DE2837030C2 - Verfahren zum Herstellen von Walzblech - Google Patents

Verfahren zum Herstellen von Walzblech

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Walzblech nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
Ein solches Verfahren ist aus der DE-OS 23 52 733 bekannt. Dabei wird zur Herstellung von Walzblech mit spielgeblanker Oberfläche diese einer Strahlbehandlung mit einem durch Gasströme geförderten Strahlmittel unterzogen, wonach das Blech in einer Kaltwalzstraße gewalzt wird. Das Strahlmittel wirkt dabei abrasiv.
Aus »Metalloberfläche« 28 (1974) 7, S. 269-272 bzw. »Metalloberfläche« 32 (1978) 7, S. 285-292 sind ferner Strahlmittel zur Oberflächenbehandlung metallischer Werkstoffe bekannt, die (harte) kugelförmige Vollkörper mit Durchmessern von 40 μιτι bis 200 μιη sind. Derartige Vollkörper können aus unterschiedlichen Werkstoffen bestehen. Sie werden jedoch bisher nicht zur Behänd Ling eines Walzguls beim Walzen eingesetzt.
Mit der Erhöhung der Walzgutproduktion entstand ein Bedarf nach einem wirtschaftlicheren Walzverfahren, das einerseits ohne die Beizstufen mit allen Nachteilen auskommt und andererseits eine Herstellung von Walzgut mit spiegelblanker Oberfläche direkt beim Kaltwalzen ermöglicht, ohne daß eine zu starke Abhängigkeit von der Oberfl?.chenqualität des aus dem Warmwalzwerk gelieferten Walzguts besteht
Der vorliegenden Erfindung liegt somit die Aufgabe zugrunde, bei einem gattungsgemäßen Verfahren durch Verminderung der separat durchzuführenden Arbeitsschritte bei der Herrteilung von Walzblech mit blanker Oberfläche die Wirtschaftlichkeit der Walzblechherstellung zu erhöhen und dabei gleichzeitig die Bildung von Schleifstaub zu vermeiden und damit die Umweltbelastung zu senken.
Diese Aufgabe ist erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Patentanspruchs 1 angegebenen Maßnahmen gelöst.
Die Verwendung der an sich bekannten harten kugelartigen Körper (Mikrosphären im folgenden »Kugeln«) für die Oberflächenbearbeitung des Blechs bietet die Möglichkeit, dieses wirkungsvoller zu entzundern als es mit abrasiven Strahlmitteln der Fall ist Gleichzeitig gelingt es, mechanische Fehler vom Schrammentyp zu verputzen.
Außerdem werden günstigste Bedingungen für die Verteilung des Kühlöls über das auf der Oberfläche des Blechs entstandene Rauhigkeitsbild geschaffen. Die gewählte Größe der Kugeln sichert die Erzeugung einer solchen Rauheit auf der Oberfläche des zu bearbeitenden Walzgutes, daß beim anschließenden Walzen eine spiegelblanke Oberfläche ohne irgendwelche anderen Bearbeitungsschritte erhalten werden kann.
Die Zuführung der Kugeln mit einem Gasstrom ist höchst fertigungsgerecht und ermöglicht es, leicht auf die beiden Oberflächen des Blechs vor dem Umkehrwalzen desselben in den Walzen des Walzgerüstes einzuwirken. Es ist am vorteilhaftesten, Kugeln zu verwenden, die aus einem inerten Werkstoff, wie Glas, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Chrom-Nickel-Legierungen oder Eis bestehen.
Im Unterschied zu den meisten bekannten Werkstoffen, die bei der Vorreinigung der Oberfläche des Blechs Verwendung finden, hinterlassen diese Materialien keine Schrammen auf der zu bearbeitenden Oberfläche des Blechs. Die Verwendung von Glas für die Herstellung der Kugeln bietet die Möglichkeit, auf kostengünstige Weise eine hinreichend hohe Güte der bearbeiteten Oberfläche des Blechs zu erreichen. Die Kugeln aus Aluminiumoxid, Zirkonoxid oder Chrom-Nickel-Legierungen besitzen eine hinreichend hohe Festigkeit, und die Kugeln, die aus Eis bestehen, erfordern keine Rückgewinnung.
Wenn bei dem Verfahren in sich einheitliche Kugeln aus unterschiedlichen Stoffen verwendet werden, so können diese im Gemisch oder nacheinander auf die Oberfläche des Blechs aufgestrahlt werden.
Bei einem Gemisch von Kugeln können kostengünstig vorgegebene mechanische Eigenschaften des Strahlmittels erreicht werden. In der ersten Bearbeitungsstufe ist es möglich, die festesten, z. B. die aus Chrom-Nickel-Legierungen bestehenden, und die billigsten z. B. aus Aluminiumoxid oder Eis bestehenden Kugeln zu verwenden, und in den nachfolgenden Stufen können Mikrokugeln, die aus Glas bestehen, verwendet werden. Diese Kugeln werden vorzugsweise mit einer Konzentration von 5 bis 50 Gewichts.-% der zu bearbeitenden Oberfläche des Blechs zugeführt.
Ein solcher Konzentrationsbereich reicht zur Oberflächenbearbeitung von Blech aus Metallen verschiedener Härte aus. Die Untergrenze der Konzentration genügt für die Bearbeitung von z. B. Aluminiumlegierun-
gen, die Obergrenze ermöglicht die Bearbeitung von Blechen aus nichtrostenden Stählen.
Es ist bevorzugt, die Kugeln mit einer Geschwindigkeit von 20 bis 300 m/s der zu bearbeitenden Oberfläche des Blechs zuzuführen. Die Geschwindigkeit richtet sich nach der Oberflächengüte des zu bearbeitenden Blechs, der Art der Haftung des Zunders am Blech und dem Vorliegen gewisser mechanischer Fehler auf der Oberfläche des Blechs. Die Arbeit an der Untergrenze des Geschwindigkeitsbereichs ist für die Bearbeitung der Bleche aus Aluminiumlegierungen bevorzugt. Die oberen Geschwindigkeitswerte gelten für die intensive Bearbeitung von Blechen aus nichtrostenden Stählen, die beträchtliche Oberflächenfehler aufweisen.
Der Strom von Kugeln kann in vorteilhafter Weise impulsartig der zu bearbeitenden Oberfläche des Blechs zugeführt werden. Dies gewährleistet eine wirksamere Reinigung bestimmter Zonen der Oberfläche der Bleche, auf denen erhebliche Fehler vorliegen und der Zunder fest an der Oberfläche des zu bearbeitenden Blechs haftet
Der Strom der Kugeln wird der zu bearbeitenden Oberfläche mindestens vor dem Eintritt des Blechs in das erste Walzgerüst zugeführt. Damit kann spiegelblankes nichtrostendes Stahlblech hergestellt werden. Während des Walzens findet gleichzeitig ein Polieren vom ersten bis zum letzten Walzgerüst statt, weil das Walzen in jedem der Gerüste mit optimalem Rauhigkeitsbild der Oberfläche des Blechs unter gleichmäßiger Schmiermittelverteilung in der Verformungszone erfolgt.
Es ist vorteilhaft, vor dem ersten Walzgerüst einen Strom größerer Kugeln als vor dem zweiten und nachfolgenden Walzgerüsten zuzuführen. Dabei werden optimale Walzbedingungen in Abhängigkeit von der Änderung der relativen Stichabnahme in jedem Walzgerüst geschaffen, was sich positiv auf die Betriebsdaten der Walzstraße auswirkt.
Werden die Kugeln dem Walzgut nur auf einer Seite zugeführt, so kann ein Walzblech mit einer spiegelblanken und einer matten Oberfläche für nachfolgende Überzüge hergestellt werden.
Es ist zweckmäßig, die Kugeln mit einem auf -5O0C bis — 2000C abgekühlten Gasstrom zuzuführen, wobei das Blech entsprechend vorgekühlt wird. In diesem Fall erfolgt das Walzen einzelner Stahlsorten unter Verbesserung ihrer mechanischen Eigenschaften und nach dem Walzen wird eine spiegelblanke Oberfläche erhalten.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die Herstellung von Walzgut aus Aluminiumlegierungen mit hochwertiger Oberfläche mit einem geringen Aufwand sowie mit einer geringen Abhängigkeit von der Güte des Ausgangsblechs. Bei der Bearbeitung von nichtrostendem Stahlblech kann vollkommen auf Beiz-, Schleif- und Poliervorgänge verzichtet werden.
Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren bei der Herstellung von Walzgut, das im Flugzeugbau, der Funktechnik, in Atomreaktorkonstruktionen, in der Kühl- und Nahrungsmittelindustrie eine weitgehende Verwendung findet, ausgenutzt werden.
Nachstehend wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen näher erläutert.
Beispiel 1
Ein Bund aus warmgewalztem nichtrostendem Chrom-Nickel-Stahlblech wird in eine Viergerüst-Umkehr-Kaltwalzstraße eingeführt
Vor der Verformungszone des ersten Walzgerüstes wird das Blech von beiden Seiten mit Kugeln aus Chrom-Nickel-Legierung mit einem Durchmesser von 150 μπ; bearbeitet Die Kugeln werden mit einer Geschwindigkeit von 120 m/s impulsartig mit einer Impulsfolgefrequenz von 10 Impulsen in der Sekunde bei einer Walzgeschwindigkeit von 3 m/s zugeführt Die Konzentration beträgt in einem Druckluftstrom 2OGew.-°/o.
ίο Außerdem erfolgt eine Bearbeitung der Arbeitsfläche der Walzen des ersten Walzgerüstes mit einem Strom der Kugeln vor der Zone der Emulsiortszuführung auf die Walzen. Dabei werden ebenfalls die Kugeln mit 150 μπι Durchmesser verwendet, die mit einer Geis schwindigkeit von 60 m/s und einer Konzentration von 10Gew.-% kontinuierlich zugeführt werden. Der Strahlmittelstrom wird dabei unter einem Winkel von 60° der Walzenarbeitjfläche zugeführt Um ein Eindringen der Kugeln in die Verformungszone zu verhindern, wird die Walzenoberfläche stets mit einem Druckluftstrom abgeblasen.
Das Walzen im ersten Walzgerüst erfolgt mit einer relativen Stichabnahme von 15,7%.
Außerdem werden das Blech und die Arbeitsfläche der Walzen in ähnlicher Weise vor dem bzw. im vierten Walzgerüst bearbeitet, wobei Kugeln aus Ghs (Durchmesser 80 pm, Konzentration im Druckluftstrom 40Gew.-%, Geschwindigkeit 60 m/s) verwendet werden. Der tVinkel der Zuführung an die Arbeitsfläche der Walzen beträgt 15°, die relative Stichabnahme im vierten Walzgerüst beträgt 5,6%. Der Winkel der Zuführung des Stromes der Kugeln zur Oberfläche des zu walzenden Blechs beträgt in allen Walzgerüsten 70°. Aus dem letzten Walzgerüst tritt das Walzblech mit spiegelblanker Oberfläche aus. Dieses Walzblech wird der Zurichterei zum Schneiden und Verpacken zugeführt. Zur Erzeugung einer matten Oberfläche wird das Walzblech einer Nachbearbeitung mit einem Strahlmittelstrom unterworfen. Dabei stimmen die Parameter der Bearbeitung mit denen, die vor dem vierten Walzgerüst verwendet werden, überein.
Beispiel 2
Ein Bund warmgewalztes Blech aus einer Aluminiumlegierung wird in eine Kaltwalzstraße eingeführt. Vor der Verformungszone des ersten Walzgerüstes wird das Blech von beiden Seiten mit Kugeln aus Glas (Durchmesser 100 μιη, Geschwindigkeit 80 m/s bei einer WaIzgeschwindigkeit von 1 m/s, Konzentration im Druckluftstrom 30 Gew.-%) bearbeitet.
Außerdem erfolgt eine Bearbeitung der Arbeitsfläche der Walzen des ersten Walzgerüstes entsprechend dem Beispiel 1 unter einem Strahlwinkel von 60°, wobei die Parameter den Parametern ähnlich sind, die bei der Bearbeitung des Blechs verwendet werden.
Das Walzen im ersten Walzgerüst erfolgt mit einer relativen Stichabnahme von 22%. Außerdem werden das Blech und die Arbeitsfläche der Walzen vor dem bzw. im zweiten Walzgerüst bearbeitet, und zwar mit Kugeln aus Glas (Durchmesser 70 μπι, Konzentration im Druckluftstrom 40 Gew.-%, Geschwindigkeit 45 m/ s). Das Strahlmittel wird unter einem .Winkel von 15° der Arbeitsfläche der Walzen zugeführt. Die relative Stichabnahme beträgt im zweiten Walzgerüst 9%. Vor beiden Walzgerüsten wird das Strahlmittel unter einem Winkel von 70° der Oberfläche des zu walzenden Blechs zugeführt.
Nach dem Walzen wird ein Walzblech mit polierter Oberfläche erhalten.
Beispiel 3
Zum Walzen von warmgewalztem 6,2 mm dickem Blech aus Aluminiumlegierung in einem eingerüstigen Reversierwalzwerk wird das Blech vor dem Einführen in das Walzgerüst mit einem Strom von Kugeln aus Glas (Durchmesser 60 μΐη, Konzentration im Drucklufbtrom 40 Gew.-%, Geschwindigkeit 70 m/s) bearbeitet Beim Walzen mit einer relativen Stichabnahme von 11% in zwei Durchgängen wurde unter Verwendung einer 3°/oigen Wasser-Öl-Emulsion ein Aluminiumblech mit spiegelblanker Oberfläche hergestellt Dabei war beim Walzen des Blechs kein Reinöl erforderlich, was eine beträchtliche Kostensenkung beim Walzen ermöglicht
Außer Aluminiumlegierungen und nichtrostenden Stählen können viele andere Werkstoffe mit spiegelblanker Oberfläche erzeugt werden. Möglich ist z. B. auch die Herstellung von Walzblech mit spiegelblanker Oberfläche aus Titan, Kupfer und sogar aus Kohlenstoffstählen. Dazu weiden Kugeln mit Durchmessern von 40 bis 200 μΐη ausgenutzt die aus Werkstoffen verschiedener Festigkeit und verschiedener Kosten beste- hen, in Abhängigkeit vo^i dem Preis des Ausgangsblechs und den GüteanforderuHgen an die polierte Oberfläche. Zur Bearbeitung von B'ech aus Kohlenstoffstahl werden im wesentlichen Kegeln aus Eis oder Aluminiumoxid unter eventueller Zugabe von festeren Kugeln aus Chrom-Nickel-Legierungen verwendet In diesem Fall können die Bearbeitungskosten gesenkt werden. Da das Walzen der Bleche aus Kohlenstoffstählen mit höheren Geschwindigkeiten erfolgt ist es erwünscht, den Vorgang der Strahlbearbeitung durch Geschwindigkeitszu- nähme von 20 bis zu 300 m/s zu intensivieren. Zur Verbesserung der mechanischen Eigenschaften einzelner Stahlsorten werden diese bei einer Minustemperatur von — 50° C bis — 200° C gewalzt Es ist zweckmäßig, ein auf eine Temperatur von—50° C bis—200° C abgekühltes Gas, z. B. Druckluft Stickstoff und andere zum Befördern der Kugeln in die Bearbeitungszone zu verwenden. Dies gestattet es, die Arbeitsgänge der Erzeugung eines Rauhigkeitsbildes ai.f der Oberfläche des Blechs zum Walzen, der Reinigung desselben und der entsprechenden teilweisen und bei einem dünnen Blech (unter lmm) auch vollständigen Abkühlung zu vereinigen.
Zur Erreichung eines größeren Spiegelglanzgrades kann das Walzblech einem Dressiervorgang in einem Dressierwalzgerüst unterzogen werden. In diesem Fall wird das Walzblech mit matter Oberfläche, das in der Kaltwalzstraße nach der entsprechenden Bearbeitung mit dem Strahlmittel am Austritt aus dem letzten Walzgerüst hergestellt worden ist, dem Dressierwalzgerüst zugeführt
Möglich ist auch die Bearbeitung von Walzblech mit dem Strahlmittel vor dem Dressiervorgang unmittelbar am Dressierwalzgerüst. In diesem Fall ist die Anwendung von Kugeln mit 40 bis 80 μΐη Durchmesser zweckmäßig, eo

Claims (7)

2δ 37 030 Patentansprüche:
1. Verfahren zum Herstellen von Walzblech mit spiegelblanker Oberfläche, bei dem die Oberfläche eines Rohblechs einer Strahlbehandlung mit einem durch Gasströme geförderten Strahlmittel unterzogen wird, wonach dieses Blech in einer mehrgerüstigen Kaltwalzstraße gewalzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlmittel aus an sich bekannten harten, kugelartigen Vollkörpern mit einem Durchmesser von 40 bis 200 μιτι besteht und mindestens vor dem zweiten Gerüst der Kaltwalzstraße auf die Blechoberfläche aufgebracht wird, wobei an sich bekannte Vollkörper unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung gleichzeitig im Gemisch oder nacheinander zur Anwendung kommen.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollkörper aus Glas, Aluminiumoxid, Zirkonoxid, Chrom-Nickel-Legierungen oder Eis bestehen.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der Vollkörper im Gasstrom bis 50 Gewichtsprozent beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Stromes der Vollkörper 20 bis 300 m/s beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Stromes der Vollkörper impulsartig veränderbar ist.
6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Strahlmittel vor jedem Gerüst aufgebracht wird, wobei vor dem ersten Walzgerüst ein Strom von größeren Vollkörpern als vor dem zweiten und den nachfolgenden Walzgerüsten aufgebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vollkörper mit einem auf minus 500C bis minus 2000C abgekühlten Gasstrom zugeführt werden, wobei das Rohblech entsprechend vorgekühlt wird.
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