten Stichabnahme pro Walzgang. Sind diese gewünschten Walzkräfte berechnet, so werden sie an schließend derart verändert, daß sie in erfindungsgemäßem Verhältnis zueinander stehen. Die so veränderten gewünschten Walzkräfte werden als Sollwerte für die Walzkräfte ausgege ben.

Claims

1. Verfahren zum Walzen eines Metallbandes (12), insbesondere eines gespaltenen Metallbandes, mittels eines Walzgerüstes mit einer Walze(10), auf deren Walzenenden Walzkräfte (F_A, F_B) ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkräfte (F_A, F_B) derart eingestellt werden, daß ihr Quotient (F_A/F_B) zwischen Eins und dem Zweifachen des Kehrwerts des Quotienten (l_A/l_B) der Abstände (l_A, l_B) zwi schen ihrem jeweiligen Eingriffspunkt (A, B) auf ein Walzen ende und der Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallban des (12) liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallbandes (12) durch Messung der Position des Metallbandes (12) be stimmt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkräfte (F_A, F_B) derart eingestellt werden, daß ihr Quotient α mit

die Gleichung

erfüllt, wenn gilt
l_B < l_A
und die Gleichung

erfüllt, wenn gilt
l_A < l_B,
wobei
l_A der Abstand zwischen dem Eingriffspunkt (A) der Walz kraft F_A auf ein Walzenende und der Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallbandes (12)
l_B der Abstand zwischen dem Eingriffspunkt (B) der Walz kraft F_B auf ein Walzenende und der Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallbandes (12) ist.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkräfte (F_A, F_B) derart eingestellt werden, daß ihr Quotient α mit

die Gleichung

erfüllt, wenn gilt
l_B < l_A
und die Gleichung

erfüllt, wenn gilt
l_A < l_B

5. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzkräfte (F_A, F_B) derart eingestellt werden, daß ihr Quotient (F_A/F_B) zwischen Kehrwert des Quotienten (l_A/l_B) der Abstände (l_A, l_B) zwischen ihrem jeweiligen Eingriffs punkt (A, B) auf ein Walzenende und der Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallbandes (12) und dem β-fachen des Kehr werts des Quotienten (l_A/l_B) der Abstände (l_A, l_B) zwischen ihrem jeweiligen Eingriffspunkt (A, B) auf ein Walzenende und der Mittellinie (14) des Querschnitts des Metallbandes (12) liegt, wobei β ein Wert zwischen 1,02 und 1,2, vorteilhafter im wesentlichen 1,1, ist.

6. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4 oder 5, wobei das Me tallband (12) zumindest zweimal gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim zweiten Walzgang die Walzkräfte (F_A, F_B) derart vor eingestellt werden, daß ihr Quotient (F_A/F_B) im wesentlichen dem zeitlichen Mittelwert des Quotienten (F_A/F_B) der Walz kräfte (F_A, F_B) der Walzkräfte (F_A, F_B) beim vorherigen Walz werk entspricht.

7. Einrichtung zum Walzen eines Metallbandes (12), insbeson dere eines gespaltenen Metallbandes, zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Einrichtung zum Walzen des Metallbandes (12) ein Walzgerüst mit einer Walze (10) aufweist, auf deren Walzenenden Walz kräfte (F_A, F_B) ausübbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Walzen eines Metallbandes (12) eine Walzkraftstelleinrichtung zur derartigen Einstellung der auf die Walzenenden wirkenden Walzkräfte (F_A, F_B) aufweist, daß Quotient (F_A/F_B) Walzkräfte (F_A, F_B) zwischen Eins und dem Zweifachen des Kehrwerts des Quotienten (l_A/l_B) der Abstände (l_A, l_B) zwischen ihrem jeweiligen Eingriffspunkt (A, B) auf ein Walzenende und Mittellinie (14) des Querschnitts des Me tallbandes (12) liegt.