DE3245650A1

DE3245650A1 - Verfahren und einrichtung zum geteilten walzen von stahlblech

Info

Publication number: DE3245650A1
Application number: DE19823245650
Authority: DE
Inventors: Tadashi Hitachi Ibaraki Nishino; Tadahiko Chiyoda Ibaraki Nogami
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 1981-12-09
Filing date: 1982-12-09
Publication date: 1983-07-21
Also published as: JPS58100902A; DE3245650C2; US4566954A

Description

HITACHI, LTD., Tokyo, Japan

Verfahren und Einrichtung zum geteilten Walzen von

Stahlblech

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum geteilten Walzen von Stahlblech, wobei ein breites Stahlblech geteilt wird und die geteilten Stahlbleche gewalzt werden.

Normalerweise werden bei der Erzeugung von Stahlblech aus einer Stahlschmelze Rohbrammen mittels einer Stränggußbrammen-Gießeinrichtung erzeugt, die Brammen auf einer Warmbandstraße bis auf eine Dicke von 2-6 mm gewalzt, das gewalzte Stahlblech gebeizt, das Stahlblech weiter auf einer Kaltbandstraße bis auf eine Dicke von ca. 0_f1-2,0 mm gewalzt und dann eine Oberflächenbehandlung, z. B. Verzinkung, des Stahlblechs durchgeführt, um das erwünschte Stahlblecherzeugnis zu erhalten.

Die Anlage zur Durchführung der vorgenannten Schritte hat normalerweise eine ausreichende Kapazität, um Stahlblech großer Breite zwischen 600 und 2000 mm zu behandeln. Tat-

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sächlich wird jedoch die Anlage so betrieben, daß relativ schmale Bänder mit einer Breite von etwa 900 mm, die am häufigsten verlangt werden, behandelt werden, weil die Rohbramme bereits mit der geringen, dem Bedarf entsprechenden Breite gegossen wird. Das bedeutet, daß die Kapazität der Anlage, die zur Behandlung von Stahlblech mit einer Breite von bis zu 2000 mm ausreicht, nicht voll genutzt wird.

Wenn mit einer Anlage, die Bänder großer Breite aufnehmen kann, die relativ schmalen Bänder behandelt werden, werden die Leitrollen und die Walzen der Stranggießanlage örtlich nur an den Abschnitten verschlissen, die von dem zur Bramme gewalzten schmalen Material kontaktiert werden. Daher müssen diese Rollen und Walzen häufig ausgewechselt werden, auch wenn andere Teile derselben nicht verschlissen sind. Infolgedessen sind die Betriebs- und Unterhaltungskosten beim Walzen schmaler Bänder um ein Mehrfaches höher als die Kosten für die Erzeugung breiter Bänder, die die Walzenbreite vollständig beanspruchen.

Zur Verbesserung der Produktionsleistung bei Stahlblech unter gleichzeitiger Herabsetzung der Einrichtungskosten durch Überwindung dieser Probleme ist es ratsam, die Anlage mit Bändern großer Breite zu betreiben und zur Anpassung an die Nachfrage diese Bänder auf die gewünschte Blechbreite zu teilen, und zwar unmittelbar vor ihrer Fertigstellung zum Endprodukt, also z. B. im Fall von verzinkten Stahlblechen nach dem Walzen auf der Kaltbandstraße.

Gewalztes Stahlblech hat normalerweise konische Kanten,, die als Kantenabfall* bezeichnet werden. Die Walzen, die kreis-

*Unter "Kantenabfall" ist ein stärkeres Auswalzen im Randkantenbereich des Blechs zu verstehen.

förmigen Querschnitt haben, werden nämlich unter der Reduktionskraft verformt unter Bildung der Kantenabfälle an der Kontaktgrenze zwischen der Walze und dem Stahlblech, also an jeder Seitenkante des Stahlblechs. Der Kantenabfall ergibt sich auch aus einem seitlichen plastischen Fließen des Werkstoffs während des Walzvorgangs. Insbesondere beim Warmwalzen findet starkes plastisches Fließen statt. In einigen Fällen wird das Stahlblech, das an beiden Seiten Kantenabfälle aufweist, von einer bekannten Vorrichtung, z. B. einer Spaltschere, geteilt. In diesem Fall sind die Schnittkanten, d. h. die seitlichen Kanten oder Ecken, der durchtrennten Stahlbleche natürlich scharf, und die Schnittflächen bilden einen rechten Winkel zur Ebene der geteilten Bleche. Wenn ein solches geteiltes Blech mit scharfen Seitenkanten einer Verzinkung, Verzinnung od. dgl. unterworfen wird, wird der Fluß der Plattierlösung an den scharfen Kanten des Blechs nicht vergleichmäßigt, weil die Ecken sehr schnell abkühlen. Infolgedessen wird der Plattierüberzug in Dickenrichtung des Blechs längs den Seitenkanten oder Ecken verstärkt, so daß eine zu starke Schicht entsteht, die normalerweise als Kanten-Überbeschichtung bezeichnet wird. Die Erzeugung der Kanten-Überbeschichtung resultiert einerseits in einem übermäßigen Verbrauch an Plattierlösung, und andererseits wird der Nutzwert des Stahlblecherzeugnisses verringert, weil aufgrund der Verdickung an den Abschnitten, an denen die Kanten-Überbeschichtung entsteht, der Stahlblechbund kegelstumpfförmig ist.

Aufgabe der Erfindung ist somit die Bereitstellung eines Verfahren und einer Einrichtung zum geteilten Walzen von Stahlblech, wobei insofern eine Verbesserung erzielt werden

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soll, als die Endflächen geteilter Stahlbleche, die durch Längsteilen eines breiten Stahlblechs entstanden sind, mit einem Kantenabfall versehen werden. Dabei soll ferner nach dem Teilen eines breiten Stahlblechs in schmalere Stahlbleche kein Plattierschritt stattfinden, um die Erzeugung einer Kanten-Überbeschichtung an den geteilten Endflächen der Bleche zu vermeiden.

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Das Verfahren nach der Erfindung zum geteilten Walzen von Stahlblech ist gekennzeichnet durch Längsteilen eines breiten Stahlblechs in mehrere Stahlbleche geringerer Breite, durch Bewegen der geteilten Stahlbleche in Breitenrichtung zur Bildung und unterhaltung eines vorbestimmten Abstands zwischen ihnen, und durch Walzen der jeweiligen geteilten Stahlbleche derart, daß an beiden Seiten jedes Stahlblechs Kantenabfälle ausgebildet werden.

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung beispielsweise näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine Draufsicht auf eine allgemeine Anordnung eines Ausführungsbeispiels der Stahlblech-Teiler-Walzeinrichtung nach der Erfindung;

Fig. 2 eine Draufsicht auf die Einrichtung gemäß Fig. 1;

Fig. 3 die Walzdruckverteilung über die Breite eines geteilten Stahlblechs, wenn dieses mit der Walzeinrichtung nach der Erfindung gewalzt wird;

Fig. 4 die Walzendurchbiegung, die beim Walzen des

geteilten Blechs mit der Walzeinrichtung beobachtet wurde;

Fig. 5 die durch einen Versuch ermittelte Beziehung

zwischen dem Abstand 1, der zwischen benachbarten geteilten Blechen unterhalten wird, und dem Betrag £ des Kantenabfalls;

Fig. 6 die durch einen Versuch ermittelte Beziehung

zwischen dem Abstand 1, der zwischen benachbarten geteilten Blechen unterhalten wird, und der Breite w des Kantenabfalls von geteiltem Stahlblech;

Fig. 7 die durch eine Berechnung ermittelte Beziehung zwischen dem Durchmesser D der Arbeitswalze und dem Betrag <£ des Kantenabfalls bei dem gewalzten geteilten Blech;

Fig. 8 die durch eine Berechnung ermittelte Beziehung

zwischen dem Arbeitswalzen-Durchmesser D und dem Kantenabfall w bei dem gewalzten geteilten Blech;

Fig. 9 den Änderungszustand des Stahlblechs, bei dem die Einrichtung nach der Erfindung Anwendung findet; und

Fig. 10 den Kantenabfall-Zustand, der an den Längskanten des Stahlblechs auftritt.

Nach den Fig. 1 und 2 wird ein breites Stahlblech 10, das durch eine Stranggußbrammen-Gießeinrichtung (nicht gezeigt) und eine Warmbandstraße (nicht gezeigt) geführt wurde, in mehreren Walzgerüsten 11a, 11b und 1 te, die die Gerüste Nr. 1, 2 und 3 eines Tandemwalzwerks bilden, gewalzt. Dann wird das Stahlblech 10 mit einer Teilvorrichtung 12, die an der Auslaufseite des Nr.-3-Gerüsts 11c angeordnet ist, in

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Längsrichtung in Stahlbleche 10a und 10b geteilt. Dann werden die geteilten Stahlbleche TOa und 10b durch eine Trennvorrichtung 14, die nach dem Teiler 12 angeordnet ist, seitlich auseinanderbewegt, bis zwischen den beiden geteilten Stahlblechen 10a und 10b ein Abstand 1 gebildet ist. Die voneinander um den Abstand 1 getrennten geteilten Stahlbleche 10a und 10b werden dann in einem nach der Teilvorrichtung 12 angeordneten Walzgerüst lld gewalzt, so daß an jedem seitlichen Ende dieser Stahlbleche 10a und 10b ein Kantenabfall gebildet wird. Die Stahlbleche, die an jeder Seitenkante einen Kantenabfall aufweisen, werden dann einem Beschichtungsprozeß zugeführt. Dabei werden insbesondere die Stahlbleche 10a und 10b in einer Waschvorrichtung 21 gewaschen und in einem Trockenofen 22 getrocknet. Dann wird auf die nicht zu beschichtende Oberfläche jedes Stahlblechs ein Beschichtungs-Sperrmittel wie Molybdändisulfid mit einer Beschichtungsrolle 23 aufgebracht. Die Stahlbleche werden dann durch einen Wärmeofen 24 geführt, in dem das Beschichtungs-Sperrmittel, z. B. Molybdändisulfid, aufgedruckt wird; anschließend werden sie in ein Beschichtungsbad 25, ζ. Β. ein Zinkbad, eingeleitet. Danach wird die Molybdändisulfidschicht mittels einer Bürstenwalze 26 entfernt, und schließlich werden die Stahlbleche als plattiertes Stahlblecherzeugnis von einem Haspel 27 aufgewickelt.

Die Fig. 3 und 4 zeigen den Betriebszustand des Nr.-4-Walzgerüsts 11d, in dem die Stahlbleche 10a und 10b, die durch Teilen des breiten Blechs 10 in Breiten entsprechend dem größten Bedarf gebildet sind, gewalzt werden. Insbesondere ist eine teilweise geschnittene Seitenansicht des Walzugerüsts 11d mit Walzen 11d' und Hd" zum Walzen der Stahlble-

ehe 10a bzw. 10b gezeigt. Gemäß dem Resultat eines Simulationstests, der mit einem Computer durchgeführt wurde, kann eine derartige Walzdruckverteilung über die Breiten beider Stahlbleche erfolgen, daß der Druck an jedem Ende 17, 18 beider Stahlbleche 10a, 10b erhöht wird, wie schematisch in Fig. 3 gezeigt ist, vorausgesetzt, daß ein vorbestimmter Abstand 1 zwischen den geteilten Stahlblechen unterhalten wird. D. h., der Walzdruck kann sogar an den durch Teilung gebildeten Enden 18 beider Stahlbleche 10a und TOb erhöht werden.

Infolgedessen werden die Oberflächen der Arbeitswalzen 11d" und 11d" gemäß Fig. 4 gewölbt, so daß die Kantenabfälle nicht nur an den äußeren Seiten 17, also den vor dem Teilen vorhandenen Seiten, sondern auch an den durch das Teilen entstandenen Seiten 18 gebildet werden.

Fig. 9 zeigt Änderungszustände des Stahlblechs, bei dem das Verfahren angewandt wird. Fig. 9A zeigt das breite Stahlblech 10 vor dem Teilen. Das Stahlblech 10 wird durch die Teilvorrichtung 12 in zwei Stahlbleche 10a, 10b gemäß Fig. 9B geteilt. Fig. 9G zeigt die geteilten Stahlbleche 10a und 10b im gewalzten Zustand. Es ist ersichtlich, daß an beiden seitliehen Enden 17 und 18 der beiden Stahlbleche 10a und 10b Kantenabfälle 20 gebildet sind. Fig. 9D zeigt die Stahlbleche 10a und 10b, die an beiden Seitenenden Kantenabfälle aufweisen, mit einer Beschichtung 4. Aus Fig. 9D ist ersichtlich, daß eine Kanten-Überbeschichtung an jedem seitlichen Ende jedes Stahlblechs vermieden ist.

Wie bereits gesagt, werden die geteilten Stahlbleche 10a und 10b durch die Teilvorrichtung 14 voneinander getrennt, so

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daß zwischen ihnen ein Abstand 1 aufrechterhalten wird. Nachstehend wird der optimale Abstand 1 für die Bildung eines ausreichenden Kantenabfalls an beiden seitlichen Enden der jeweiligen Stahlbleche durch Walzen erläutert. Fig. 10 zeigt die Form des Kantenabfalls 20, wobei die Form des an jedem Seitenende 17, 18 jedes Stahlblechs auftretenden Kantenabfalls als Betrag S> des Kantenabfalls in Dickenrichtung des Blechs und als Breite w des Kantenabfalls ausgedrückt werden kann.

Fig. 5 zeigt das Ergebnis eines Versuchswalzvorgangs mit einer Arbeitswalze mit einem Durchmesser von 100 mm unter Einsatz eines voll durchgehärteten Materials mit einer Dicke von 0,32 mm und einer Breite von 300 mm. Dabei ist in Fig. 5 auf der Abszisse der Abstand 1 zwischen zwei geteilten Stahlblechen 10a und 10b aufgetragen, während auf der Ordinate der Betrag & des Kantenabfalls aufgetragen ist. Fig. 6 zeigt das Ergebnis desselben Versuchswalzvorgangs,wobei die Ordinate die Kantenabfall-Breite w bezeichnet. Die optimalen Werte des Betrags S des Kantenabfalls und der Kantenabfall-Breite w ändern sich in Abhängigkeit von der Art der Beschichtung. Wenn z. B. die Stahlbleche durch Tauchen verzinkt sind, muß die Bedingung S> 15^ und w > 10 mm erfüllt sein. Wie aus den Fig. 5 und 6 ersichtlich ist, darf also der Abstand 1 nicht kleiner als 20 mm gewählt werden, um der erforderlichen Form des Kantenabfalls, also den Faktoren ώ und w, zu genügen. Daher sollte die Teilvorrichtung 14 so ausgelegt und aufgebaut sein, daß sie die geteilten Stahlbleche 10a und 10b in Breitenrichtung um mehr als einen Abstand 1, der nicht kleiner als 20 mm ist, auseinanderbewegt.

Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen dem Durchmesser der Arbeitswalze 11d (Abszisse) und dem Betrag & des Kantenabfalls (Ordinate) gemäß einer Computerberechnung, und Fig. 8 zeigt die Beziehung zwischen dem Arbeitswalzendurchmesser und der Kantenabfall-Breite w. Bei der Berechnung der Beziehungen nach den Fig. 7 und 8 wird angenommen, daß zwei geteilte Stahlbleche 10a und 10b parallel gewalzt werden, und daß als Walzgut ein vollgehärteter Werkstoff eingesetzt wird. Der Abstand 1 zwischen den beiden geteilten Stahlblechen 10a und 10b wurde mit 30 mm gewählt. Es wird ferner angenommen, daß der Reduktionsgrad der Arbeitswalze 31,3 % und der Formänderungswiderstand k des Werkstoffs 72-80 kp/mm² ist.

Die Werte der Faktoren S und w des Kantenabfalls entsprechend den Kurven von Fig. 7 und 8 bei einem Walzendurchmesser von 100 mm entsprechen den experimentellen Werten nach den Fig. 5 und 6 gut. Dies zeigt, daß die Berechnung adäquat ist.

Bei dem vorher erläuterten Ausführungsbeispiel wird die Form des Kantenabfalls durch Änderung des Abstands 1 zwischen den beiden geteilten Stahlblechen 10a und 10b und des Arbeitswalzendurchmessers geändert. Die Kantenabfälle können jedoch auch durch eine Änderung, anderer Faktoren geändert werden, z. B. eine Änderung des Abnahmebetrags der Walze, der Walzenbiegekraft usw.

Selbstverständlich brauchen die Trennvorrichtung 12 und die Teilvorrichtung 14 nicht immer an der Einlauf-seite des letzten Gerüsts 11d der Tandem-Walzgerüste 11a-11d angeord-

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net zu sein, sie können auch an der Einlaufseite des davor befindlichen Gerüsts, z. B. des Gerüsts lic oder 11b, angeordnet sein.

Wie aus der vorstehenden Erläuterung hervorgeht, wird ein breites Stahlblech in Längsrichtung in mehrere Bleche geteilt, und der Walzvorgang findet mit den geteilten Stahlblechen statt. Infolgedessen werden die Stahlbleche zu solcher Form gewalzt, daß sie an beiden Seiten Kantenabfälle aufweisen. Aufgrund der Ausbildung von Kantenabfällen an beiden Seiten kann die unterwünschte Ausbildung einer Kanten-Überbeschichtung an beiden Seiten jedes Stahlblechs vermieden werden, und es werden plattierte Stahlbleche hoher Güte erhalten.

Leerseite

Claims

Ansprüche

1J Verfahren zum geteilten Walzen von Stahlblech, gekennzeichnet durch

a) Längsteilen eines breiten Stahlblechs in mehrere Stahlbleche geringerer Breite;

b) Bewegen der geteilten Stahlbleche in Breitenrichtung zur Bildung und Unterhaltung eines vorbestimmten Abstands zwischen ihnen; und

c) Walzen der jeweiligen geteilten Stahlbleche derart, daß an beiden Seiten jedes Stahlblechs Kantenabfälle ausgebildet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,

daß das Stahlblech in einem Tandem-Walzwerk mit einer Mehrzahl von Walzgerüsten gewalzt wird, und daß die Teilung des breiten Stahlblechs vor dem letzten Walzgerüst des Tandem-Walzwerks durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 ,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Trennung der geteilten Stahlbleche durch Auseinanderbewegen derselben durchgeführt wird.

680-1181 09214 DE 1-Schö

A4 Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet,

daß der zwischen den geteilten Stahlblechen gebildete Abstand mindestens ca. 20 mm beträgt.

5. Verfahren zum geteilten Walzen von Stahlblech, gekennzeichnet durch

a) Längsteilen eines breiten Stahlblechs;

b) Bewegen der geteilten Stahlbleche in Breitenrichtung zur Bildung und Unterhaltung eines vorbestimmten Abstands zwischen benachbarten Stahlblechen;

c) Walzen jedes geteilten Stahlblechs unter Bildung von Kantenabfällen an jeder Seite des geteilten Stahlblechs; und

d) Plattieren jedes geteilten Stahlblechs.

6. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß die Stahlbleche in einem Tandem-Walzwerk mit einer Mehrzahl Walzgerüsten gewalzt werden, und daß die Längsteilung des breiten. Stahlblechs vor dem letzten Walzgerüst des Tandem-Walzwerks durchgeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 5,
dadurch gekennzeichnet,

daß der vorbestimmte Abstand zwischen benachbarten geteilten Stahlblechen mindestens ca. 20 mm beträgt.

8. Einrichtung zum geteilten Walzen von Stahlblech, gekennzeichnet durch eine Teilvorrichtung (12), die ein breites Stahlblech (10) längsteilt;

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eine zwischen den benachbarten geteilten Stahlblechen (10a, 10b) angeordnete Trennvorrichtung (14), die die geteilten Stahlbleche (10a, 10b) in Breitenrichtung auseinanderbewegt unter Bildung und Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstands (1) zwischen benachbarten geteilten Stahlblechen (10a, 10b); und

- Walzgerüste (z. B. 11d) des Walzwerks, die die jeweiligen geteilten Stahlbleche (10a, 10b), die den vorbestimmten Abstand (1) voneinander aufweisen, walzen.

9. Einrichtung zum geteilten Walzen von Stahlblech, gekennzeichnet durch eine Teilvorrichtung (12), die ein breites Stahlblech (10) längsteilt;

eine zwischen den geteilten Stahlblechen (10a, 10b) angeordnete Trennvorrichtung (14), die die geteilten Stahlbleche in Breitenrichtung auseinanderbewegt unter Bildung und Aufrechterhaltung eines vorbestimmten Abstands (1) zwischen ihnen;

- Walzgerüste eines Walzwerks, die die den vorbestimmten Abstand (1) voneinander aufweisenden geteilten Stahlbleche (10a, 10b) walzen; und

- eine Plattiervorrichtung (25), in der eine Plattierung der geteilten Stahlbleche (10a, 10b) nach dem Walzen in den jeweiligen Walzgerüsten erfolgt.

10. Einrichtung nach den Ansprüchen 8 und 9, dadurch gekennzeichnet,

daß das Walzen von Stahlblech in einem Tandem-Walzwerk mit einer Mehrzahl Walzgerüste (11a-d) erfolgt, wobei die Teilvorrichtung (12) und die Trennvorrichtung (14) vor dem letzten Walzgerüst (11d) angeordnet sind.