DE19950609C2 - Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten verbundener Metallbänder und Tandemstraße zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents
Verfahren zum Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von mittels Schweißnähten verbundener Metallbänder und Tandemstraße zur Durchführung des VerfahrensInfo
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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.
Hinzu 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.
Im Übrigen kennt man eine Vorrichtung zum kontinuierlichen
Kalkwalzen dünner Metallbänder, die eine Mehrzahl von
hintereinander angeordneten Walzgerüsten aufweist, vor
denen, zwischen denen und hinten denen Bandspeicher
angeordnet sind. Im Einlaufbereich dieser Bandprozesslinie
befindet sich eine Schweißanlage, um die Bandenden der von
Coils abgewickelten Metallbänder mittels Schweißnähten mit
einander zu verbinden. Dieser Schweißvorgang ermöglicht ein
der Schweißanlage nachgeordneter Bandspeicher, dem die
eigentliche Bandprozesslinie nachgeordnet ist. Die übrigen
Bandspeicher sollen eine Speicherung des die Bandprozess
linie durchlaufenden Metallbandes ermöglichen, wenn mittels
den Walzgerüsten vor- und nachgeordneter Spannrollensätze
die Bandspannung aufrechterhalten werden soll (vgl. DE-OS 19 19 815).
Durch diese bekannten Maßnahmen sind die
Probleme um das Reduzieren der Schrottlänge beim Walzen von
mittels Schweißnähten verbundener Metallbänder beim Kalt
walzen von insbesondere austenitischen und ferritischen
Edelstahlbändern nicht maßgebend beeinflusst worden.
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 reduzieren
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.
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