DE3323623A1

DE3323623A1 - Verfahren zur aenderung der dicke eines metallbandes quer zu seiner laengseinrichtung

Info

Publication number: DE3323623A1
Application number: DE19833323623
Authority: DE
Inventors: Takeshi Nishinomiya Hyogo Masui; Junsuke Kobe Hyogo Nakano
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1982-06-30
Filing date: 1983-06-30
Publication date: 1984-01-05
Also published as: GB2124525A; FR2529485A1; GB2124525B; US4528830A; GB8317349D0; FR2529485B1

Description

3323823 "

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ändern der Verteilung der Dicke in der Breite eines Metallbandes und insbesondere ein Verfahren zur Korrektur des Querschnittsprofils, beispielsweise einer Überhöhung oder Randabfalls oder dgl. und zur Korrektur der Ebenheit eines Metal 1bandes, beispielsweise aus Stahl, Kupfer, Aluminium oder dgl., und ein Verfahren zur Bearbeitung des Metallbandes für ein bestimmtes Quersehn ittsprofil.

Die Ebenheit eines Walzgutes, beispielsweise eines Metallbandes oder dgl., gibt die Oberflächengestalt des Bandes in Längsrichtung oder in der Breite an und bezeichnet z. B. Wölbungen im Mittelteil, Wellen am Rand und Well en formen oder dgl. sowie Kurvenformen in Längs- und Querrichtung. Eine Überhöhung am Walzgut bezeichnet ein bestimmtes Profil im Querschnitt des Walzgutes, und ein verjüngender Verlauf des Materials an den Rändern in Richtung der Breite des Bandes wird als Randabfall bezeichnet.

Dje Anforderungen an die Genauigkeit der Ebenheit und der Überhöhung am gewalzten Gut, beispielsweise an Stahlbändern

B *> W *

und dgl., sind in letzter Zeit äußerst streng geworden. In her könrml i chen Walzwerken läßt sich in Längsrichtung des Walzgutes die Dicke relativ genau durch automatische Dickenmeßgeräte ermitteln und durch entsprechende Steuergeräte steuern. Die Überwachung und Steuerung der Dicke in Breitenrichtung des Materials ist begrenzt, da diese Steuerung durch eine Walzenbiegung herbeigeführt wird.

Zur Erhöhung der Genauigkeit der Einstellung der Wölbung und der Gestalt des Walzgutes wird anstelle einer Walzenbiegeeinrichtung auch ein Walzwerk verwendet mit axial beweglichen Walzen und ein Walzwerk mit Walzen, deren Balligkeit veränderbar ist. Das zuerst genannte Walzwerk besitzt sechs Walzen, bei denen die Zwischenwalzen axial gegeneinander verschiebbar sind, so daß der Gegendruck der Arbeitswalzen gesteuert werden kann. Im letztgenannten Walzwerk ist eine Druckaufnahmekanrmer zwischen dem Achsballen und dem Walzenmantel der Walze vorgesehen. In die Druckkammer wird ein Druckmedium eingebracht, dessen Druck einstellbar ist. Hierdurch wird die Wölbung des Walzenballens eingestellt.

Diese herkömmlichen Verfahren dienen zur Verbesserung und Korrektur der Walzendurchbiegung und zur Verringerung der Wölbung des Walzgutes (ziemlich gering in der Menge, d. h. im

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Bereich von 0,5 % bis 2 % der Dicke). Diese herkömmlichen Verfahren haben jedoch Grenzen bei der Anwendung und sind nicht geeignet, ein einwandfrei rechteckiges Querschnittsprofil herzustellen. Eine Verringerung der Wölbung des Walzgutes führt zwangsläufig zur Wanderung des Materials, was zu einem unstabilen Betrieb führt. Während die Auswölbung des Walzgutes aufgrund der Verringerung der Walzendurchbiegung um einen bestimmten Betrag verringert werden kann, ist es nicht möglich, den Randabfall am Walzgut zu beseitigen. Ferner erfordert der Aufbau des Walzwerks einen hohen Aufwand.

Ein Verfahren zur Korrektur der Auswölbung des Walzgutes, welches nur einen relativ geringen Aufwand erfordert, besteht darin, daß der ausgewölbte Teil des Walzgutes durch leichte Reduktionswalzen reduziert wird und auf diese Weise das Querschnittsprofil des Walzgutes in eine rechteckige Form gebracht wird. Dabei wird jedoch das Aussehen des Walzgutes stark verschlechtert, so daß eine derartige Walzbehand lung in der Praxis nicht möglich ist.

Im folgenden soll der Kantenabfall beschrieben werden. Das Walzgut zeigt ein Bestreben einer plötzlichen Dickenabnahme an den beiden Rändern in einer Randbreite von etwa 10 nrm bis 50 niTi. Der Kantenabfall kann ziemlich stark sein lind bei

spielsweise bei einem warmen Stahlband bis zu 0,1 mm betragen. Deshalb ist es häufig bei Stahlblechen wie heißen Bändern und kalten Bändern notwendig, die Ränder bzw. die Nachbarbereiche der Ränder nachzubehandeIn. Dies führt zu einer starken Verringerung der Ausbeute und des Wirkungsgrads.

Bislang hat man die vorhandenen Walzstraßen so belassen wie sie sind, ohne daß entsprechende Gegenmaßnahmen gegen den Randabfall getroffen worden sind.

Man hat die Verringerung des Randabfalls durch Entwicklung eines Walzverfahrens zu verringern versucht, jedoch ist dieses Verfahren technisch wenig wirksam und schwierig in der Praxis einzuführen.

Ein weiteres Verfahren zur Verringerung des Randabfalls verwendet Arbeitswalzen mit verringertem Durchmesser. Das Ziel dieses Verfahrens ist es, die Abflachung der Walze durch Verringerung der Walzenbelastung zu vermindern und dabei auch den Randabfall zu verkleinern. Bei diesem Verfahren muß jedoch die Bearbeitungsgeschwindigkeit der Walzenstraße verringert werden, und der Einheitsverbrauch der Walze wird verschlechtert. Der Wirkungsgrad dieses Verfahrens ist außerdem gering, weil es nicht möglich ist, die Randabf1achung voll-

~ 9 q P ο ο

15 - .· j

• ·

ständig zu beseitigen.

Bei einem weiteren Verfahren werden Walzen mit abgeschrägten Enden verwendet. Hierdurch soll die Reduktion der Randbereiche des Walzgutes vermindert werden durch den abgeschrägten Teil der Arbeitswalzen. Hierzu ist es jedoch erforderlich, die Walzen jedesmal zu wechseln, wenn die Breite des zu walzenden Gutes sich ändert. Die erwünschte Wirkung wird nicht erzielt bei fortschreitender Abnutzung der Walzen.

Unerwünschte Abweichungen vom Profil, wie beispielsweise Krümmungen in-der Mitte und wellenförmige Verformungen an den Rändern, welche aufgrund unterschiedlicher Längung des Walzgutes entstanden sind, können nicht korrigiert werden, ohne daß das Material mit einer plastischen Reckung versehen wird.

Hierfür ist es bekannt, eine Richtmaschine zu verwenden, die durch plastische Längung des Materials mit Hilfe von Biegen unter Zugspannung derartige Krümmungen und Verformungen des Profils beseitigt. Der Unterschied in der Längung des Walzgutes, welche durch ein Walzwerk hervorgerufen wird, ist normalerleise höchstens in der Größenordnung von 0,1 %. Hierdurch werden Krümmungen in der Mitte und wellenförmige Randverformungen hervorgerufen. Durch eine Längung eines derarti-

gen Walzgutes in der Größenordnung von 0,2 % bis 0,5 % durch eine Richtmaschine können Krümmungen vom Walzgut beseitigt werden. Eine herkömmliche Richtmaschine vermag eine maximale prozentuale Krümmung in der Größenordnung von 1 % bis 1,5 % zu erreichen. Da die Maschine normalerweise bei der geringst erforderlichen prozentualen Längung angewendet wird, ist die Reduktion der Dicke oder der Breite des Materials in der Richtmaschine äußerst gering und kann praktisch vernachlässigt werden. Demzufolge hat man bislang eine Richtmaschine zur Korrektur von Änderungen der Walzgutdicke über die Walzgutbreite hin, z. B. eine Überhöhung des Walzgutes, nicht durch die Verwendung einer Richtmaschine korrigiert.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zur Änderung der Dickenabmessungen eines Metallbandes über die Walzgutbreite hin mit hoher Genauigkeit und geringem Aufwand zu erzielen.

Diese Aufgabe wird gelöst durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale. Die Unteransprüche enthalten Weiterbildungen der Er f i ndung .

In vorteilhafter Weise kann bei der Erfindung das Querschnitt sprof i 1 , beispielsweise eine Überhöhung oder ein Randabfall oder eine Unebenheit des Metallbands, korrigiert werden. Hierbei kann in vorteilhafter Weise der Querschnitt

eines Metallbandes in ein bestimmtes gewünschtes Profil gebracht werden.

Bei der Erfindung wird das Metallband durch eine Bearbeitungsstrecke geschickt, die mehrere Bearbeitungswerkzeuge in Zickzack-Anordnung aufweist. Beim Hindurchführen des Metal 1-bandes durch die Bearbeitungsstrecke wird dieses unter Zugspannung in Längsrichtung gebogen. Dabei wird dem Metallband in Längsrichtung eine plastische Längung aufgeprägt.

Bei der Korrektur der Dicke über die Walzgutbreite hin wird demnach bei der Erfindung das Metallband durch eine Bearbeitungsstrecke hindurchgeführt, in welcher die.Bearbeitungswerkzeuge in Zickzack-Anordnung vorhanden sind. Beim Hindurchführen des Bandes durch die Bearbeitungsstrecke wird das Band durch die Werkzeuge unter Spannung in Längsrichtung gebogen. Dabei wird gleichzeitig durch das Biegen unter Spannung in Längsrichtung ein Biegen des Metallbandes über die Walzgutbreite erzielt. Hierbei wird eine geringe Reduzierung des Metallbandes durch Walzen erreicht.

In vorteilhafter Weise können zur Weiterbildung der Erfindung eine oder mehrere der folgenden Verfahrensschritte bei der Biegung unter Zugspannung in Längsrichtung noch zusätzlich zur Anwendung korrmen :

a) Das Metallband wird über seine Breite hin gleichzeitig mit der Anwendung der Biegebehandlung unter Zugspannung in Längsrichtung gebogen.

b) Durch Walzen des Metallbandes wird vor der Biegebehandlung unter Zugspannung eine geringe Reduzierung durchgeführt .

c) Vor der Biegebehandlung unter Anwendung der Zugspannung wird durch Walzen eine geringe Reduzierung des Metallbandes durchgeführt und ferner über die Breite des Metallbandes hin wird dieses gebogen gleichzeitig mit der Biegebehandlung unter Anwendung der Zugspannung in Längsrichtung.

Die plastische Längung des Metallbandes kann in vorteilhafter Weise so bemessen werden, daß der Unterschied zwischen der Verringerung und der maximalen Dicke und der Verringerung und der minimalen Dicke des Metallbandes 0,5 % oder mehr der maximalen Dicke des Metallbandes an der Einlaufseite in die Bearbeitungsstrecke beträgt.

Die Bearbeitungsstrecke mit den Rear beitungsverkzeugen in Zickzack-Anordnung kann in her körrml i eher Weise als Richtmaschine ausgebildet sein, welche unter Zugspannung arbeitet. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise aus "Iron and

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Steel Engineer", 3uli 1978, Seiten 43 bis 46 bekannt.

Beispielsweise können frei drehbare Walzen in Zickzackform vorgesehen sein. Es eignen sich auch stationäre, fest angeordnete Blöcke in Zickzack-Anordnung. Ferner eignen sich stationäre Blöcke in Zickzack-Anordnung, von deren auf das Band zu gerichteten Spitzen ein Druckmedium auf das Band gerichtet wird.

Beim Verfahren nach der Erfindung ist es möglich, die Dickenverteilung über die Walzgutbreite hin genau zu bemessen. Dies kann geschehen durch Messen der Dickenverteilung des Metallbandes an der Eintritts- oder Austrittsseite.oder an beiden Seiten durch Einstellung der plastischen Längung in Längsrichtung oder Biegen über die Bandbreite oder beide Verfahrensschritte in Abhängigkeit vom gemessenen Wert der Verteilung.

Bei der geringen Reduzierung durch Walzen ist es möglich, die Dickenverteilung genau zu ändern in Abhängigkeit von der Messung der Dickenverteilung des Metallbandes an der Eintrittsseite in das Reduzierwalzwerk oder an der Austrittsseite der Bearbeitungsstrecke oder an diesen beiden Seiten. Ferner wird dabei die plastische Längung in Längsrichtung, die Biegung über die Walzgutbreite oder der Grad der Reduzierung des Me-

tallbandes eingestellt oder eine Kombination davon in Abhängigkeit vom gemessenen Wert der Verteilung.

Das Verfahren ist anwendbar auf Metallbänder aus Stahl, Kupfer, Kupfer legierungen, Aluminium, Aluminiumlegierungen, Titanlegierungen und dehn- oder biegbare Metalle, denen eine plastische Längung aufgeprägt werden kann ohne Bruch durch die beim Biegen aufgeprägte Zugspannung.

Die Biegung über die Walzgutbreite, welche im vorstehenden beschrieben wurde, kann durch folgende Mittel erzielt werden :

a) Mittel zum Auslenken wenigstens eines Bearbeitungswerkzeugs in der Bearbeitungsstrecke;

b) Mittel zur Bildung einer Wölbung wenigstens bei einem Werkzeug der Bearbeitungsstrecke;

c) Andrücken einer Andrückeinrichtung gegen wenigstens ein Werkzeugstück der Bearbeitungsstrecke und Verformung oder Auslenkung dieses Werkzeugs;

d) Mittel zum Bilden einer Wölbung nur auf einer Seite eines Werkzeugpaars in der Bearbeitungsstrecke, wobei diese Wölbungen an entgegengesetzten Seiten liegen und die beiden Werkzeuge axial in entgegengesetzten Richtungen bezüglich der Meta 11bandbreite bewegt werden;

e) Mittel zum Anordnen eines weiteren Werkzeuges an der entgegengesetzten Seite wenigstens eines Werkzeugs in der Bearbeitungsstrecke bezüglich des Metallbandes und Drücken des Metallbandes gegen dieses zusätzliche Werkzeug.

Beim Biegen in der Walzgutbreite ist es von Vorteil, die Krümmung in der Breite zu ändern anstelle der Beibehaltung der Krümmung über die Walzgutbreite hin. Dies erweist sich als wirkungsvoll, wenn eine gewünschte Krümmung an einer bestimmten Stelle der Breite des Metallbandes eingeformt werden soll. Hierzu können die unter a) bis e) aufgelisteten Mittel verwendet werden.

Die geringe Reduzierung des Meta 11bandes, welche im vorstehenden erwähnt ist, kann durchgeführt werden durch Rollwalzen, welche an der Eingangsseite der Bearbeitungsstrecke angeordnet sind oder durch ein Walzwerk an irgendeiner anderen Stelle.

Zum verstärkten Abbau des Randabfalls unter Verwendung der Rollwalzen ist es von Vorteil, eine Wölbung oder Abschrägung auf einer Seite wenigstens eines Rollwalzenpaars vorzusehen und die Wölbungen oder Abschrägungen an entgegengesetzten Seiten vorzusehen. Das Rollwalzenpaar wird dabei axial in entgegengesetzten Richtungen zueinander in Abhängigkeit von der Meta 11bandbreite bewegt.

Anhand der beiliegenden Zeichnungen wird die Erfindung im folgenden noch näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 einen Quer sehnitt.eines Metallbandes zur Veranschaulichung der Wölbung und der Randabflachung ;

Fig. 2 in schernat i scher Darstellung eine Richtmaschine, welche eine Zugspannung auf das Band aufbringt;

Fig. 3 eine Kurvendarstellung von Versuchsergebnissen, bei denen ein Aufkanten sich zeigt;

Fig. k eine Kurvendarstellung, in welcher das Versuchsergebnis der Kurve b der Fig. 3 umgewandelt 'ist in eine Beanspruchung in der Walz-

gutbreite;

Fig. 5 eine Kurvendarstellung von Versuchsergebnissen bei Ausführungsbeispielen der Erfindung;

Fig. 6 einen Querschnitt, welcher die Änderung der Dickenverteilung in der Bandbreite veranschau-.1 icht;

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Zugspannungs-Richtmaschine mit stationären Blöcken;

Fig. 8 eine schematische Ansicht einer modifizierten Ausführungsform der in Fig. 7 dargestellten Ri chtmasch i ne;

Fig. 9 eine schematische Darstellung eines wesentlichen Teils einer Zugspannungsrichtmaschine, bei der stationäre Blöcke verwendet werden, durch die ein Druckmedium eingebracht wird;

Fig. 1OA

bis IOC eine schematische Darstellung von Verfahren zum Aufbringen einer Zugspannung auf das Metallband;

Fig. 11 eine Kurvendarstellung, welche ein Quer

schnitt sprof i 1 des Walzgutes zeigt, das mit einer großen plastischen Längung versehen
ist;

Fig. 12 eine schematische Darstellung einer anderen

Zugspannungs-Richtmaschine, welche bei der Erfindung zur Anwendung kommen kann;

Fig. 13 eine Vorderansicht einer Zugspannungsricht

maschine entlang der Linie XIII-XIII in der Fig. 12;

Fig. 14 eine Frontansicht einer abgewandelten Aus

führungsform der in der Fig. 13 dargestellten Zugspannungsrichtmaschine;

Fig. 15 eine Frontansicht einer anderen abgeandel-

ten Ausführungsform der in der Fig. 13 dargestellten Zugspannungsr ichtmasch ine;

Fig. 16 eine Draufsicht auf eine weitere abgewandel

te Ausführungsform der in der Fig. 13 dargestellten Zugspannungsrichtmaschine;

- 25 -

Fig. 17 eine graphische Darstellung von Versuchs

ergebnissen bei Durchführung der Erfindung;

Fig. 18 eine schematische Vorderansicht von Mitteln

zur Verhinderung des Ablösens des Metallbandes;

Fig. 19 eine Vorderansicht, ähnlich der in Fig. 18,

einer abgewandelten Ausführungsform für die Mittel zur Verhinderung des Ablösens des
Metal 1bandes;

Fig. 2Q eine perspektivische Ansicht einer anderen

Ausführungsform zum Verhindern des Abhebens des Metallbandes;

Fig. 21 eine perspektivische Ansicht einer weiteren

Ausführungsform von Mitteln zum Verhindern
des Ablösens des Metallbandes;

Fig. 22 eine Draufsicht auf ein Walzwerk zur Durch

führung einer geringen Reduzierung und eine Zugspannungsr ichtmaschine;

kV · *

Fig. 23 eine graphische Darstellung, welche die

Beziehung zwischen dem Reduziergrad und dem Querschnittsprofil des Walzgutes bei der geringen Reduzierung veranschaulicht;

Fig. 2h eine graphische Darstellung der Beziehung

zwischen dem Reduziergrad und der Wölbung und dem Randabfall des Walzgutes bei der geringen Reduzierung;

Fig. 25A und 25B graphische Darstellungen für Beispiele der

Änderung der Dickenverteilung über die Walzgutbreite und

Fig. 26 bis 29 schematische Blockschaltbilder zur Darstellung des erfindungsgemäßen Verfahrens.

Zunächst sollen die Begriffe Wölbung (CR) und Randabfall

s
(ED) des Metallbandes unter Bezugnahme auf die Fig. 1

s-e
erläutert werden:

(CR) = h - h

SCS

(ED) = h - h
s-e s <

ο ο ο ο C 9 Q

O ^" .;'. O O Z. O

- 27 -

Hierin bedeuten

h die Dicke im mittleren Teil des Quer sehn jttprofi1s des c

Metallbandes mit einer Bandbreite von 2c,

h die Dicke des Meta 11 bandes an einer Stellung, die einen s

Abstand S von der Kante des Querschnittsprofils in Richtung zur Mitte hin besitzt,

h die Dicke des Metallbandes an einer Stelle, die einen e

Abstand e von der Kante des Querschnittsprofils in Richtung zur Bandmitte hin besitzt.

Die Erfindung beruht auf der Überlegung, daß durch Biegung ei nes. Meta 11 bandes unter Zugspannung an den Randbereichen bzw. Kanten eine Wirkung hervorgerufen werden kann, die entgegengesetzt ist zu der Erscheinung des Randabfalls beim Walzen.

Im folgenden werden von den Erfindern durchgeführte Versuche beschr i eben.

Ein kaltgewalztes Stahlband 2 mit 1,0 rmn Dicke und 200 mm Breite wird unter Zugspannung gebogen, wobei der Wert des Eingriffes und die Zugspannung geändert wird mit Hilfe einer

<->, ¹^ ο ο γ* ο

j ,:: /. J ο Z J ■

Zugspannungsrichtmaschine 1, die fünf Walzen 11 mit 50 rrm Durchmesser besitzt, wie es in Fig. 2 dargestellt ist. Die prozentuale Längung und Dicke wird dabei gemessen. Um eine hohe prozentuale Reckung des Stahlbandes 2 zu erzielen, wird dieses mehrere Male durch die Zugspannungsrichtmaschine 1 hindurchgeführt. Dies entspricht einem einzelnen Durchlauf durch eine Zugspannungsrichtmaschine mit einer großen Anzahl von Walzen. Das kaltgewalzte Stahlband 2, welches beim Versuch verwendet wurde, war ein längsgeschnittenes Stahlband, das keinen Randabfall aufwies und eine gleichförmige Dicke über die gesamte Breite hin vor Durchführung des Versuches hatte. Der Versuch führte zu folgenden Ergebnissen:

(1) Während die Dicke bei sich vergrößernder Längung verringert war, war die Dickenverringerung nur im Bereich der Kanten gering. Es zeigte sich eine dem Randabfall entgegengesetzte Wirkung (im folgenden als "Aufkanten" bezeichnet). Die Dicke verringerte sich gleichförmig im Bereich des Bandes, der 20 rrm oder mehr innerhalb der Kanten lag.

(2) Bei sich erhöhender Längung erhöhte sich der Dickenunterschied zwischen den Kanten und den anderen Bandteilen, außer an den den Kanten benachbarten Bereichen, gleichför

mig. Selbst wenn die Dicke in den den Kanten benachbarten Bandbereichen unterschiedlich von der Dicke im inneren Bandbereich war, schritt das Aufkanten wie bei der gleichförmigen Anfangsdicke fort.

(3) Bei Änderung der Werte für den Eingriff und die Zugspannung, welche die Zugspannungsrichtmaschine ausübte, beispielsweise durch entsprechende Änderung der Anzahl der Durchläufe (das bedeutet der Anzahl der Walzen), um die Gesamt 1ängung gleichzumachen, hatte das Aufkanten das gleiche Ausmaß, so daß die Dickenverteilung in etwa die gleiche war (mit geringen Unterschieden).

(U) Die Längung in Längsrichtung war gleichförmig über die Bandbreite hin. Demzufolge traten Formfehler nicht auf.

(5) Da die Längung in Längsrichtung gleichförmig war und die Dickenabnahme ungleichförmig, war die Formänderung in der Breite (Reduzierung in der Breite) ungleichfömi g im Hinblick auf konstantes Volumen des' Walzgutes bei plastischer Verformung. Die Reduzierung in der Breite war in den Kanten benachbarten Bereichen größer als im mittleren Bandte i1.

Die Fig. 3 zeigt Meßergebnisse für die Dickenverteilung eines Stahlbandes, welche während des vorstehend beschriebenen Versuches gev/onnen wurden. In der Fig. 3 bezeichnet die Abszisse den Abstand von der Bandmitte in Richtung der Bandbreite, und die Ordinate bezeichnet die Dicke des Stahlbandes. Die Kurven a bis d zeigen folgendes:

Kurve a: Verteilung der Dicke des Bandes (kaltgewalzter Bund) vor dem Durchlauf

Kurve b: Dickenverteilung nach dem Durchlauf durch zehn Walzen mit Biegebeanspruchung unter Spannung

Kurve c: Dickenverteilung nach einem Durchlauf von 30 Walzen
mit Biegebeanspruchung unter Zugspannung

Kurve d: Dickenverteilung nach Durchlauf durch 60 Walzen mit
Biegebeanspruchung unter Zugspannung.

Aus der Fig. 3 sind die Wirkungen (1) und (2), welche im vorstehenden beschrieben sind, deutlich zu erkennen. Die Fig. h
zeigt graphisch die Beanspruchung über die Breite hin, welche aus den gemessenen Werten der Längung und der Dicke ermittelt sind unter der Annahme eines konstanten Volumens und der
Dickenabnähme .

ο ο ο q c ο q

Die Werte der Fig. 4 sind gewonnen aus den Ergebnissen des Versuchs, bei dem das Band 60 Rollen durchlaufen hat und welcher in der Fig. 3 dargestellt ist. In der Fig. k zeigt die Kurve e die Dickenverformung (Abnahme der Dicke) und die Kurve f zeigt die Verformung in der Breite (Breitenabnahme).

Aus der Fig. 4 ist die Wirkung (5), welche im vorstehenden beschrieben ist, deutlich zu ersehen. Ferner ist zu ersehen, daß die Breitenverringerung in der Nähe der Kanten das gleiche Ausmaß hat wie die Dickenverringerung, ferner daß im Bereich von 2Q rrm und mehr innerhalb der Kanten die Verringerung der Breite geringer ist und nahe einer ebenen Verformung ist.

Es wurde ein weiterer Versuch durchgeführt, welcher die Korrektur des Randabfalls durch die Erscheinung des Aufkantens bestät igt.

Ein warmgewalztes Stahlband von 2,3 rrm Dicke und 200 nrm Breite (es handelte sich um ein längsgeschnittenes Stahlband, das frei von einem Randabfall war, d. h. welches im wesentlichen eine gleichförmige Dicke über die gesamte Breite aufwies) wurde mit etwa 15 96 Reduzierung gewalzt und anschließend durch eine Zugspannungsrichtmaschine mit einer etwa 5 % plastischen Längung versehen. Die Änderung der Dickenverteilung über die Breite hin ist in Fig. 5 dargeste 111.

In der Fig. 5 bezeichnet die Abszisse den Abstand (rrm) von der Mitte des Stahlbandes in der Breite, und die Ordinate bezeichnet die Dicke (rrm). Die Kurve g zeigt die Dickenverteilung in der Breite des Stahlbandes vor Durchführung des Versuches, die Kurve h zeigt die Dickenverteilung nach dem Walzen und die Kurve i zeigt die Dickenverteilung nach der Biegebehandlung unter Anwendung von Zugspannung.

Aus der Fig. 5 ist zu ersehen, daß der Randabfall beim Walzen durch die Biegebehandlung unter Zugspannung unter Verwendung der Zugspannungsrichtmaschine fast beseitigt werden konnte. Aus dem Versuchsergebnis wird deutlich, daß durch das Aufkanten in einem Metallband, das einen Randabfall besitzt, das Metallband frei von dem Randabfall wird. Da der Bereich des Randabfalls etwa mit dem Bereich des Aufkantens übereinstimmt und da die Gestalt des Randabfalls etwa mit der Gestalt des Aufkantens übere ins t irrmt, werden die den Bandkanten benachbarten Bereiche im wesentlichen flach.

In den Fällen, in denen der Bereich des Randabfalls mit dem Bereich des Auf kantens nicht übere inst irrmt, ist es nicht möglich, den Randabfall vollständig zu beseitigen, jedoch, da normalerweise kein großer Unterschied zwischen diesen beiden Bereichen vorhanden ist, ist es möglich, den Randabfall in für die Praxis ausreichendem Maße durch Anwendung der Erfin-

■5 ι m » · · ·

dung zu beseitigen.

Die vorstehend beschriebenen Erscheinungsformen treten bei verschiedenen Materialien auf mit Unterschieden in der Breite, der Zugfestigkeit, des Elastizitätsmoduls und dgl. Diese Erscheinungen treten auch bei Nichteisenmetallen, wie beispielsweise Aluminium, Kupfer und dgl. auf.

Aus den Versuchsergebnissen ergibt sich, daß der Randabfall praktisch vollständig beseitigt werden kann, wenn eine entsprechende plastische Längung mit Hilfe einer Biegebeanspruchung unter Zugspannung zur Anwendung gebracht wird.

Das Ausmaß der plastischen Längung, welche zur Beseitigung des Kantenabfalls benötigt wird, hängt ab von der Dicke des Bandes, der Qualität des Bandmaterials, des Walzenabstands und dgl.. 3e stärker das Aufkanten ist, um so geringer ist die erforderliche plastische Reckung. Versuche mit unterschiedlichen Arten des Materials bei unterschiedlichen Bedingungen haben ergeben, daß die Verringerung der Banddicke im Bandbereich, der frei vom Randabfall ist, zur Beseitigung des Randabfalls (ED) = h - h = δ (im folgenden

s-e s e
mit δ. bezeichnet) im Bereich von \,5 δ ~ 5 δ liegt, d. h. es ist eine plastische Längung erforderlich, die eine Reduzierung der Bandflicke im Bereich von 1,55 ~ 56 zur Fo 1 j»p

hat, wobei die plastische Längung durch Biegung unter Zugspannung hervorgerufen wird. Die prozentuale Längung liegt in der Größenordnung von 2 % bis 10 %. Diese prozentuale Längung ist beträchtlich höher als die prozentuale Längung 0,3 % ~0,5 % in her könrml i chen Zugspannungsrichtmaschinen, die zum Zweck der Formkorrektur verwendet werden. Die mit her korrrnl i chen Zugspannungsrichtmaschinen erzielten prozentualen Längungen reichen daher zur Korrektur des Randabialls η i cht aus.

Zur Beseitigung des Randabfalls wird daher der Randabfall des Metallbandes gemessen bzw. geschätzt, und die plastische Längung wird so bestimmt, daß die Dickenverringerung in dem Bereich, der frei vom Kantenabfall ist, a χ δ (a = 1,5 ~ 5) beträgt. Der Wert von a wird experimentell bestirrmt, da dieser sich ändert in Abhängigkeit von den Mitteln, mit denen die Biegebeanspruchung unter Zugspannung auf das Band aufgebracht wird und in Abhängigkeit von der Banddicke und dgl.

In der Praxis der groß indusirie 11 en Fertigung ist allein eine Verringerung des Randabfalls um die Hälfte bereits von Bedeutung. In diesem Fall ist die erforderliche plastische Längung gering. Die Dickenverringerung und die Verringerung der

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Breite müssen in Betracht gezogen werden, da sie so groß sind, daß sie nicht vernachlässigt werden dürfen. Dies ist von Bedeutung für den Fall, in welchem eine Biegebeanspruchung in der Breite zusätzlich zur Anwendung kommt.

Der Grad der Veränderung der Dickenverteilung in der Bandbreite wird unter Bezugnahme auf die Fig. 6 im einzelnen beschrieben. In der Fig. 6 bedeuten die ausgezogenen Linien die Querschnittsform eines Metallbandes vor dem Biegen unter Zugspannung nach dem Verfahren der Erfindung. Die strichpunktierten Linien zeigen die Querschnittsform des Metallbandes nach dem Biegen unter Zugspannung. In der Fig. 6 bedeutet h die maximale Dicke des Metallbandes vor dem Biegen un-

o
ter Zugspannung. Δ h bedeutet den maximalen Betrag der

ma χ
Dickenreduzierung und Ah bedeutet den minimalen Be-

mi η
trag der Dickenreduzierung.

Die Änderung P der Dickenverteilung des Metallbandes in der Breite ist wie folgt definiert:

ρ _ max mm

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Bei der Erfindung ist die Änderung P der Dicke festgelegt auf 0,5 96 oder mehr aus folgenden Gründen.

Bei der Korrektur von Formfehlern mit Hilfe einer herkömmlichen Richtmaschine ergibt sich eine geringe Änderung der Dickenverteilung in der Breite. Die höchste prozentuale Längung, welche bei der her körrml i chen Zugspannungsrichtmaschine zur Anwendung kommt, beträgt 0,5 96. In diesem Fall kann die Änderung P der Dickenverteilung nicht einen Wert von 0,5 % oder mehr erreichen. Für den Fall, in welchem eine Reduzierung von 0,5 % nur in der Breite, ohne Verringerung der Dicke, und eine Verringerung von 0,5 % nur in der Dicke, ohne Verringerung der Breite vorhanden ist, ist die Änderung P der Dickenverteilung über die Breite hin 0,5 96. Da es jedoch keine Möglichkeit gibt, beim Biegen unter Zugspannung nur die Breite ohne Dickenverringerung zu reduzieren, kann eine prozentuale Längung von 0,5 96 nicht eine Änderung P der Dickenverteilung über die Breite hin von 0,5 % hervorrufen.

Da die Änderung P der Dickenverteilung über die Bandbreite hin geringer als 0,5 96 bei der her körrml i chen Zugspannungsrichtmaschine ist, wie im vorstehenden erläutert wurde, und eine Änderung P von weniger als 0,5 96 unbedeutend für die industrielle Fertigung ist, wird bei der Erfindung die An-

• ·

derung P der Dickenverteilung über die Bandbreite hin bei der Erfindung festgelegt auf 0,5 % oder mehr.

Bei der Erfindung ist die Bearbeitungsstrecke, welche das Metallband unter Anwendung einer Zugspannung biegt, im wesentlichen gleich einer Zugspannungsrichtmaschine. Eine Vorrichtung, welche die Bearbeitungsstrecke gemäß der Erfindung darstellt und welche die Dickenverteilung in der Meta 11bandbreite ändert, wird in vorliegender Beschreibung als Zugspannungsrichtmaschine der Erläuterung halber bezeichnet. Eine am meisten gebräuchliche Zugspannungsrichtmaschine besitzt angetriebene oder frei drehbare Walzen 11, welche in Zickzack-Anordnung} wie in Fig. 2 dargestellt, vorgesehen sind. Ein anderes Ausführungsbeispiel einer Zugspannungsmaschine besitzt den in Fig. 7 dargestellten Aufbau. Diese Maschine besitzt stationäre Blöcke 11a mit entsprechenden Kr ürmnungsrad i en an den vorderen Enden, die in Zickzack-Anordnung vorgesehen sind, und das Metallband 2 wird durch diese Anordnung hindurchgeführt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist eine Schmierung zwischen den stationären Blöcken lla und dem Metallband 2 von Vorteil, um Kratzer zu vermeiden. Zur Schmierung eignen sich die in der Fig. S dargestellten Mittel. Bei diesem Ausführungs-

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beispiel sind die stationären Blöcke lla und das Metallband 2 in einen Öltank 12a eingetaucht. Ferner ist auch eine Zugspannungsrichtmaschine, wie sie in Fig. 9 dargestellt ist, geeignet. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird unter Druck eine Flüssigkeit, beispielsweise Öl oder Wasser, von den vorderen Enden der stationären Blöcke lla abgegeben,so daß ein Schmiermittelfilm zwischen den stationären Blöcken lla und dem Metallband 2 entsteht.

Zum Aufbringen einer Zugspannung auf das Metallband 2 eignen sich Gegenbalancierwalzen 23 (Fig. 10A), Ein- und Ausführungswalzen 2k (Fig. 10B), Walzwerke 25 (Fig. 10C) oder Kombinationen davon, wobei diese Mittel an der Eingangs- und Ausgangsseite der Zugspannungsrichtmaschine 1 angeordnet sind. Im einzelnen ist dies aus den Figuren 1OA bis IOC zu entnehmen.

Im einzelnen soll nun das Aufbringen einer Biegung in der Bandbreite erläutert werden. Zunächst soll anhand eines Versuches das Biegen in der Bandbreite mit Hilfe von Walzen und dessen Wirkung untersucht werden. Für den Versuch wird eine schematisch in der Fig. 2 dargestellte Zugspannungsrichtmaschine 1 verwendet. Die Biegung wird unter Anwendung einer auf das Metallband 2 ausgeübten Zugspannung durchgeführt, so

M Λ ft C -J <

daß eine plastische Längung bzw. Reckung von 5 % erzielt wird. Das Walzgut 2, welches beim Versuch verwendet wird, ist ein kaltgewalztes Stahlband mit 1,0 rrm Dicke und 200 mn Breite. Die verwendete Zugspannungsrichtmaschine 1 enthält acht Rollen 11 mit einem Durchmesser von 20 mm.

Die Biegung des Metallbandes 2 unter Anwendung einer darauf wirkenden Zugspannung erzeugt die Querschnittsprofile in der Fig. 11. Die feste Linie m zeigt das Querschnittsprofil des Ausgangsmaterials (mit einer für die gesamte Breite hin gleichen Dicke, da das Walzgut längsgeschnitten ist aus einem breiteren Band). Die durchgezogene Linie j zeigt das Querschnittsprofil des Bandes, das noch nicht durch Walzen gebogen ist. Die strichlierte Linie k zeigt das Querschnittsprofil des Bandes nach dem Biegen mit Walzen.

Die Fig. 11 zeigt, daß dann, wenn eine große plastische Längung bzw. Reckung durch die Zugspannungsrichtmaschine dem Metallband aufgeprägt und die Biegung nicht durchgeführt wird, das Aufkanten, das im vorstehenden schon beschrieben wurde, in Erscheinung tritt. Das Vorhandensein der Aufkantung wird noch untersucht, und derzeit wird vermutet, daß wegen des gleichzeitigen Biegens des Metallbandes in Längs- und Quer-

. ko -

richtung beim Biegen unter Zugspannung die Verformung an den Kanten in der Breite anwächst, und die Verringerung der Dicke an den Kanten schwächer ausgebildet ist.

Mit anderen Worten: Aufgrund des Gesetzes des konstanten Volumens bei der plastischen Verformung des Metalls gelten die folgenden Formeln:

(1) Für den mittleren Teil der Breite des Bandes ergibt sich nur eine Biegung in Längsrichtung ohne Biegung in der Bre i te:

ε ⁺ ε ⁺ ε
e b h

wobei ε : Längsverformung im mittleren Bereich des Mee

tallbandes,

_ε : Verformung in der Breite im mittleren Teil b

des Meta 11 bandes,

ε : Verformung der Dicke im mittleren Teil des h

Meta Ilbandes.

O ~ O £ Ο Ο

ν ,: ο υ ζ Ο

(2) Für die Randbereiche des Meta 11bandes, an denen sowohl eine Biegung in Längsrichtung als auch in der Breite er folgt, gilt:

ε·

wobei ε' '· Verformung in Längsrichtung an den Kanten e

des Metallbandes,

ε* : Verformung in der Breite an den Kanten des b

Metallbandes,

ε' : Verformung der Dicke an den Kanten des Meh

ta 11bandes ist.

Während ε = ε* bei diesem Versuch ist, wird die Ver-

e e
formung in der Breite an den Kanten des Metallbandes erhöht

durch die Biegung in der Breite, und wird zu |ε Κι^εΙ ].

lh«¹ h

Hieraus ergibt sich

ε»

(Aufkanten). Die Biegung

in der Breite an den Kanten ergibt sich, weil das Metallband in Längsrichtung gebogen wird. Demzufolge tritt das Aufkanten nicht nur allein wegen der angewendeten Zugspannung auf.

Bei dem Versuch ergab sich, daß die Kanten sich leicht von der Walze ablösten beim Biegen der Kanten in der Breite.

Die Beseitigung des Randabfalls läßt sich durch die Anwendung des Aufkantens beseitigen, wie im vorstehenden schon beschrieben wurde. Dies beschränkt sich jedoch auf die Ränder des Meta 11bandes. Eine Steuerung der Wölbung des Metallbandes läßt sich durchführen sowohl durch Erzeugung des Aufkantens als auch durch Biegung des mittleren Bandteiles in der Breite. Das heißt, es werden nicht nur die Ränder in der Breite gebogen, sondern auch der mittlere Teil des Metallbandes wird in Richtung der Breite gebogen. Aus der strichlierten Linie k in der Fig. 11 ergibt sich, daß eine Steuerung der Wölbung des Bandes möglich ist durch Biegen mit Walzen und dadurch, daß das Biegen in der Breite bis in den mittleren Teil der Bandbreite vordringt.

Im folgenden wird das Biegen des Metallbandes in der Breite im einzelnen erläutert. Wie aus Fig. 12 zu ersehen ist, ist es von Vorteil, daß der Walzenabstand vor und hinter den Walzen, welche das Biegen in der Breite durchführen, vergrößert wird. Auf diese Weise wird das Biegen des Metallbandes in der Breite erleichtert. Als Mittel zur Durchführung des Biegens in der Bandbreite können die im folgenden beschriebenen Biegewalzen verwendet werden. Di'e Walzenwelle kann ab-

gebogen sein entweder durch einen Hydraulikzylinder wie in einem Walzwerk (Fig. 13) oder durch aufgeteilte Andruckrollen 15 (Fig. 14). Anstelle einer gebogenen Walzenwelle kann eine herkönrml i ehe ballige Walze 11 (Fig. 15) verwendet werden. Gleichzeitig kann eine ballige Walze mit einstellbarer Balligkeit (nicht näher dargestellt) verwendet werden, in welche eine Flüssigkeit in eine Druckkammer zwischen den Achsballen und dem Walzenmantel eingebracht wird, so daß die Balligkeit der Walze geändert werden kann. Ferner kann, wie in Fig. 16 dargestellt ist, wenigstens ein Walzenpaar 11 verwendet werden, bei dem eine Wölbung nur an einer Seite vorhanden ist. Die Wölbungen befinden sich an entgegengesetzten Seiten bezüglich der Längsmittellinie des Bandes. Die beiden Wälzen können axial in entgegengesetzten Richtungen zueinander in Abhängigkeit zu der Bandbreite bewegt werden .

Beim Versuch mit Walzen mit einstellbarer Balligkeit ergaben sich die folgenden Wirkungen. Die Verteilung der Dicke des Metallbandes läßt sich stark verändern durch die Gestalt der Balligkeit bzw. Wölbung der Walze. Wenn die Balligkeit bzw. Wölbung der Walze konvex, konkav oder.eine komplizierte Wellenform ist, erzielt man nicht nur eine konvexe oder konkave Dickenverteilung in der Breite, sondern ebenso komplizierte Di ekenver te i I ungen . Beispiele liier ν on sind in der Fip,. 17

ο ο "> -:? c π

dargestellt. Die Gestaltung der Walzen sind übertrieben gezeichnet. Generell gilt, daß die Dicke des Metallbandes geringer ist als normalerweise in einem Bandteil, in welchem die Walzenwölbung einen konvexen Verlauf hat, während die Banddicke größer als normal ist in einem Teil, in welchem die Walzenwölbung eine konkave Form hat. Bei einer Walze, welche eine Wölbung besitzt, übt der Durchmesser an bestirrmten Stellen einen direkten Einfluß auf die Dickenverteilung an der Austrittsseite aus. Beim Biegen unter Zuspannung gemäß der Erfindung jedoch ergibt sich als charakteristische Eigenschaft, daß die Dickenverteilung an der Ausgangsseite direkt beeinflußt ist nicht durch die Durchmesserabmessung, sondern durch die Richtung der Krümmung, das heißt, ob die Krümmung konvex oder konkav ist und von der Abmessung der Kr ürnrnungskur ve.

Die gewünschte Dickenverteilung wird dadurch erreicht, daß beim Biegen in der Breite eine bestimmte Kurvenform auf die Metallbreite eine biegende Wirkung ausübt.

Ferner hat sich als wesentliches Merkmal herausgestellt, daß die Gestalt des Metallbandes nicht beeinträchtigt wird durch die Biegebchand1ung unter Zugspannung bei Verwendung von balligen Walzen oder gebogenen Walzen. Wenn die Gestalt des

VJ ζ_

As-

Metallbandes an der Eintrittsseite unzureichend ist, wird die Dickenverteilung geändert, und gleichzeitig wird die Gestalt des Meta 1lbandes korrigiert. Wenn ferner in einem bestimmten Umfang ein Formfehler während des Biegens des Metallbandes in der Breite in Erscheinung tritt, weil die Biegung in der Breite zu stark bemessen ist, wird die Form bzw. Gestalt des Bandes korrigiert wie in einer herkönrml ichen Richtmaschine dadurch, daß das Biegen unter Zugspannung durchgeführt wird und in den nachfolgenden Walzen keine Biegung in der Breite erfolgt.

Wie im vorstehenden erläutert, ist es bei der Erfindung möglich, die Dickenverteilung in der Bandbreite zu ändern und dabei Formfehler zu korrigieren. Dies ist gegenüber den herkömmlichen Walzen ein wesentlicher Unterschied.

In dem Fall, in welchem die Balligkeit oder die Krümmung der Walze groß ist,ist die Zugkraft in Längsrichtung gering und wenn die Metallbandbreite groß ist, besteht die Gefahr, daß das Metallband sich manchmal von einigen Teilen der Walze löst und damit nicht in engen Kontakt mit der Walzenoberfläche über die gesamte Bandbreite hin gehalten wird. Auf diese Weise verringert sich die Krümmung der Biegung in diesem Bereich. Um dieser Gefahr abzuhelfen und die Wirkung der Erfin-

dung zu erhöhen, kann der Auflagedruck des Metallbandes erhöht werden beispielsweise durch die in den Figuren 18 bis 21 gezeigten Mittel.

Die Fig. 18 zeigt Mittel zum Andrücken des Metallbandes 2 gegen die Oberfläche der Walze 11, wobei Düsen 16 vorgesehen sind, die ein Druckmedium, wie beispielsweise Öl, Wasser, Luft und dgl-, gegen das Band strahlen.

Fig. 19 zeigt Mittel zum Andrücken des Metallbandes 2 mit Hilfe einer geeigneten Anzahl an Andrückrollen 17 (beim dargestellten AusfiJhrungsbeispiel handelt es sich um zwei Andrückro 11 en ).

In der Fig. 20 sind Haltemittel für das Metallband 2 vorgesehen in Form einer Walze 17b, die gegenüber einer Walze lic mit konvexer Wölbung vorgesehen ist und eine konkave Wölbung aufweist, so daß das Band über seine gesamte Breite hin auf den Walzen aufliegt.

Die Fig. 21 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Metallband mit Hilfe von Andrückrollen 17, die ähnlich denen in der Fig. 19 ausgebildet sind, an der Eintritts- oder Austrittsseite oder an beiden Seiten der gewölbten Richtwalze lic angeordnet sind.

ο ο ο ο ς

. ί.7.

Die vorstehenden Ausführungsformen beziehen sich auf eine Zugspannungsrichtmaschine mit Walzen, jedoch können die gleichen Anordnungen vorgesehen sein bei Zugspannungsrichtmaschinen mit stationären Blöcken anstelle der Walzen.

Im folgenden wird ein Walzen mit geringer Reduzierung beschrieben. Un die Änderung der Breite des Materials aufgrund der Verformung beim Biegen unter Zugspannung . so gering wie möglich zu halten, ist es erwünscht, das Ausmaß der Verformung beim Biegen unter Zugspannung um ein bestimmtes Ausmaß zu verringern. Um außerdem eine große plastische Längung bzw. Reckung beim Biegen unter Zugspannung zu erzielen, muß die angewendete Zugkraft und' die Anzahl der Walzen erhöht werden. Bei der Herstellung von Metal 1 bändern mit rechtwinkligem Querschnitt ist es daher von Vorteil, Mittel vorzusehen, die durch Walzen eine geringe Reduzierung in einem vorhergehenden Schritt durchführen, so daß die Änderung der Di ckenvertei1ung in der Breite minimiert wird.

Die geringe Reduzierung durch Walzen wird erzielt entweder durch eine andere Walzstraße vor dem Einbringen des Bandes in die Bearbeitungsstrecke oder durch ein Walzwerk, das an der Eintrittsseite der Bearbeitungsstrecke für die Biegung unter Zugeinwirkung in der gleichen Walzstraße vorgesehen

• Us-

ist* Beim Walzen zur Erzielung einer geringen Reduzierung ist es von Vorteil, ein Walzenpaar 31 eines Walzwerkes vorzusehen, dessen Walzen bezüglich der Längsmittellinie des Bandes eine Wölbung oder eine Abschrägung jeweils an einer Seite besitzen. Die Wölbungen bzw. Abschrägungen liegen zu beiden Seiten der Längsmittellinie des Bandes, und die Walzen sind axial in entgegengesetzten Richtungen zueinander beweglich in Abhängigkeit von der Meta 11bandbreite. Auf diese Weise läßt sich eine Verringerung des Randabfalles erzielen.

Charakteristische Eigenschaften der geringen Reduzierung durch Walzen werden anhand von Versuchsergebnissen im folgenden er läuter t. .

In Fig. 23 ist eine Kurvendarstellung gezeigt, von denen eine Kurve a ein Querschnittsprofil eines warmgewalzten Walzgutes zeigt mit 1,27 mm Dicke und 150 rmn Breite. Dieses Walzgut wird einer geringen Reduzierung durch Walzen unterworfen, so daß Querschnittsprofile entstehen, die durch Kurven b bis f in der Fig. 23 dargestellt sind. Mit γ ist das Ausmaß der Reduzierung (96) angegeben. Wölbung (CR) und Randabfall

20 (ED) für die Kurven b bis f sind in Fig. 2h darge-

20-2,5
stel 11.

Wie aus der Fig. 2k zu ersehen ist, läßt sich die Wölbung (CR) des Walzgutes und der Randabfall (ED) des Walzgutes beträchtlich verringern durch Wahl eines geeigneten Wertes für das Ausmaß der Reduzierung γ . Dieses Verfahren hat jedoch seine Grenzen, weil die Form des Walzgutes dabei stark beeinträchtigt wird. Die Reduzierung des Randabfalls läßt sich leicht durchführen durch Verwendung des Walzenverschiebungsverfahrens, wie es in Fig. 22 dargestellt ist.

Um den Randabfall und die bei der geringen Reduzierung durch Walzen unkorrigiert verbliebene Wölbung zu korrigieren und um die starken Formfehler, welche bei dem leichten Reduzieren des Walzgutes hervorgerufen wurden, zu korrigieren, wird eine Änderung der Dickenverteilung in der Meta 11bandbreite und eirie Korrektur der Formfehler erzielt durch die Zugspannungsrichtmaschine, wie im folgenden erläutert wird.

Wie aus den vorstehenden Erläuterungen sich ergibt, ist es bei der Erfindung möglich, das Biegen in der Bandbreite zu kombinieren mit der geringen Reduzierung durch Walzen neben dem Biegen unter Spannung.

In dem Fall, in welchem die Verteilung der Dicke über die Bandbreite hin an der Eingriffsseite oder andere Faktoren sich ändern, ist es möglich, die Dickenverteilung in der

• So-

Bandbreite an der Austrittsseite konstant zu halten durch Einstellung eines oder mehrerer der Mittel, welche bei der Erfindung zur Anwendung kommen. Wenn beispielsweise die Blechwölbung an der Eintrittsseite Änderungen aufweist, kann die Blechwölbung an der Austrittsseite konstant gehalten werden durch Einstellung des Wertes der Biegung über die Bandbreite hin. Die Fig. 25A und 25B zeigen hierfür ein Ausführungsbeispiel. Die Fig. 25A zeigt, daß die Blechwölbung an der Ei ntri11sseite groß ist. Das Ausmaß der Biegung der Walze wird erhöht, so daß eine im wesentlichen gleichförmige Dickenverteilung an der Austrittsseite erzielt wird. Wenn jedoch die Blechwölbung an der Ei ntri11sseite sich ändert und sich verringert, wie es in Fig. 25B dargestellt ist, erzeugt der gleiche Biegeumfang wie in Fig. 25A eine Über korrektur, wie es durch die Kurve a in Fig. 25B dargestellt ist. Demzufolge wird das Ausmaß der Biegung verringert, um auch die Biegewirkung über die Bandbreite hin zu verringern. Auf diese Weise erhält man eine im wesentlichen gleichförmige Dickenverteilung, wie es durch die Kurve b in der Fig. 25B dargestellt ist. Hierzu ist es möglich, entweder die Dickenverteilung an der Ausgangsseite durch ein entsprechendes Meßinstrument zu ermitteln und den Meßwert zur Steuerung der Biegung in der Breite zu verwenden oder die Dickenverteilung an der Eintrittsseite zu messen und diesen Meßwert bei der Biegung zu berücksichtigen.

~ η ς

. SA-

Das Metallband 2 läuft durch die Bearbeitungsstrecke 1, wie es in Fig. 26 dargestellt ist. In dieser Bearbeitungsstrecke wird das Metallband 2 unter Anwendung von Zugspannung gebogen. Dabei wird in Längsrichtung dem Metallband 2 eine Längung bzw. Reckung aufgeprägt.

Es ist möglich, beim fortlaufenden Biegevorgang unter Zugspannung das Metallband in der Breite zu biegen.

Ferner ist es möglich, ein Dickenmeßgerät 4 an der Eintrittsoder Austrittsseite oder an beiden Seiten der Bearbeitungsstrecke 1 vorzusehen, wie es in Fig. 27 dargestellt ist. Hierdurch wird in der Breite die Dickenverteilung des Metallbandes 2 gemessen. Der Meßwert wird an eine Steuereinrichtung 5 geliefert und mit einem Vergleichssignal verglichen. In Abhängigkeit von diesem Vergleich wird ein Steuersignal erzeugt, das an die Bearbeitungsstrecke 1 geliefert wird, so daß die plastische Reckung in Längsrichtung oder die Kurve der Biegung des Metallbandes 2 in der Breite oder beide Verfahrensschritte gemeinsam entsprechend eingestellt werden.

Bei einer dritten Ausführungsform wird ein Walzwerk 3 an der Eintrittssei te der Bearbeitungsstrecke 1 vorgesehen, wie das in Fig. 28 dargestellt ist. Durch dieses Walzwerk wird eine

geringe Reduzierung durch Walzen am Metallband vorgenommen. Anschließend wird das Metallband nur unter Zugeinwirkung gebogen und in der Breite gebogen durch die Bearbeitungsstrecke 1.

Bei einer vierten Ausführungsform wird ähnlich der zweiten Ausführungsform ein Dickenmeßgerät 4 an der Eintrittsseite des Walzwerks 3 oder an der Austrittsseite der Bearbeitungsstrecke 1 oder an beiden Seiten vorgesehen. Die Dickenmeßgeräte messen die Dickenverteilung des Metallbandes 2 in seiner Breite. Die Meßwerte werden an die Steuer- inrichtung 5 geliefert und dort^nit einem Referenzsignal \ glichen. In Abhängigkeit vom Vergleich wird ein Steuersignal erzeugt, das an die Bearbeitungsstrecke 1 oder das Walzwerk oder an beide geliefert wird, so daß die Längsreckung des Metallbandes 2, die Krümmung der Biegung in der Breite oder das Ausmaß der Reduzierung bei der geringen Reduzierung durch Walzen oder Kombinationen davon entsprechend gesteuert und eingestellt werden.

Die Ausführungsbeispiele wurden beschrieben für Metallbänder mit normalen Temperaturen. Die Erfindung läßt sich jedoch auch anwenden bei Meta 11 bänder η mit hohen Temperaturen, da, je höher die Temperatur des Walzgutes ist, eine um so größere plastische Längung bzw. Reckung des Walzgutes erzielt wird

durch eine geringe Zugkraft. Z. B. kann die Erfindung wirkungsvoll angewendet werden bei Warmwalzstraßen, fortlaufenden Glühanlagen, Zinkbeschichtungsstraßen und dgl.

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Claims

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TELEFAX: GR.3 89/2716063 · GR.3 + RAPIFAX + RICOH 89/2720480 ■ GR.2 + INFOTEC 6000 89/2720481

10731 - N/Li

SUMITOMO METAL INDUSTRIES, LTO.

Patentansprüche:

Tl.) Verfahren zur Änderung der Dicke eines Metallbandes quer zu seiner Längsrichtung, d ad urch gekennz ei c h η e t , daß das Metallband durch eine Bearbeitungsstrecke in Zickzacklinie hindurchgeführt wird und dabei unter Anwendung einer Zugspannung das Metallband in seiner Längsrichtung gebogen wird, so daß das Metallband in Längs rieh-

- : it:.. ■ ■ · ο -~ -> ■"■> c ο

tung mit einer plastischen Reckung versehen wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß die plastische Reckung in Längsrichtung so eingestellt wird, daß der Unterschied zwischen der maximalen Verringerung der Dicke und der minimalen Verringerung der Dicke des Metallbandes gleich oder größer als 0,5 % der maximalen Dicke des Metallbandes an der Eintrittsseite der Bearbeitungsstrecke ist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß als Bearbeitungsstrecke eine Walze verwende t w i r d .
k. Verfahren nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet , daß als Bearbeitungsstrecke ein stationärer Block verwendet wird.
5. Verfahren nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet , daß als Bearbeitungsstrecke ein stationärer Block verwendet wird, von dessen vorderem Ende ein Druckmedium abgestrahlt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Dickenvertei1ung des Metallbandes wenigstens an der Ei ntri11sseite oder der Austrittsseite oder an beiden Seiten der Bearbeitungsstrecke gemessen wird und die plastische Reckung in Längsrichtung in Abhängigkeit von den Meßwerten eingestellt wird.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß gleichzeitig mit der Biegebehandlung unter Zugspannung in der Bearbeitungsstrecke das Metallband in seiner Breite gebogen wird.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß das Biegen des Metallbandes in seiner Breite durch Formen einer Wölbung an wenigstens einem der Bearbeitungswerkzeuge in der Bearbeitungsstrecke durchgeführt wi rd .
9. Verfahren nach Anspruch 7 oder S, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen in der Breite des Metallbandes durchgeführt wird durch Andruckelemente gegen wenigstens eines der Werkzeuge der Bearbeitungsstrecke, so daß das Werkzeug gebogen wird.
IG. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen in der Breite des Metallbandes durchgeführt wird durch Bildung einer Wölbung an einer Seite jeder Walze wenigstens eines Walzenpaares zwischen denen das Rand hindurchgeführt wird, wobei die Wölbungen bezüglich der Band 1ängsmitte 11inie an beiden Seiten liegen und die Walzen des Walzenpaares in entgegengesetzten Richtungen axial verschiebbar sind.
11. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch g e kennze i chnet , daß Andruckmittel bezüglich des Meta 11bandes an der entgegengesetzten Seite wenigstens eines Werkzeuges in der Bearbeitungsstraße verwendet werden und das Metallband dabei gegen das Werkzeug gedrückt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 11,dadurch gekennzeichnet, daß das Band mit Hilfe einer Walze gegen das Werkzeug gedrückt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 11, d a d u rc h gekennzeichnet, daß das Band mit Hilfe einer Düse, welche ein Druckmedium auf das Band strahlt, gegen das Werkzeug gedrückt wird.
1^. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als AndrückmitteJ ein stationärer Block verwendet wird.
15. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch ge kennzeichnet, daß als Andrückmittel ein stationärer Block verwendet wird, von dessen vorderem Ende ein Druckmedium auf das Band abgestrahlt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverteilung in der Breite des Metallbandes an der Eintritts- und/oder Austrittsseite der Bearbeitungsstrecke gemessen wird und in Abhängigkeit davon die plastische Reckung in Längsrichtung und/oder die Biegung in der Breite des Metallbandes in Abhängigkeit vom Meßwert eingestellt wird.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß beim Biegen in der Breite des Metallbandes eine bestimmte Biegekurve an gewünschten Stellen der Breite des Metallbandes gebildet wird.
IS. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch g e k e η η ζ e i c h η e t , daß die Biegung in der Breite des Metallbandes durchgeführt wird durch Bildung einer bestimmten

. 6.

Wölbung an wenigstens einem der Werkzeuge der Bearbeitungsstrecke.
19. Verfahren nach Anspruch 17 oder 18, dadurch gekennzeichnet , daß die Biegung in der Breite des Meta 11bandes durchgeführt wird durch Andrücken von Andruckelementen gegen wenigstens eines der Werkzeuge der Bearbeitungsstraße, so daß dieses Werkzeug verformt wird.
20. Verfahren nach einem der Ansprüche 17 bis 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Biegen in der Breite des Metallbandes durchgeführt wird durch Bildung einer Wölbung an einer Seite einer jeden Walze wenigstens eines Walzenpaares, zwischen denen das Band hindurchgeführt wird, wobei die Wölbung an entgegengesetzten Seiten bezüglich der Band 1ängsmi tte 11iηie vorhanden sind und die beiden Walzen des Walzenpaares axial in entgegengesetzten Richtungen zueinander bewegt werden.
21. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß ein anderes Andrückmittel an der entgegengesetzten Seite angeordnet wird, durch welches das Band gegen wenigstens ein Werkzeug der Bearbeitungsstrecke gedruckt wird.

• 9
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22. Verfahren nach Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet, daß a'l s Andrückmittel eine Walze verwendet wird.
23. Verfahren nach Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet, daß als Andrückmittel eine Düse zum Aufstrahlen eines Druckmediums auf das Metallband verwendet wird.
24. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet , daß als Andrückmittel ein stationärerBlock verwendet wird.
25. Verfahren nach Anspruch 21,dadurch gekennzeichnet, daß als Andrückmittel ein stationärer Block verwendet wird, von dessen vorderem Ende ein Druckmedium auf das Metallband gestrahlt wird.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, d a du r ch gekennze i chne t , daß das Metallband vor der Bearbeitung in der Bearbeitungsstrecke durch Rollwalzen geringfügig reduziert wird.

Q "■^Λ ^ ς ο

. 2-
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß beim geringfügigen Reduzieren des Metallbandes durch Rollwalzen eine Wölbung gebildet wird an einer Seite einer jeden Walze wenigstens eines Walzenpaares der Rollwalzen, zwischen denen das Metallband hindurchgeführt wird, wobei die Wölbungen an entgegengesetzten Seiten bezüglich der Bandlängsmitte 11inie angeordnet werden und die beiden Rollwalzen des Rollwalzenpaars axial in entgegengesetzten Richtungen zueinander bewegt werden.
28. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß die geringfügige Reduzierung durch Bildung einer Abschrägung an einer Seite einer jeden Walze wenigstens eines Walzenpaares der Rollwalzen durchgeführt wird, wobei die Abschrägungen bezüglich der Bandlängsmittellinie an entgegengesetzten Seiten liegen und die beiden Walzen des Walzenpaares in axialen Richtungen in entgegengesetzter Richtung zueinander bewegt werden.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverteilung des Metallbandes an der Eintrittsseite der Rollwalzen und/oder an der Austrittsseite der Bearbeitungsstrecke gemessen wird, und daß die plastische Reckung des Metallbandes in

3 2Ί3 6 2

Längsrichtung und/oder das Ausmaß der Reduzierung beim geringfügigen Reduzieren in Abhängigkeit vom Meßwert gesteuert wird bzw. werden.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß durch Rollwalzen das Metallband geringfügig reduziert wird, daß nach dem Rollwalzen das Metallband durch die Bearbeitungsstrecke mit den Bearbeitungswerkzeugen in Zickzackanordnung durchgeführt wird, daß unter Anwendung einer Zugspannung auf das Metallband das Metallband in Längsrichtung gebogen wird und dabei das Metallband in Längsrichtung plastisch gereckt wird, und daß in der Breite des Metallbandes das Metallband gebogen wird während der Biegung mit der Zugspannung beim Hindurchführen des Bandes durch die Bearbeitungsstrecke.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet , daß an jeder gewünschten Stelle in der Breitenausdehnung des Metallbandes während des Biegens in der Breite ein gewünschter Kr ürrmungsver 1 au f gebildet wird.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickenverteilung an der Eintrittsseite der Rollwalzen und/oder an der

Austrittsseite der Bearbeitungsstrecke gemessen wird und daß die plastische Reckung des Metallbandes in Längsrichtung
und/oder die Biegung in der Breite des Metallbandes und/oder das Ausmaß der Reduzierung der geringfügigen Reduzierung beim Rollwalzen in Abhängigkeit vom Meßwert eingestellt wird bzw. werden.