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Dickes, zu Bunden zu haspelndes Walzband Die Erfindung betrifft ein
über seine wesentliche Länge eine konstante Stärke aufweisendes dickes Walzband,
das nach Auslaufen aus einer Walzstraße hinter dieser auf Haspeln zu einem Bund
gewickelt wird.
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Grundsätzlich bietet das Walzen extrem dicker Bänder in Walzstraßen,
insbesondere Warmbreitband-Walzstraßen, keine Schwierigkeiten; als kritisch erweist
sich jedoch die der Walzstraße nachgeordnete Haspelanlage. Schwierigkeiten bietet
allerdings auch hier nicht das laufende Haspeln eines mit seinem Anfangsbereich
bereits auf den Haspeldorn gewickelten Walzbandes: als kritisch erweist sich im
wesentlichen das Einlaufen der Bandspitze sowie das schalen- sowie zylindermantelförmige
Verformen derselben, um die ersten Windungen zu bilden und deren Anliegen an den
Haspeldorn zu sichern.
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Hierbei wird die Bandspitze üblicherweise in einer Umlenkschale des
Haspels gebogen, unter den Haspeldorn umgelenkt und in den zwischen diesem und dem
einlaufenden Band gebildeten Spalt eingeführt. Sodann muß das Walzband durch Reibungsschluß
an den Mantel des Haspeldornes gezogen und von diesem so mitgenommen werden, daß
das der Spitze folgende Band zum Bund gewickelt wird.
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Üblich ist es, entsprechend verbreitet zu walzenden Banddicken die
Haspel für beispielsweise 6 bis 8 mm dickes Walzband auszulegen; hierbei wird meist
berücksichtigt, daß auch stärkeres Band, beispielsweise solches bis zu 12,7 mm Dicke,
noch zu walzen ist. Um den für den Haspel zu treibenden
Aufwand
zu senken ist man bestrebt, die Anzahl der das Einlaufen der Bandspitze begünstigenden
und diese verformenden Wickelrollen und Umlenkschalen möglichst gering zu halten,
zumal diese für die beim Einlaufen von der Bandspitze übermittelten starken Stöße
auszulegen sind, die in der Größenordnung von loo t liegen. Soll Band größerer Dicke,
beispielsweise bis zu 20 mm, gewalzt werden, so erfordert dieses keine Änderung
der Walzstraße, wohl aber beim herkömmlichen Haspeln die Konstruktion und Verwendung
besonders großer, stark ausgelegter und damit aufwendiger Haspel. Das Erfordernis
solch starker, aufwendiger Dickbandhaspel ergibt sich auch aus der Tendenz zu besseren
Festigkeitseigenschaften aufweisenden Stahlqualitäten von X6O bis X100 sowie zu
legierten Stählen, die sich beim Haspeln steifer zeigen als übliches Warmband und
daher sie aufnehmende Haspel beanspruchen wie weit stärkeres, übliches Walzband.
Die Leistung einer Walzstraße bezüglich der Walzbandstärke ist damit üblicherweise
durch die Beanspruchbarkeit des folgenden Haspels bestimmt.
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Da die Lose für Dickband nur einen geringen Anteil der Produktion
ausmachen, werden die aufwendigen Dickbandhaspel beim Aufbau von Walzstraßen nach
Möglichkeit eingespart.
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Um bei dicken Walzband aber mit mäßigem Aufwande ein sicheres Anliegen
der Bandspitze an den Mantel des Haspeldornes zu erreichen, ist bekannt, dieses
Anliegen durch besondere Maßnahmen zu unterstützen. Verbreitet werden verstellbaret
Segmente aufweisende Haspeldorne verwendet, die erst nach Vollendung der ersten
Umschlingung gespreizt werden. Um die Bandspitze leichter verformen zu können und
Wickelrollen und Umlenkschalen zu entlasten, wird ein längerer Bereich der Bandspitze
mit höherer Temperatur gehaspelt als das nachlaufende Band. Hierzu ist es erforderlich,
einen Bereich der Bandspitze beim Abspritzen mit Kühlwasser auf dem üblichen Kühlrollgang
auszusparen. Dies bedarf einer möglichst weitgehenden Unterteilung der Spritzdüsen
in gemeinschaftlich beaufschlagte
Spritzgruppen und eines erheblichen
Steuerungsaufwandes, ohne daß die Auswirkung der Aussparung von der Kühlung definiert
lokalisierbar ist. Da die unterschiedlichen Kühlverhältnisse im eigentlichen Walzband
und der Bandspitze abweichende Materialgefüge und damit abweichende Eigenschaften
der Bandspitze ergeben, ist esspäter erforderlich, diese zu schopfen. Die hierdurch
bedingten Verluste sind besonders groß, da wegen der Streuung der Einwirkung der
Spritzdüsen in Bezug auf die auf dem Kühlrollgang vorgeschobene Bandspitze der deren
abweichendes Gefüge aufweisende Bereich, der als Schrott zu schopfen ist, üblicherweise
länger als 1o m ist.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, mit geringem Aufwande zu erreichen,
daß auf normal ausgelegten Haspeln auch extrem dickes Walzband gewickelt werden-
kann, das beim üblichen Einlaufen in Haspel überbeanspruchen würde.
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Gelöst wird diese Aufgabe, indem ein Walzband der beschriebenen Gattung
an seinem Kopfende einen kurzen Endbereich aufweist, dessen Dicke die des eigentlichen
Walzbandes um mindestens 20% unterschreitet, und indem an den Endbereich sich eine
Übergangszone anschließt, in der die Dicke von der verringerten des Endbereiches
auf die des Walzbandes ansteigt.
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Bewährt hat es sich, die Summe der Längen des Endbereiches und'der
Übergangszone 1,5 m bis 6 m betragen zu lassen.
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Bewährt haben sich Längen des Endbereiches von 0,5 bis 5 m; eine Erleichterung
des Wickelns wird aber auch bereits erzielt, wenn die Übergangszone sich bis zum
Kopfende erstreckt, d.h., von seiner Spitze an das Band von der verringerten auf
seine volle Dicke keilförmig ansteigt.
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Die Erfindung ist anhand der Beschreibung eines Ausführungsbeispieles
in Verbindung mit einer dieses darstellenden Zeichnung erläutert.
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In der Figur ist ein Walzband 1 gezeigt, dessen Kopfende 2 über einen
Endbereich 3 von beispielsweise 2 m Länge eine Dicke 4 aufweist, welche mit 12 mm
die Dicke 5 des eigentlichen Walzbandes 1 mit 20 mm um 4O% unterschreitet. Der Übergang
zwischen dem Endbereich 3 und dem eigentlichen Walzband wird von einer Übergangszone
6 bewirkt, die im Ausführungsbeispiel 6ocm lang ist, und innerhalb deren die Walzbanddicke
von der Dicke 4 des Endbereiches 3 auf die Dicke 5 des eigentlichen Walzbandes 1
ansteigt.
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Beim Einlaufen des dargestellten Walzbandes in einen Haspel wird es
mit dem Endbereich 3 voran in den Haspel eingeführt.
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Die den Einlauf bewirkenden Andrück- und Umlenkelemente werden damit,
obwohl ein Walzband von 20 mm Dicke zu haspeln ist, nur mit Kräften beaufschlagt,
die einem Walzband von 12 mm Dicke entsprechen. Erst wenn mindestens wesentliche
Bereiche der ersten Windung oder zweckmäßig mehr als eine volle Windung auf den
Haspeldorn aufgebracht sind und zweckmäßig dieser bereits in der Lage ist, die Bandspitze
durch Reibung mitzunehmen, legt sich die Übergangszone mit ihrer entlang der Bandlänge
wachsenden Dicke an den Haspeldorn an und folgt schließlich das eigentliche Walzband
mit seiner vollen Dicke.
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Wenn jedoch das Walzband mit seiner vollen Dicke tangential zugeführt
den Umfang des Haspeldornes erreicht hat, ist die hohe Stoßbeanspruchungen für die
Einlaufglieder mit sich bringende Einlaufphase bereits beendet, und der Haspel vermag
während des gleichmäßigen Wickelns wesentlich stärkeres Band zu verarbeiten, als
er während des Einlaufens zu verarbeiten vermag. Der erfindungsgemäß ausgebildete
Walzband trägt diesem Rechnung, indem der einlaufende Endbereich 3 mit geringerer
Stärke ausgeführt ist als das nachlaufende eigentliche
Band. Die
Herstellung des erfindungsgemäßen Walzbandes bereitet keine wesentlichen Schwierigkeiten
und erfordert insbesondere keinen wesentlichen zusätzlichen Aufwand. Es ist nur
erforderlich, nach Auslaufen eines Bandes das letzte odeiiPetzten Gerüste der das
Band walzenden Straße stärker anzustellen, als es der zu erzielenden Walzbanddicke
entspricht, und nach dem Einlauf des Walzbandes und Vorlauf desselben um eine der
Länge des Endbereiches 3 entsprechende Vorlaufstrecke die Walzen der voreingestellten
Gerüste in die Position auseinanderzufahren, die sie zum Walzen dieses Walzbandes
einzunehmen haben. Bewährt hat es sich, zum zusätzlichen Reduzieren des Endbereiches
ein Gerüst oder Gerüste einzusetzen, die beim Walzen von Dickband leer passiert
werden, so daß es nur erforderlich ist, nach dem Einlaufen und Vorlaufen der Bandspitze
die Walzen des oder der voreingestellten Gerüste entsprechend weit auseinanderzufahren.
Je nach der erzielbaren Beschleunigung der AnstelIvorrichtungen dieser Geruste kann
die Übergangszone kürzer oder länger sein; im extremen Fall kann die über gangszone
an der Bandspitze beginnen, so daß die Dicke des Bandes von seiner Spitze aus innerhalb
der ersten 1 1/2 bis höchstens 6 m auf ihren vollen Wert ansteigt.
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Die übergangszone ist oben als keilförmig bezeichnet. Entsprechend
den Beschleunigungsmöglichkeiten der voreingestellten Gerüste können abweichende
Querschnittsformen erzielt werden: Wesentlich ist nur, daß ein Bandanfang verringerter
Dicke in den folgenden Haspel einläuft und die Beanspruchungen des Haspels damit
auch beim Einlaufen eines an sich dicken Bandes gering bleiben.
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Die Erfindung bietet eine Reihe erheblicher Vorteile.
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Die Dicke besonders starker oder auch infolge ihres Materiales oder
der Wickeltemperatur verhältnismäßig steifer Bänder läßt sich soweit reduzieren,
daß sie in den mittleren Arbeitsbereich des Haspels fällt und damit besonders dicke
und/oder
steife Walzbänder wie solche üblicher Abmessungen und Eigenschaften gewickelt werden.
Unterstützt wird die Wirkung der im Endbereich 3 und der Übergangszone 6 verringerten
Dicke noch durch einen weiteren Effekt: Durch das bei der Herstellung erforderliche
zusätzliche Walzen werden diese Spitzenbereiche weiter aufgeheizt und laufen damit
in den Haspel mit einer höheren Temperatur ein als das nachfolgende dicke Trum 1
des Walzbandes. Das Band kann somit ohne besondere Berücksichtigung seiner einzelnen
Bereiche auf dem Kühlrollgang abgespritzt werden, ohne daß auf die zusätzlich bessere
Verformbarkeit seiner Bandspitze infolge erhöhter Temperatur verzichtet werden muß.
Als besonders vorteilhaft erweist es sich hierbei, daß die zusätzliche Aufheizung
streng auf den in seiner Dicke reduzierten Bereich beschränkt ist, so daß dessen
Schopfen auch gleichzeitig alle Bandteile abweichenden Gefügeaufbaues und unterschiedlicher
Eigenschaften entfernt. Infolge der verringerten Stärke der aufgeheizten Windungen
ist auch die sekundäre, durch Wärmeübertragung bewirkte Aufheizung auf dem Haspeldorn
folgender Windungen gering, zumal trommelmantelseitig eine zusätzliche Kühlung erfolgt.
Damit wird der Vorteil einer Band spitze erhöhter Temperatur abweichend von bekannten
Walzbändern bei nur geringem Schrottanteil erreicht, da die Summe der Längen der
gemäß der Erfindung in ihrer Dicke reduzierten und daher zu schopfenden über gangszone
sowie des Endbereiches nur etwa 2 bis höchstens 5 m beträgt, während nach anderen
Verfahren erreichte höhere Temperaturen der Bandspitze ein Schopfen von meist über
1o m dieser Bandspitze erfordern. In einigen Anwendungsfällen ist dieses Schopfen
des Endbereiches und/oder der Ubergangszone noch nicht einmal erforderlich: Beispielsweise
bei der Herstellung von Spiralrohren ermöglicht das in seiner Dicke verringerte
Kopfende des Walzbandes ein günstiges Anliegen und erleichtert auch die weitere
Verarbeitung.
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Die Erstellung von Walzbändern in der erfindungsgemäßen Form gestattet,
in bereits erstellten Walzwerken dickeres Walzband zu erstellen, als die an sich
bereits vorhandenen Haspelanlagen zulassen; die Voraussetzung, daß die Antriebe
der vorhandenen Haspelanlagen das beim Wickeln stärkeren Walzbandes erforderliche
höhere Drehmoment aufzubringen vermögen, trifft üblicherweise zu. Bei der Auslegung
neuer Walzwerke kann in vielen Fällen auf nachgeordnete Dickbandhaspel verzichtet
werden, und in jedem Falle werden beim Walzen erfindungsgemäß ausgebildeter Walzbänder
die Haspel, insbesondere deren Andrückrollen, Umlenkschalen sowie deren Antriebselemente,
geschont, da ja gerade beim Einlauf des Walzbandes die höchsten, schlagartigen Beanspruchungen
dieser Teile auftreten, während die Beanspruchungen des Haspels und seiner Teile
während des Wickelns selbst gleichförmig und wesentlich geringer sind.
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Die erfindungsgemäß ausgebildeten Walzbänder lassen sich auf üblichen
Warmbreitband-Straßen ohne weiteres erstellen, ohne daß die Erstellung auf solche
Straßen oder besondere Gerüstzahlen beschränkt ist. Die zusätzliche Reduktion der
Bandspitze kann durch ein Gerüst bewirkt werden, das iach Passieren der Vorlaufstrecke
so weit geöffnet wird, daß keine weitere Reduktion vorgenommen wird. Es ist aber
auch möglich, die Walzen eines oder mehrerer Walzgerüste aus einer ersten Position
auf eine zweite auseinanderzufahren, wobei jeweils in beiden Positionen Reduktionen
erfolgen.
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Es ist auch nicht erforderlich, den Vorlauf der Bandspitze manuell
oder durch eine Längenmessung zu erfassen. So kann das Hochfahren der Walzen nach
dem Anstieg durch Zeitglieder verzögert sowohl mit seinem Anfang und seinem Ende
bestimmt werden, und bei der Steuerung hintereinander angeordneter Gerüste ist es
möglich, den Anstich durch Hebel, das Band untergreifende Rollen o.dgl. an einer
Stelle zu erfassen und die Steuerung der hintereinander angeordneten Gerüste
durch
der Steuervorrichtung zugeordnete unterschiedliche Zeitglieder zu bestimmen. Andererseits
können im Wege des Walzbandes vorgesehene Hebel, gegen das Band angestellte Tastrollen
oder andere mechanische, optische oder elektronische Fühlmittel je Gerüst vorgesehen
sein und jeweils den Anstich sowie den Vorlauf erfassen. Zeitglieder können auch
in Abhängigkeit von der Drehzahl oder aber dem nach dem Anstieg zurückgelegten Drehwinkel
von Walzen gehalten werden. In allen Fällen wird ggf. unter Einbeziehung verhältnismäßig
wenig aufwendiger zusätzlicher Vorrichtungen eine Form des Walzbandes erreicht,
die eine erhebliche Entlastung der Haspel sowie Erweiterung ihres Arbeitsbereiches
ergibt, und die in einer Anzahl von Fällen auch die weitere Verarbeitung aus dem
Walzband gebildeter Bunde erleichtert.
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Diese Vorteile werden erlangt, auch wenn gegenüber dem dargestellten
Ausführungsbeispiel, bei dem zur Erläuterung die Dicke der einzelnen Bereiche übertrieben
dargestellt ist, völlig andere und in anderem gegenseitigen Verhältnis stehende
Maße gewählt werden. So können beispielsweise die Länge des Vorlaufes, die Länge
des Vorlaufes in Bezug zur Übergangszone, das Dickenverhältnis zwischen der des
Endbereiches und der des Trums des Walzbandes ebenso stark abgeändert werden, wie
die beispielsweise genannten absoluten Maße, ohne daß die Erfindung verlassen wird.