DE19945202A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Walzen oder Wickeln von Band - Google Patents
Verfahren und Vorrichtung zum Walzen oder Wickeln von BandInfo
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Walzen oder Wickeln von Band mit ungleicher Dicke über die Bandbreite, bei denen mittels einer Meßrolle die Spannung in einem von Walzen, Haspeln, Steuer-, Führungs- oder Umlenkrollen begrenzten Längenabschnitt des Bandes gemessen wird. Um dabei genauere Meßwerte zu erhalten und Störspannungen von der Meßstelle fernzuhalten, ist zwischen der Meßrolle und einem Störspannungen im Band verursachenden Aggregat (Walze, Haspel, Steuer-, Führungs- oder Umlenkrolle) eine Abschottvorrichtung zur Aufnahme der Störspannungen angeordnet.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen oder Wickeln von Band mit
ungleicher Dicke über die Bandbreite, bei dem mittels einer Meßrolle die
Spannung über der Bandbreite in einem von Walzen, Haspeln, Steuer-, Füh
rungs- oder Umlenkrollen begrenzten Längenabschnitt des Bandes gemes
sen wird.
Beim Warmwalzen von metallischem Band, insbesondere in Walzstraßen für
Breitband, entsteht über die Bandbreite und die Bandlänge ein ungleich
mäßiges Dickenprofil. In aller Regel besitzt ein solches Breitband an seinen
Seitenrändern eine geringere Dicke als in seiner Mitte. Derartiges Breitband
wird häufig in Längsrichtung zu schmaleren Bändern unterteilt. Diese längs
geteilten Bänder (Spaltbänder) besitzen dann zumindest teilweise einen
keilförmigen Querschnitt, bei dem ein Randbereich dicker als der andere, ge
genüberliegende Randbereich ist. Ein solcher keilförmiger Querschnitt führt
bei der weiteren Bearbeitung des Spaltbandes zu Schwierigkeiten. Dies gilt
immer dann, wenn das Spaltband gewalzt, auf Haspeln aufgewickelt oder
über Rollen, wie beispielsweise Umlenkrollen, geführt wird.
Soll zum Beispiel ein solches Band durch Walzen in seiner Dicke reduziert
werden, dann verläuft es in dem von den bearbeitenden Walzen gebildeten
Walzspalt und auf dem Haspel seitlich, weil sich beim Aufwickeln des Ban
des mit keilförmigem Querschnitt ein unterschiedlicher Wickeldurchmesser
über der Bandbreite einstellt, der dann als Folge eine unsymmetrische
Längsspannungsverteilung über der Bandbreite erzeugt. Mit Stabilisierungs
rollen, die vor und hinter dem Walzspalt angeordnet sind, wird eine Ver
gleichmäßigung der Spannungen im Band, eine Stabilisierung des Walzpro
zesses und eine Verringerung des Bandverlaufes erreicht. Die deutsche
Offenlegungsschrift 195 24 729 beschreibt ein solches Verfahren und eine
entsprechende Vorrichtung. Danach lassen sich Führungsrollen der Vorrich
tung in einer im wesentlichen senkrechten Ebene neigen, um so das Band
aus seiner horizontalen Lage heraus um ein begrenztes Maß zu kippen und
auf diese Weise die Bandspannungen zu vergleichmäßigen und dessen seit
lichem Verlaufen im Walzspalt entgegenzuwirken. Auch ein Verschwenken
der Führungsrollen in der horizontalen Ebene zum selben Zweck ist in der
Offenlegungsschrift beschrieben. Die Stabilisierungsrollen sollen dabei in
Abhängigkeit von der Verteilung der Zugspannungen über die Breite des
Bandes verstellt werden. Zu diesem Zweck wird die Zugspannungsverteilung
gemessen. Deshalb sind bei der bekannten Vorrichtung die Stabilisie
rungsrollen auf Lagerböcken gelagert, an denen Kraftmeßsensoren zum
Ermitteln der im Band vorliegenden Zugkraftasymmetrie angeordnet sind.
Mit dem bekannten Verfahren kann jedoch nicht verhindert werden, daß das
Messen der Zugspannungsverteilung im Band weiterhin mit großen Fehlern
behaftet ist. Welche Zugspannungsverteilung während des Walzens tatsäch
lich vorliegt, hängt von der jeweiligen Prozeßsituation ab. Die Zugspannung
setzt sich an der Meßstelle nämlich aus verschiedenen Spannungen
zusammen. Das sind zunächst jene Zugspannungen, die sich aus der unter
schiedlichen Längenverteilung des Bandes über dessen Breite ergeben.
Dieses sind die eigentlich zu messenden Spannungen. Außerdem treten
aber noch Störspannungen auf, die erst deshalb entstehen, weil das wegen
seines keilförmigen Querschnittes seitlich verlaufende Band nicht mehr senk
recht zu der Drehachse auf ein nachgeordnetes Aggregat (Walze, Haspel,
Steuer-, Führungs- oder Umlenkrollen) aufläuft.
Wird ein solches Band - wie beispielsweise beim Walzen hinter dem Walz
spalt - so auf einen Haspel gewickelt, verschieben sich die Auflaufpunkte
des Bandes auf dem Haspel, und es entsteht eine unsymmetrische Bund
geometrie. Solange diese Situation anhält, stellt sich in dem Längenabschnitt
des Bandes zwischen Walzspalt und Haspel ein Spannungszustand ein, bei
dem die höchste Spannung an den einander diagonal gegenüberliegenden
Ecken auftritt, während die Spannungen an den anderen Stellen deutlich
geringer sind. Es entstehen Diagonalfalten im Band, weshalb dieser Zustand
auch als "Handtucheffekt" bezeichnet wird. Dieser Effekt führt bei dem
bekannten Verfahren und der dortigen Messung der Zugspannungs
verteilung über der Bandbreite zur Verfälschung der Meßwerte, weil jene
Zugspannungen, die sich aus der unterschiedlichen Länge des Bandes über
dessen Breite ergeben, von den Zugspannungen aus dem Handtucheffekt
überlagert werden. Folglich lassen sich diese Meßwerte nicht zum exakten
Messen und somit auch nicht zum genauen Steuern und Regeln der Band
planheit verwenden, da es nicht möglich ist, zwischen den tatsächlichen, der
Längenverteilung entsprechenden Zugspannungen und den Störspannun
gen zu unterscheiden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und/oder eine Vor
richtung zu schaffen, womit es möglich ist, genauere Meßwerte zu erhalten.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß durch Verzerrun
gen beim Verlaufen des Bandes verursachte Störspannungen im Band mit
tels einer Abschottvorrichtung von der Meßrolle ferngehalten werden. Eine
solche Abschottvorrichtung sorgt dafür, daß im Bereich der Meßrolle nur jene
Zugspannungen im Band auftreten, die sich aus der unterschiedlichen Länge
des Bandes über dessen Breite ergeben. Die obenerwähnten Störspannun
gen lassen sich bei Band mit ungleichmäßiger Dicke zwar nicht vermeiden,
aber mit der Abschottvorrichtung von der Stelle des Bandes fernhalten, wo
die Meßrolle die Zugspannungsverteilung im Band mißt.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Vorrichtung zum Walzen oder
Wickeln von Band mit ungleicher Dicke über die Bandbreite, die eine Meß
rolle zum Messen der Spannungen in einem von Walzen, Haspeln, Steuer-,
Führungs- oder Umlenkrollen begrenzten Längenabschnitt des Bandes
besitzt. Diese Vorrichtung kennzeichnet sich erfindungsgemäß dadurch, daß
zwischen der Meßrolle und einem Störspannungen im Band verursachenden
Aggregat (Walze, Haspel, Steuer-, Führungs- oder Umlenkrolle) eine
Abschottvorrichtung zur Aufnahme der Störspannungen angeordnet ist. Die
Abschottvorrichtung ist dabei zwischen der Meßrolle und jener Stelle
angeordnet, von der die Störspannungen ausgehen. Je nach Art der Vor
richtung kann es erforderlich sein, eine zweite Abschottvorrichtung
einzusetzen, wenn von einer zweiten Seite her Störspannungen zur Meßrolle
hin wirksam werden können. In jedem Fall ermittelt die Meßrolle bei Einsatz
der Abschottsysteme tatsächlich nur jene Spannungen über der Bandbreite,
die der Längenverteilung des Bandes entsprechen und aus denen sich kor
rekte Werte zum Steuern, Regeln und Messen ableiten lassen.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besitzt die Abschott
vorrichtung eine, vorzugsweise mehrere Rollen, die über eine griffige Ober
fläche und einen hinreichend großen Umschlingungswinkel einen engen
Kontakt mit dem Band halten. Dieser enge Kontakt mit dem Band bewirkt
einen Ausrichteffekt im Band, da die Störspannungen vom Band auf die
Rollen und ihre Lagerung übertragen und abgeleitet werden.
Vorteilhaft ist es, wenn die Rollen der Abschottvorrichtung zwar verstellbar,
jedoch während des Betriebes ortsfest gelagert sind. Die Verstellbarkeit der
Rollen ermöglicht ein einwandfreies Einstellen derselben, insbesondere zur
Gewährleistung eines möglichst großen Umschlingungswinkels und damit
einer ausreichenden Abschottwirkung. Eine solide ortsfeste Lagerung der
Rollen während des Betriebes gewährleistet ein zuverlässiges Ableiten der
Störspannungen.
Die Erfindung wird im folgenden anhand von in der Zeichnung dargestellten
Ausführungsbeispielen des näheren erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine bekannte Vorrichtung zum Walzen von Band in schematischer
Darstellung in einer Seitenansicht;
Fig. 2 die Vorrichtung nach Fig. 1 in größerem Maßstab in der Draufsicht;
Fig. 3 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer einrolligen Abschottung
und
Fig. 4 eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit einer doppelrolligen Abschot
tung.
Zwei Walzen 1 und 2 bilden zwischen sich einen Walzspalt 3, durch den ein
Band 4 hindurchgeführt, gewalzt und dabei in seiner Dicke reduziert wird. Mit
einigem Abstand von den Walzen 1, 2 ist ein Haspel 5 angeordnet, auf den
das Band 4 gewickelt wird. Eine Meßrolle 6 stützt das Band 4 von unten ab.
Nicht dargestellte Sensoren in der Meßrolle messen die dort auftretenden
Kräfte, die ein Maß für die im Band 4 herrschenden Spannungen abgeben.
Da das Band 4 einen keilförmigen Querschnitt besitzt, wird es auf dem Has
pel über seiner Breite unterschiedlich stramm aufgewickelt, so daß sich an
der dickeren Bandstelle eine höhere Bandspannung einstellt. Dies führt
dazu, daß das Band 4 zwischen Haspel 5 und Meßrolle 6 zur Seite ausge
lenkt wird. Dies ist in Fig. 2 zum Zwecke einer deutlicheren Darstellung der
Folgen der Auslenkung etwas übertrieben wiedergegeben. Die unsymmetri
sche Bandspannung führt dazu, daß das Band gebogen wird und mit seinen
Seitenkanten nicht mehr senkrecht auf den Haspel 5 trifft, das heißt, nicht
mehr unter einem Winkel von 90° zur Drehachse 7 des Haspels 5. Dadurch
verschieben sich beim Aufwickeln des mit keilförmigem Querschnitt behaf
teten Bandes 4 die Auflaufpunkte des Bandes auf dem Haspel 5, und es
entsteht eine unsymmetrische Bundgeometrie. In Fig. 2 sind die Auflauf
punkte des Bandes 4 mit Pfeilen 8 gekennzeichnet. In dieser Situation stellt
sich in dem Längenabschnitt des Bandes zwischen Meßrolle 6 und Haspel 5
ein völlig ungleichmäßiger Spannungszustand ein, bei dem sich die Span
nungen aus der wechselnden Bandlänge und die Störspannungen überla
gern, die durch die unsymmetrische Spannungseinleitung am Haspel und
durch Verzerrungen des verlaufenden Bandes 4 entstehen. Die Meßrolle 6
und ihre Sensoren können nicht zwischen den beiden Spannungsarten
unterscheiden. Folglich sind die so gewonnenen Meßwerte unbrauchbar.
In Fig. 3 ist ebenfalls eine Vorrichtung zum Walzen eines Bandes 4 darge
stellt, das von einem Haspel 5 aufgewickelt wird. Dabei ist es unwesentlich,
wenn die dort vorhandene Meßrolle 6 oberhalb des Bandes 4 angeordnet ist.
Sie arbeitet nach demselben Prinzip wie die Meßrolle 6 in den Fig. 1, 2. Ent
scheidend ist jedoch, daß in Fig. 3 zwischen der Meßrolle 6 und dem Haspel
5 eine Abschottvorrichtung 9 angeordnet ist. Diese besteht aus einer Rolle
10 mit einer ausreichend griffigen Oberfläche. Die Rolle 10 sollte auch so
angeordnet sein, daß sich ein ausreichend großer Umschlingungswinkel
ergibt und damit das Band 4 einen großflächigen Kontakt mit der Rolle 10
hat. Die Rolle 10, könnte um dies zu erreichen, auch verstellbar sein. Wäh
rend des Betriebes bleibt ihre Lage jedoch ortsfest und stabil, um die Stör
spannungen aufzunehmen und abzuleiten, die vom Haspel 5 her entgegen
der Laufrichtung des Bandes 4 im Band wirken.
Oberhalb der Vorrichtung ist in Fig. 3 noch eine Draufsicht auf das Band 4
dargestellt, in der die auftretenden Kräfte als Pfeile dargestellt sind. Ganz
links erkennt man die ungleichen Kräfte unmittelbar beim Auflaufen des
Bandes 4 auf den Haspel 5 an der mit 11 gekennzeichneten Stelle. Im mittle
ren Bereich sind die Kräfte dargestellt, die an der Stelle 12 im Band 4 wirken.
Ganz rechts ist dargestellt, daß im Bereich der Meßrolle 6, beispielsweise an
der Stelle 13, nur die Kräfte auftreten, die sich aus der Längenverteilung des
Bandes über der Breite ergeben, weil die vom Haspel 5 her kommenden
Störspannungen die Abschottvorrichtung 9 nicht passieren, da sie abgeleitet
werden.
Die Fig. 4 unterscheidet sich von der Fig. 3 vor allem dadurch, daß dort eine
Abschottvorrichtung 9 dargestellt ist, die zwei Rollen 10 besitzt. Auf diese
Weise läßt sich ein noch größerer Umschlingungswinkel insgesamt und da
mit ein noch zuverlässigeres Abschotten der Störspannungen erreichen. Ab
schottvorrichtungen mit mehr als zwei Rollen 10 sind durchaus möglich und
in manchen Fällen auch sinnvoll und notwendig.
Claims (5)
1. Verfahren zum Walzen oder Wickeln von Band mit ungleicher Dicke
über die Bandbreite, bei dem mittels einer Meßrolle die Spannung in
einem von Walzen, Haspeln, Steuer-, Führungs- oder Umlenkrollen
begrenzten Längenabschnitt des Bandes gemessen wird, dadurch
gekennzeichnet, daß durch unsymmetrische Spannungseinleitung und
durch Verzerrungen beim Verlaufen des Bandes (4) im Band verur
sachte Störspannungen mittels einer Abschottvorrichtung (9) von der
Meßrolle (6) ferngehalten werden.
2. Vorrichtung zum Walzen oder Wickeln von Band mit einer Meßrolle
zum Messen der Spannungen in einem von Walzen, Haspeln, Steuer-,
Führungs- oder Umlenkrollen begrenzten Längenabschnitt des Bandes,
dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Meßrolle (6) und einem
Störspannungen im Band (4) verursachenden Aggregat (5) eine
Abschottvorrichtung (9) zur Aufnahme der Störspannungen angeordnet
ist.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ab
schottvorrichtung (9) mindestens eine Rolle (10) besitzt.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Rol
len (10) verstellbar, jedoch während des Betriebes ortsfest gelagert
sind.
5. Verfahren zum Walzen oder Wickeln von Band mit ungleicher Dicke
über die Bandbreite und/oder die Bandlänge, bei dem mittels einer
Meßrolle die Spannung in einem von Walzen, Haspeln, Steuer-, Füh
rungs- oder Umlenkrollen begrenzten Längenabschnitt des Bandes
gemessen wird, dadurch gekennzeichnet, daß durch Verzerrungen
beim Verlaufen des Bandes (4) im Band verursachte Störspannungen
mittels einer Abschottvorrichtung (9) von der Meßrolle (6) ferngehalten
werden.
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EP1086758B1 (de) | 2005-10-26 |
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