DE19950609A1 - Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten verbundener Metallbänder und Tandemstraße zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten verbundener Metallbänder in einer durchlaufenen Tandemstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten, bei welcher zwischen den beiden Walzgerüsten ein Bandspeicher zum kontinuierlichen Walzen der Metallbänder bei wechselweise geöffneten Walzgerüsten angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten ver­ bundener Metallbänder, insbesondere beim Kaltwalzen von austenitischen und ferritischen Edelstahlbändern.

Es sind Tandemstraßen mit zwei oder mehreren Walzgerüsten bekannt. Bei derartigen Tandemstraßen ist entweder eine im wesentlichen gerade, stramme Bandführung zwischen den Walz­ gerüsten verwirklicht oder ein Schlingenheber vorgesehen, um einen Bandlängenausgleich zwischen den Walzgerüsten erzeugen zu können. Derartige Tandemstraßen bzw. -walzwerke werden in zunehmendem Maße auch In-line in Bandprozeßlinien eingesetzt, z. B. in Kontiwalzlinien, Konti-, Beiz- und Kaltwalzlinien oder Konti-, Glüh-, Beiz- und Kaltwalzlinien für Edelstahlbänder usw. Derartige Bandprozeßlinien werden von den zu behandelnden Metallbändern kontinuierlich durch­ laufen. Diese Metallbänder werden von Coils abgewickelt und mittels Schweißnähten miteinander verbunden. Die Walz­ gerüste müssen beim Durchlaufen der Schweißnähte regelmäßig geöffnet werden. Das gilt insbesondere für austenitische und ferritische Metallbänder, aber auch unter Berück­ sichtigung der Dickenunterschiede zwischen den miteinander verschweißten Metallbändern. Durch das Öffnen der Walz­ gerüste werden Bandabschnitte vorgegebener Länge vor und hinter der jeweiligen Schweißnaht nicht oder nur teilweise gewalzt und müssen daher als Schrott im Auslauf der Band­ prozeßlinien herausgetrennt, regelmäßig herausgeschnitten werden. Die daraus resultierende Schrottlänge beträgt im Falle einer Tandemstraße mit zwei Walzgerüsten ca. 20 m pro Coil bzw. Metallband. Das entspricht in etwa dem zweifachen Abstand zwischen zwei Walzgerüsten. Denn bei herkömmlichen Tandemstraßen wird die jeweilige Schweißnaht bis vor das erste Walzgerüst gefahren. Das Metallband wird gestoppt. Die Walzgerüste werden geöffnet. Bei geöffneten Walz­ gerüsten findet im allgemeinen ein Walzenwechsel statt. Die Schweißnaht wird während des Walzenwechsels bis hinter das zweite Walzgerüst gefahren. Danach und folglich nach dem Walzenwechsel werden beide Walzgerüste wieder geschlossen, so daß das Walzen des nächsten Coils bzw. Metallbandes beginnen kann. Folglich entspricht die minimale Schrott­ länge dem zweifachen Abstand zwischen den beiden Walzge­ rüsten, weil die diesem Abstand entsprechende in bezug auf die Schweißnaht vorlaufende Bandlänge ebenso nur in einem Walzgerüst und folglich teilweise gewalzt ist wie die in bezug auf die Schweißnaht nachlaufende Bandlänge. Produkt­ abhängig werden die Walzen alle 1-10 Coils gewechselt.

Hinz kommt, daß beim Kaltwalzen von Edelstählen bestimmte Zugverhältnisse hinsichtlich Einlaufzug und Auslaufzug an einem Walzgerüst eingehalten werden müssen, um ein Bandschlupfen im Walzgerüst und eine damit verbundene Instabilität zu vermeiden, die zu einen Bandriß führen kann. Ein Bandriß würde zu erheblichen Produktionsausfall- und Schrottkosten führen. Für die Bandzugmessung werden im allgemeinen Bandzugmeßrollen derart eingesetzt, daß das Metallband die Bandzugmeßrollen lediglich mit einem Winkel von 5°-15° umschlingt. Kraftmeßdosen messen die horizon­ tale und/oder vertikale Kraftkomponente, welche das Metall­ band auf die Bandzugmeßrollen ausübt. Der Bandzug wird unter der Annahme ermittelt, daß das betreffende Metallband im wesentlichen biegeschlaff ist. Bei Metallbändern mit größerer Banddicke ist die Annahme der Biegeschlaffheit jedoch nicht mehr gerechtfertigt. Vielmehr verhalten sich Metallbänder mit wachsender Banddicke schließlich wie ein Biegebalken. Folglich wird selbst bei einem Bandzug Null eine Kraft auf die Bandzugmeßrollen ausgeübt. Dadurch wird die Bandzugmessung negativ beeinflußt. Hinzu kommt eine sich durch das Eigengewicht des jeweiligen Metallbandes überlagernde Kraft, so daß bei dem vorerwähnten Um­ schlingungswinkel erhebliche Meßfehler in Abhängigkeit von den jeweiligen Banddicken auftreten können. Da im übrigen der Einfluß unterschiedlicher Bandfestigkeiten, insbe­ sondere der Einfluß sich durch das Walzen ändernder Band­ festigkeiten, unberücksichtigt bleibt, können fehlerhafte Bandzugmessungen schließlich zu einem Bandriß führen. Ein weiteres Problem, welches beim Kaltwalzen von Edelstahl­ bändern und insbesondere Edel-Warmbändern auftritt, sind die bei gleichem Produkt von Coil zu Coil oft stark schwankenden Werte der Banddicke, des Bandesprofils und der Bandfestigkeit am Anfang eines Coils. Die Walzgerüste müssen vor Walzbeginn hinreichend gut voreingestellt werden. Das gilt in bezug auf die Walzkraft ebenso wie hin­ sichtlich der Einstellung von Planheitsstellgliedern, um ein Planwalzen zu gewährleisten. Auch bei mangelhafter Gerüstvoreinstellung kann es daher zu Überwalzungen und folglich Bandrissen kommen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs beschriebenen Ausführungsform anzugeben, wonach sich Schrottverluste beim Durchlaufen von Schweißnähten durch dafür geöffnete Walzgerüste hierdurch erheblich redu­ zieren und genaue Bandzugmessungen zwischen den Walz­ gerüsten ebenso wie eine genaue Voreinstellung der Walz­ gerüste in einfacher und funktionsgerechter Weise erreichen lassen.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten verbundener Metallbändern, insbesondere beim Kaltwalzen von austenitischen und ferritischen Edelstahl­ bändern, in einer durchlaufenen Tandemstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten, wonach die jeweilige Schweißnaht vor dem ersten Walzgerüst angehalten oder im Schleichgang gefahren wird, während das zweite Walzgerüst das in bezug auf die Schweißnaht vorlaufende Metallband weiterwalzt und das weiterzuwalzende Metallband aus einem zwischen beiden Walz­ gerüsten angeordneten Bandspeicher erhält, das erste Walz­ gerüst geöffnet und die Schweißnaht durch das erste Walz­ gerüst hindurchgefahren wird, anschließend das erste Walz­ gerüst geschlossen und die Schweißnaht nach dem Durchlaufen des Bandspeichers vor dem zweiten Walzgerüst angehalten oder im Schleichgang gefahren wird, während das erste Walz­ gerüst das in bezug auf die Schweißnaht nachlaufende Metallband walzt und das gewalzte Metallband von dem Band­ speicher aufgenommen wird, das zweite Walzgerüst geöffnet und die Schweißnaht durch das zweite Walzgerüst hindurch­ gefahren wird, anschließend das zweite Walzgerüst geschlossen wird und so fort, und die jeweilige Schweißnaht im Bereich des Bandauslaufs aus den sie verbindenden Metallbändern herausgetrennt wird. - Im Rahmen der Erfindung finden Metallbänder und insbesondere Edelstahl­ bänder mit Eingangsdicken bis zu 10 mm Verwendung, wobei das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Tandemstraßen mit mehr als zwei Walzgerüsten funktioniert, wenn zwischen jeweils zwei oder zumindest zwei Walzgerüsten ein Band­ speicher angeordnet ist. Dabei kann im Zuge des Öffnens der Walzgerüste wahlweise ein Walzenwechsel vorgenommen werden, weil der Bandspeicher so dimensioniert ist, daß er einer­ seits praktisch geleert werden kann, während das erste Walzgerüst geöffnet ist und das zweite Walzgerüst das der Schweißnaht voreilende Metallband weiterwalzt und anschließend wieder vollständig gefüllt werden kann, während das zweite Walzgerüst geöffnet ist und das erste Walzgerüst das der Schweißnaht nacheilende Metallband walzt und an den Bandspeicher abgibt. Durch diese Maßnahmen der Erfindung reduziert sich die Schrottlänge bei die Tandem­ straße und ihre Walzgerüste durchlaufenden und ggf. kontinuierlich durchlaufenden Metallbändern auf praktisch die Nahtbreite der die Metallbänder verbindenden Schweißnähte, so daß der Schrottabfall gegen Null geht, jedenfalls extrem minimiert wird. Darüber hinaus kann im Rahmen der Erfindung das Tandemwalzen der schweißnahtverbundenen Metallbänder und Edelstahlbänder In-line in kontinuierlich arbeitenden Bandprozeßlinien erfolgen.

Ferner lehrt die Erfindung, daß der Bandzug im Einlauf­ bereich und Auslaufbereich der Walzgerüste gemessen wird, vorzugsweise auch im Einlaufbereich und Auslaufbereich des Bandspeichers gemessen wird. In diesem Zusammenhang geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, daß die Metallbänder zwischen den Walzgerüsten und durch den dort angeordneten Bandspeicher um Winkel von 90° umgelenkt werden. Dadurch wird der Einfluß der Biegesteifigkeit der Metallbänder auf die Messung, die bei kleinen Umschlingungswinkeln zu großen Meßfehlern führt, vernachlässigbar klein. Es muß lediglich noch das Bandgewicht in der Messung berücksichtigt werden. Somit läßt sich eine hinreichend genaue Bandzugmessung zwischen den Walzgerüsten verwirklichen und ein stabiler Walzprozeß einstellen. Zweckmäßigerweise werden die Band­ züge hinter dem ersten Walzgerüst und vor dem zweiten Walz­ gerüst eingestellt. Denn in einigen Fällen ist es walz­ technisch sinnvoll, wenn der Bandzug hinter dem ersten Walzgerüst nicht gleich dem Bandzug vor dem zweiten Walz­ gerüst ist. Unterschiedliche Bandzüge können sich positiv auf die Stabilität des Walzprozesses und auf eine maximal mögliche Stichabnahme auswirken. Weiter lehrt die Erfindung, daß vor dem Walzen am Bandanfang zumindest die Banddicke und die Bandfestigkeit gemessen und zur Vorein­ stellung der Walzgerüste hinsichtlich der Walzkraft und des Planwalzens verwendet werden. Die Messung kann direkt oder indirekt erfolgen und in die Sollwertbildung eines Regel­ kreises einfließen. Beispielsweise kann die Bandfestigkeit über Kraftmessungen bei den Walzen vorgeschalteten Scher- und/oder Besäumvorgängen ermittelt werden. Tatsächlich bestehen eindeutige Beziehungen zwischen der Scherkraft, Scherfestigkeit sowie der Zugfestigkeit beim beispielsweise Querteilschneiden und/oder Besäumen der Metallbänder. Die Bandfestigkeit kann über die Messung der für einen vorgegebenen Streckgrad erforderlichen Zugkraft in einer vorgeschalteten Streckbiegerichtanlage und/oder über die Messung der für einen vorgegebenen Dressiergrad erforderlichen Walzkraft in einem vorgeschalteten Dressiergerüst ermittelt werden. Beim Streckbiegerichten hängt die erforderliche Zugkraft für einen vorgegebenen Sreckgrad von der Streckgrenze und der Fließkurve ab, während beim Dressieren die erforderliche Walzkraft für einen vorgegebenen Dressiergrad von der Streckgrenze und der Fließkurve abhängt. Es ist daher möglich, aus Messungen an vorgeschalteten Einrichtungen die Bandfestig­ keitseigenschaften eines Coils vor dem Walzen vorherzubestimmen und über ein Regelmodell in die Sollwertbildung einfließen zu lassen. Durch verbesserte Sollwerte lassen sich Überwalzungen und Bandrisse ver­ meiden.

Im Ergebnis führen die erfindungsgemäßen Maßnahmen zu einer höheren Ausbringung beim Walzen und einer höheren Produktivität der Gesamtanlage.

Gegenstand der Erfindung ist ferner eine Tandemstraße die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist und zumindest zwei Walzgerüste zum Walzen von Metallbändern, insbesondere zum Kaltwalzen austenitischer und ferritischer Metallbänder aufweist. Diese Tandemstraße ist dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Walz­ gerüsten ein Bandspeicher zum Walzen durchlaufender Metall­ bänder bei wechselweise geöffneten Walzgerüsten angeordnet ist. Dabei können vor und hinter und ggf. zwischen den Walzgerüsten Bandzugmeßvorrichtungen angeordnet sein.

Solche Bandzugmeßvorrichtungen können sich auch vor und hinter dem Bandspeicher befinden. Bei diesen Bandzugmeß­ vorrichtungen handelt es sich vorzugsweise um Kraftmeßdosen unter den Lagern von Umlenkrollen und/oder Spannrollen für die durchlaufenden Metallbänder und einer Bandumschlingung von mindestens 45°, vorzugsweise 90°. Tatsächlich lassen sich Kraftmeßdosen zur Bandzugmessung an Rollen mit einer Bandumschlingung bis zu 180° oder mehr einsetzen. Dadurch werden Meßfehler wie sie bei Rollen mit kleinen Umschlingungswinkeln auftreten nahezu ausgeschaltet, können jedenfalls vernachlässigt werden.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine erfindungsgemäße Tandemstraße in schematischer Seitenansicht und

Fig. 2-5 einen Schweißnahtdurchlauf durch den Gegenstand nach Fig. 1, wobei die Walzgerüste wechselweise geöffnet werden, um einerseits einen kontinuierlichen Banddurchlauf, andererseits einen Walzenwechsel bei geöffneten Walzgerüsten zu ermöglichen.

In den Fig. 1 bis 5 ist eine Bandprozeßlinie 1 für kontinuierlich durchlaufende Metallbänder dargestellt, bei welcher eine Tandemstraße In-line eingesetzt ist. Von der Bandprozeßlinie 1 sind lediglich ein Einlaufspannsatz 2 und ein Auslaufspannsatz 3 gezeigt. Die Tandemstraße weist zwei Walzgerüste 4, 5 auf. Zwischen den beiden Walzgerüsten 4, 5 ist ein Bandspeicher 6 zum Walzen der durchlaufenden Metallbänder 7 bei wechselweise geöffneten Walzgerüsten 4, 5 dargestellt. Vor und hinter den Walzgerüsten 4, 5 sind Bandzugmeßvorrichtungen 8, 9 angeordnet, nämlich einerseits im Bereich des Einlaufspannsatzes 2, andererseits im Bereich des Auslaufspannsatzes 3. Darüber hinaus sind auch vor und hinter dem Bandspeicher 6 Bandzugmeßvorrichtungen 10, 11 angeordnet.

Der Bandspeicher 6 weist eine heb- und senkbare Umlenkrolle 12 für das ein- und auslaufende Metallband 7 auf, die angetrieben sein kann.

Nach Fig. 2 ist die zwei Metallbänder 7a, 7b verbindende Schweißnaht 13 bis vor das erste Walzgerüst 4 gefahren und dort angehalten worden, während das zweite Walzgerüst 5 weiterwalzt und das zu walzende Metallband 7b dem zwischen­ geschalteten Bandspeicher 6 im Sinne einer Bandspeicherent­ leerung entnimmt. Nach Fig. 3 ist das erste Walzgerüst 4 geöffnet worden, hat ggf. ein Walzenwechsel stattgefunden, hat die Schweißnaht 13 das erste Walzgerüst 4 passiert und ist das erste Walzgerüst 4 wieder geschlossen worden, während das zweite Walzgerüst 5 ständig weitergewalzt hat. Nach Fig. 4 ist die Schweißnaht 13 bis vor das zweite Walz­ gerüst 5 gefahren und dort angehalten worden, während das erste wieder geschlossene Walzgerüst 4 das der Schweißnaht 13 nachfolgende Metallband 7a walzt und der Bandspeicher 6 mit gewalztem Metallband 7a beschickt wird.

Nach Fig. 5 ist das zweite Walzgerüst 5 geöffnet worden, die Schweißnaht 13 hindurchgefahren worden, hat ggf. ein Walzenwechsel stattgefunden und ist das Walzgerüst 5 wieder geschlossen worden, während das erste Walzgerüst 4 kontinuierlich weitergewalzt hat und der Bandspeicher 6 wieder mit gewalztem Metallband 7a gefüllt worden ist. - Das Heraustrennen bzw. das Ausschneiden der Schweißnaht 13 kann im Bereich des Bandauslaufes erfolgen, und zwar derart, daß die Schrottlänge auf die Breite der Schweißnaht 13 reduziert wird.

Claims (13)

1. Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten verbundener Metallbänder, insbe­ sondere beim Kaltwalzen von austenitischen und ferritischen Edelstahlbändern, in einer durchlaufenen Tandemstraße mit zumindest zwei Walzgerüsten, wonach die jeweilige Schweiß­ naht vor dem ersten Walzgerüst angehalten oder im Schleich­ gang gefahren wird, während das zweite Walzgerüst das in bezug auf die Schweißnaht vorlaufende Metallband weiter­ walzt und das weiterzuwalzende Metallbad aus einem zwischen beiden Walzgerüsten angeordneten Bandspeicher erhält, das erste Walzgerüst geöffnet und die Schweißnaht durch das erste Walzgerüst hindurchgefahren wird, anschließend das erste Walzgerüst geschlossen und die Schweißnaht nach dem Durchlaufen des Bandspeichers vor dem zweiten Walzgerüst angehalten oder im Schleichgang gefahren wird, während das erste Walzgerüst das in bezug auf die Schweißnaht nach­ laufende Metallband walzt und das gewalzte Metallband von dem Bandspeicher aufgenommen wird, das zweite Walzgerüst geöffnet und die Schweißnaht durch das zweite Walzgerüst hindurchgefahren wird, anschließend das zweite Walzgerüst geschlossen wird und so fort, und die jeweilige Schweißnaht im Bereich des Bandauslaufs aus den sie verbindenden Metallbändern herausgetrennt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß im Zuge des Öffnens der Walzgerüste wahl­ weise ein Walzenwechsel vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Tandemwalzen der Schweißnaht verbundenen Metallbänder In-line in Bandprozeßlinien erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandzug im Einlaufbereich und Aus­ laufbereich der Walzgerüste gemessen wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bandzug im Einlaufbereich und Aus­ laufbereich des Bandspeichers gemessen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandzüge hinter dem ersten Walz­ gerüst und vor dem zweiten Walzgerüst eingestellt werden.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Walzen am Bandanfang zumindest die Banddicke und die Bandfestigkeit gemessen und zur Vor­ einstellung der Walzgerüste hinsichtlich der Walzkraft und des Planwalzens verwendet werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandfestigkeit über Kraftmessungen bei dem Walzen vorgeschalteten Scheren- und/oder Besäumvor­ gängen ermittelt wird.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandfestigkeit über die Messung für einen vorgegebenen Streckegrad erforderlichen Zugkraft in einer vorgeschalteten Streckbiegerichtanlage und/oder über die Messung der für einen vorgegebenen Dressiergrad erforderlichen Walzkraft in einem vorgeschalteten Dressier­ gerüst ermittelt wird.

10. Tandemstraße zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 9, mit zumindest zwei Walz­ gerüsten zum Walzen von Metallbändern insbesondere zum Kaltwalzen austenitischer und ferritischer Metallbänder, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden Walz­ gerüsten (4, 5) ein Bandspeicher (6) zum Walzen durch­ laufender Metallbänder (7) bei wechselweise geöffneten Walzgerüsten (4, 5) angeordnet ist.

11. Tandemstraße nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß vor und hinter und ggf. zwischen den Walzgerüsten (4, 5) Bandzugmeßvorrichtungen (8, 9) angeordnet sind.

12. Tandemstraße nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekenn­ zeichnet, daß vor und hinter dem Bandspeicher (6) Bandzug­ meßvorrichtungen (10, 11) angeordnet sind.

13. Tandemstraße nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandzugmeßvorrichtungen (8-11), z. B. Kraftmeßdosen unter den Lagern von Umlenk­ rollen und/oder Spannrollen für die durchlaufenden Metall­ bänder (7) mit einer Bandumschlingung von mindestens 45°, vorzugsweise 90° angeordnet sind.