DE3401894A1

DE3401894A1 - Verfahren zum herstellen von walzband mit hoher bandprofil- und bandplanheitsguete

Info

Publication number: DE3401894A1
Application number: DE19843401894
Authority: DE
Inventors: Jürgen Dr.-Ing. 5902 Netphen Klöckner; Wolfgang Dr.-Ing. 4047 Dormagen Rohde
Original assignee: SMS Schloemann Siemag AG; Schloemann Siemag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1984-01-20
Filing date: 1984-01-20
Publication date: 1985-07-25

Description

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SMS SCHLOEMANN-SIEMAG AG, 4000 Düsseldorf 1

Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte, bei dem das Walzband durch eine Warmbandtandemstraße und ggfs. durch eine Kaltbandtandemstraße geführt und dabei während des Walzvorganges einer Zustandsregelung unterworfen wird, die wenigstens in einem Walzgerüst eine Bandprofilregelung und in wenigstens einem weiteren Walzgerüst eine Bandplanheitsregelung umfaßt.

Bei der Herstellung von Walzband, das nacheinander einem Warmwalzvorgang und einem Kaltwalzvorgang unterworfen wird, findet sowohl in der den Warmwalzvorgang durchführenden Warmbandtandemstraße als auch in der den Kaltwalzvorgang ausübenden Kaltbandtandemstraße für jeden Walzstich eine Zustandsregelung statt. Eine solche Zustandsregelung umfaßt dabei verschiedene Regelvorgänge wie bspw. die Drehzahlregelung, die Dickenregelung, die Bandzugregelung, die Bandprofilregelung und die Bandplanheitsregelung, die sich mehr oder weniger gegenseitig beeinflussen können und damit auch entsprechende Rückwirkungen auf den Zustand des Walzbandes haben.

Als besonders problematisch für den Zustand des Walzbandes im Verlauf des Walzvorganges in einer Kaltbandtandemstraße haben sich die gegenseitigen Rückwirkungen aus der Bandprofilregelung und der Bandplanheitsregelung h-rausgestellt. Es hat sich erwiesen, daß ein einwandfrei planes Kaltband nur ausgewalzt werden kann, wenn das beim Einlaufen in die KaIt-

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bandtandemstraße vorhandene Bandprofil möglichst unbeeinflußt bleibt. Umgekehrt hat sich gezeigt, daß bei einer Einflußnahme auf ein ungleichmäßiges Bandprofil in der Kaltbandtandemstraße nur ein unplanes Kaltband ausgewalzt werden kann. Schon der Versuch einer Bandprofilkorrektur um nur ein hundertstel der Banddicke kann dazu führen, daß am Walzband Wellen und/oder Beulen auftreten, die bei einem Abstand von etwa einem Meter in Bandlängsrichtung eine Höhe bis zu zweiundzwanzig mm erreichen.

Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn die Kaltbandtandemstraße mit einem Walzband versorgt wird, das neben einem über die gesamte Breite nahezu gleichmäßigen Bandprofil bereits ein Mindestmaß an Bandplanheit aufweist.

Versuche mit Profilkorrekturen in den ersten Walzgerüsten von Warmbandstraßen haben gezeigt, daß die Profiländerung durch die Walzstiche in den nachfolgenden Walzgerüsten wieder zerstört wird. Die Planheit des Fertigbandes aber veränderte sich nicht. Veränderungen der Walzspaltform in den letzten Walzgerüsten führten zu einer gleichzeitigen Profil- und Planheitsänderung. Aus diesen Versuchen ergab sich die Lehre, daß das Profil nur in den letzten Walzgerüsten bleibend veränderbar ist, erfahrungsgemäß jedoch nur in kleinen Stufen von Walzstich zu Walzstich, und weiter daß der letzte Walzstich bevorzugt zur Einstellung der Bandplanheit nutzbar ist.

Profilkorrektur beruht bei Langprodukten, also Bändern und langen Blechen auf einem Materialfluß längs und quer zur Walzrichtung. Das Vermögen des Materials, quer zur Walzrichtung zu fließen, ist dabei von den geometrischen Walzbedingungen, wie Dicke, Abnahme, Breite und Walzendurchmesser sowie anderen Parametern wie Materialfestigkeit, Bandtemperatur, Reibwert zwischen

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Walze und Walzgut und dem Bandzug abhängig. Hohe Reibwerte unterdrücken den Materialfluß quer zur Walzrichtung. Die Profilkorrektur läßt sich deshalb durch Schmierung des Walzspaltes erleichtern·.

Planheitskorrektur beruht dagegen auf unterschiedlicher Längung des Bandes bei geringem, praktisch vernachlässigbarem Materialfluß quer zu Walzrichtung.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Verfahren so zu gestalten, daß der Kaltbandtandemstraße aus der Warmbandtandemstraße bereits e-n Walzband mit großer Bandprofil- und Bandplanheitsgüte zur Weiterverarbeitung angeboten wird.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Zustandsregelung in der Warmbandtandemstraße erfolgt und dabei bis zu einer Dicke des Walzbandes, unterhalb derer mit der Zustandsregelung keine wesentliche Breitung mehr erzielbar ist, eine Bandprofilregelung umfaßt und anschließend auf eine Bandplanheitsregelung eingeschränkt wird. Dabei soll, wie die Erfindung weiter vorsieht, die Bandprofilregelung oberhalb und die Bändplanheitsregelung unterhalb einer kritischen Dicke, die bspw. etwa 12 mm beträgt, erfolgen.

Diese Verfahrensart beruht auf der Erkenntnis, daß eine Profilbeeinflussung des Walzbandes unter, gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern erreicht werden kann, solange der Fließwiderstand des Materials quer zur Walzrichtung noch so gering ist, daß sich im Walzspalt neben der Bandlängung noch ein Mindestmaß an Bandbreitung einstellt. Dabei wurde gefunden, daß bei der heute hinsichtlich des Arbeitswalzendurchmessers üb-

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liehen Auslegung der Warmbandtandemstraßen die Grenze für eine Profilbeeinflussung des Walzbandes unter gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern bei der genannten Walzbanddicke von etwa 12 mm liegt. Dieser Grenzwert der Dicke, also die kritische Dicke, kann für jede Warmbandstraße in Abhängigkeit von Walzmaterial, Temperatur, Walzendurchmesser und Abnahme bzw. Stichverteilung experimentell ermittelt werden.

Nach einem weiteren Verfahrensmerkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die letzte Bandprofilregelung und die erste Bandplanheitsregelung in der Warmbandtandemstraße entsprechend einer bei der Auswalzung unterschiedlich dicker Warmbänder eintretenden Verschiebung der kritischen Dicke zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten verlagert werden.

Eine weitere Verfahrensmaßnahme geht dahin, die kritische Dicke zwischen dem zweiten und dritten Walzgerüst zu verschieben und dabei zugleich die Beeinflussungsgrenze von Bandprofilregelung und Bandplanheitsregelung aus dem Bereich vor dem dritten Walzgerüst in den Bereich hinter dem dritten Gerüst zu verlagern.

Da die Abnahme- bzw. Stichverteilung innerhalb der Warmbandtandemstraße davon abhängig ist, ob dünneres oder dickeres Warmband als Ausgangsmaterial verwandt werden soll, kann die kritische Dicke bspw. bei dünnem Warmband hinter dem zweiten Walzgerüst und bei dickem Warmband hinter dem dritten Walzgerüst liegen. Um unabhängig von dieser unterschiedlichen Abnahme- bzw. Stichverteilung eine einwandfreie Beeinflussung sowohl des Bandprofils als auch der Bandplanheit in der Warmbandtandemstraße zu gewährleisten, sind diese Verfahrensmerk-

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male besonders wichtig.

Eine vorteilhafte Vorrichtung zur Ausübung dieses Verfahrens besteht darin, daß in der Warmbandtandemstraße einer Gruppe von Walzgerüsten mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke Profilmeßgeräte und Profilregler zugeordnet sind, die mit Bandprofil-Stellgliedern an den Walzgerüsten in Verbindung stehen, während das letzte Walzgerüst dieser Gruppe und alle übrigen Walzgerüste der Warmbandtandemstraße Planheitsmeßgeräte und Planheitsregler aufweisen, die mit Bandplanheitsstellgliedern verbunden sind. Dabei ist es wesentlich, daß das letzte Walzgerüst der Gruppe wahlweise entweder durch ein Profilmeßgerät und einen Profilregler oder aber durch ein Planheitsmeßgerät und einen Planheitsregler beeinflußbar ist. Die Profilmeßgeräte bzw. die Planheitsmeßgeräte sind dabei dem zu regelnden Walzspalt nachgeordnet. In besonders gelagerten Fällen kann die Bandplanheitsregelung in der Kaltbandtandemstraße fortgesetzt werden.

Obgleich diese Verfahrensart geeignet ist, das Profil des warmgewalzten Bandes zu regeln und dabei gleichzeitig dessen Planheit zu gewährleisten, erfordert es einen verhältnismäßig großen Aufwand, nämlich einen verhältnismäßig großen Aufwand von Meßgeräten für Bandprofil und Bandplanheit; hinzu kommen die Bedingungen der Umgebung, nämlich aggressives Kühlwasser, Dunst, Erschütterungen und mechanische Beschädigungen im Falle von Bandrissen. Die Erfindung sieht deshalb alternativ vor, die anfangs genannte Aufgabe in einer> abgewandelten zweiten Verfahrensart mit einem erheblich geringeren technischen Aufwand zu lösen, und zwar dadurch, daß ausgehend von einer Profil- bzw. Planheitsmessung des aus dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße austretenden Walzbandes neben einer an sich bekannten Korrektur der Bandplanheitsregelung und der Band-

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profilregelung in diesem Gerüst, nach einem Rechnervergleich der Meßergebnisse mit vorgegebenen Festwerten, entsprechende Korrekturen der Bandprofilregelung nur im letzten ggfs. dem letzten und vorletzten der das Bandprofil oberhalb der kritischen Dicke beeinflussenden Walzgerüste und Korrekturen der Bandplanheitsregelung, jeweils um die Herantransportzeitspanne des profilkorrigierten Bandabschnitts verzögert, in den diesen Walzgerüsten folgenden Walzgerüsten, mit Ausnahme des letzten Walzgerüstes der Warmbandtandemstraße bewirkt werden.

Wie die Erfindung weiter vorsieht, können bei diesem zweiten Verfahren die aus, über die Bandlänge kurzen Änderungen des Walzbandprofils bewirkten Walzdruckerhöhungeri gemessen und nach Vergleich mit vorgegebenen Festwerten in den Rechnervergleich der Meßergebnisse der Profil- und Planheitsmessung eingeführt, ergänzende Korrekturen der Bandprofilregelung bewirken. Dabei können in einer Warmbandtandemstraße mit η Walzgerüsten hinter dem η-ten Walzgerüst eine Planheitsmeßeinrichtung und hinter diese eine Profilmeßeinrichtung angeordnet sein, von denen die Planheitsmeßeinrichtung mit einem Planheitsrechner, dessen Ausgangssignale Vorrichtungen zur Anstellung und Biegung der Walzen des η-ten beeinflussen, die Profilmeßeinrichtungen mit einem Profilrechner, dessen Ausgangssignale Vorrichtungen zur Anstellung und Biegung dieses Walzgerüstes und der vorhergehenden n-1 bis n-3 bzw. n-4-ten Walzgerüste beeinflussen und Planheitsrechner sowie Profilrechner mit einer Recheneinheit mit Vergleichsgeräten und Festwertspeichern verbunden sein.

Bei dieser Verfahrensart wirkt die Planheitsregelung nun in an sich bekannter Form ausschließlich auf das letzte Walzgerüst der Warmbandtandemstraße. Für die Profilregelung wird zunächst durch die Profilmeßeinrichtung am Auslauf der Straße

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die Abweichung des von dieser erzeugten Bandprofils festgestellt. Mit Hilfe von vorausberechneten Kennlinien für das Stellverhalten des Walzensatzes wird die erforderliche Verstellung des Walzspaltes des letzten Gerüstes, also des η-ten Gerüstes automatisch ermittelt. Anschließend wird unter der Voraussetzung einer konstanten Längung des Bandes über die Bandbreite schrittweise die erforderliche Verstellung der Walzspaltform in den vorhergehenden Gerüsten ermittelt. Entsprechend den erforderlichen Walzspalt-Formveränderungen werden nun automatisch die Walzspaltform-Stellglieder des oder der ersten Größe in dem vorausberechneten Maße verstellt. Zeitverzögert um die Herantransportzeitspanne des Materials vom verstellten Gerüst bis zum nächsten, noch nicht verstellten, wird dann auch dieses nächste Gerüst verstellt. Diese Verfahrensweise wird fortgeführt, bis auch der letzte der Walzspalte im vorausberechneten Maß verstellt worden ist.

Wenn der seit Beginn der einzelnen Verstellmaßnahmen verfolgte Materialabschnitt des Walzbandes unter der Profilmeßeinrichtung angekommen und dessen Profil gemssen worden ist, kann, falls erforderlich, ein neuer Korrekturzyklus eingeleitet werden. Die unabhängig hiervon allein auf das letzte Walzgerüst wirkende Planheitsregelung bleibt dabei ständig im Eingriff und hat auch wegen der kürzeren Transportzeiten zwischen dem Ort der Verstellung (Walzgerüst η) und Ort der Messung eine kürzere Zykluszeit und weist damit eine günstigere Regeldynamik auf.

Die Regeldynamik der Profilregelung ist durch die bereits erwähnten Transportzeitspannen des Walzbandes vom Ort der Verstellung (erste Gerüste der Straße) bis zum Ort der Messung (hinter dem letzten Gerüst) begrenzt. Die Regeldynamik wird ausreichend, um langsam auftretende Profiländerungen (Walzen-

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verschleiß, thermische Boinbierung) ausreichend schnell auszugleichen. Relativ schnelle und kurzzeitige Profiländerungen, z.B. infolge kurzfristiger Walzkraftänderungen, können infolge der Transportwege durch eine entsprechende Rückwärtsregelung nicht ausgeregelt werden (bis zu 20 % kurzfristige Walzkrafterhöhung beim Überwalzen von Schienenstellen, Skidmarks, verursachen eine zusätzliche Verbiegung der Walzensätze und verfälschen damit das Profil des Bandes und dessen Planheit.

Wenn die beschriebene taktmäßig erfolgende Profilmessung zufällig an einer Schienenstelle stattfindet, ergeben sich daraus Stellbefehle, die für die Schienenstelle richtig, aber für das zeitverzögert beeinflußte Walzband falsch sind. Der erfolgreiche Einsatz einer Feed-back-Planheitsregelung setzt daher eine Störgrößenaufschaltung voraus (Feed-forward), die den Einfluß von Walzkraftänderungen kompensiert.

Zu diesem Zweck wird verfahrensgemäß für jedes Walzgerüst, abhängig von den Band- und Walzenabmessungen, die Änderung der Walzspaltform infolge einer Walzkraftänderung errechnet. Die zur Kompensation dieser Änderung erforderliche Stellwert-Änderung läßt sich in Gleichungen oder Kurvenscharen darstellen und automatisch berücksichtigen.

Die Walzkraft jedes Walzgerüstes wird also mit den ohnehin vorhandenen Kraftmeßeinrichtungen erfaßt und Änderungen der Kraft werden entsprechend vorermittelter Kurven unmittelbar durch Eingriffe in die Profil-Stellglieder (z.B. Arbeitswalzen-Rückbiegekraft) kompensiert.

Die im Laufe der Walzung durch die Eingriffe der geschlossenen Planheits- und Profilregelkreise verbesserten Walzspaltform-Einstellwerte, werden dazu verwendet, schrittweise die mit den

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Daten des Stichplans und den Materialdaten gespeicherten Vor-Einstellwerte zu verbessern.

Bei STichplananderungen wird auf früher abgespeicherte Einstellwerte zurückgegriffen, die gegebenenfalls entsprechend einer aktuellen Stichplan-Vorausberechnung (basierend auf aktuellen Vorband-Festigkeits-Inforraation von den Vorstraßenstichen (mit Hilfe der bereits erwähnten Kurvenscharen verbessert werden können. Damit liegt schon für den Bandanfang eine bestmögliche Profil- und Planheitseinstellung vor, die nur geringfügiger Korrekturen durch geschlossene Regelkreise bedarf.

Erfahrungsgemäß liegt die Überhöhung des Bandprofils in Bandmitte im Bereich von 0,5 % bis ca. 1,5 % der Enddicke. Je nach Verwendungszweck des Warmbandes sieht das Regelziel vor, die Überhöhung der Bandmitte zu minimieren oder auf einen vorgegebenen Wert von z.B. 1,0 % der Nenndicke reduzierbar einzustellen, Der Stellbereich für die Einstellung der Walzspaltform sollte daher im Idealfall 0,75 % der Nenndicke betragen und müßte dabei noch ausreichende Reserven für die Kompensation von WaIzkraftänderungen und anderen Störgrößen aufweisen.

Bei einer Fertigbanddicke von z.B. 3 mm entspricht dies einem erforderlichen Profil-Einstellbereich von 22,5 m für das letzte Gerüst. Moderne Arbeitswalzen-Rückbiegesysteme weisen bei mittlerer bis voller Bandbreite einen Stellbereich von mehr als 100 nm = ^± 50 pm auf, so daß noch relativ große Reserven zur Kompensation von Störgrößen gegeben sind.

Für die davorliegenden Gerüste ist ein Verhältnis der Dicken des auslaufenden Walzbandes

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vergrößerter Stellbereich erforderlich. Hierbei empfiehlt es sich, zusätzlich andere Walzspalt-Einstellmechanismen zu verwenden, um das Biegesystem stets innerhalb seiner Stellgrenzen zu halten. Als zusätzliches Stellglied kommt z.B. eine gezielte Änderung der thermischen Walzenbombierung oder die axiale Verschiebung von speziell geschliffenen Arbeitswalzen in Frage. Diese relativ träge wirkenden Stellmechanismen werden so angesteuert, daß das sehr schnell wirkende Arbeitswalzen-Rückbiege sy st em möglichst in der Mitte seines Stellbereiches arbeitet.

In zahlreichen Fällen, z.B. bei Aluminium-Warmbandstraßen kann es jedoch ausreichend sein, allein mit dem Stellbereich des Arbeitswalzen-Rückbiegesystems zu arbeiten. Wegen der relativ guten Walζspaltschmierung und der großen Verformung auch in den letzten Walzstichen kann dort die Profil- und Planheitsregelung auf die letzten zwei bis drei Stiche begrenzt werden. Bei der Walzung von Stahl ohne Walzbandschmierung sind mindestens die zwei bis fünf letzten Stiche zur Profil- und Planheitsregelung erforderlich (die niedrige Zahl gilt für große Enddicken h > 5 mm und die höhere gilt für kleine Enddicken .

Wie bereits bei Erläuterung der an erster Stelle genannten Verfahrensart gesagt, ist für das Warmwalzen von Walzband aus Stahl bei einer kritischen Dicke von ca. 12 mm noch ein so großer Materialfluß quer zur Walzrichtung möglich, daß eine wirksame Profilkorrektur durchgeführt werden kann. Stellglieder zur Profil- und Planheitseinstellung sind daher nur ab dem Walzgerüst erforderlich, dessen Auslaufdicke unterhalb

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der kritischen Dicke liegt. Der erforderliche Stellbereich für dieses erste Regelgerüst beträgt ca.

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unter Berücksichtigung der erforderlichen Reserven für das Ausregeln von Störgrößen, wird auch ein modernes stark ausgelegtes Arbeitswalzen-Rückbiegesystem diesen Anforderungen nicht allein genügen. Die Unterstützung durch eine gezielte thermische Bombierung (Stellbereich ca. 40 nm) kann jedoch in vielen Fällen schon ausreichend sein, um aufwendigere Stellmittel einzusparen.

In beiden Verfahrensarten können aber durch die Bandprofil-Stellglieder die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die WaI-zenschränkung, die WalζenSchwenkung, die Zonenkühlung der Walzballen sowie die axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen-(bspw. bei Sexto-Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung in den entsprechenden Walzgerüsten der Warmbandtandemstraße einzeln und/oder gleichzeitig beeinflußbar sein.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert und es zeigen

Fig. 1 in schematisch vereinfachter Darstellung eine fünfgerüstige Warmbandtandemstraße, die wahlweise für die Auswalzung von Warmband eingesetzt werden kann, das entweder eine Enddicke von mehr als 3 mm oder aber eine Enddicke von weniger als 3 mm aufweist für die Durchführung der ersten Verfahrensart,

Fig. 2 die Warmbandtandemstraße nach Fig. 1 im Betriebszustand für die Auswalzung dünner Warmbänder,

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Fig. 3 die Warmbandtandemstraße nach Fig. 1 in ihrer Betriebsstellung für die Auswalzung dicker Warmbänder,

Fig. 4 ebenfalls in schematisch vereinfachter Darstellung eine n-gerüstige Warmbandtandemstraße für die Durchführung der zweiten Verfahrensart und

Fig. 5 bis 8 Diagrammdarstellungen zur Darstellung der Zustandsregelungen bei der Durchführung der zweiten Verfahrensart.

Die Warmbandtandemstraße nach den Figuren 1 bis 3 umfaßt neben den fünf Walzgerüsten 1 bis 5 noch einen an der Auslaufseite vorgesehenen Aufwickelhaspel 6 für das Warmband 7. Hinter jedem der Walzgerüste 1, 2 und 3 ist ein Profilmeßgerät 8, 9 und vorgesehen, und das Walzgerüst 3 ist so ausgelegt, daß das aus seinem Walzspalt auslaufende Walzband eine größte Dicke von etwa 12 mm haben kann.

Hinter dem Walzgerüst 3 der aus den Walzgerüsten 1, 2 und 3 gebildeten Walzgerüst-Gruppe 1 bis 3 der Warmbandtandemstraße befindet sich auch noch ein Planheitsmeßgerät 10". Hinter jedem weiteren Walzgerüst 4 und 5 der Warmbandtandemstraße ist nur ein Planheitsmeßgerät 11 und 12 vorgesehen.

Jedes der Profilmeßgeräte 8, 9 und 10 arbeitet mit einem Profilregler 13, 14 und 15 zusammen, während den Planheitsmeßgeräten

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10', 11 und 12 je ein Planheitsregler 15', 16 und 17 zugeordnet ■ι-*. o4Ulöv34

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An dem jeweils aus den Walzgerüsten 1, 2 und 3 austretenden Walzband 7 kann über die Profilmeßgeräte 8, 9 und, 10 jeweils „ das Bandprofil abgetastet werden, wobei die sich hierbei ergebenden Meßwerte als Ist-Werte den Profilreglern 13, 14 und zugeführt umd mit den darin gespeicherten Soll-Werten verglichen werden können, die dem optimalen Bandprofil im Bereich des jeweiligen Walzgerüstes 1, 2 und 3 entsprechen. Die sich bei dem jeweiligen Vergleich ergebenden Differenzwerte werden als Stellwerte auf Bandprofil-Stellglieder der Gerüste 1, 2 und 3 gegeben. Durch die Bandprofil-Stellglieder kann dabei auf die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung, die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie die axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen- (bspw. bei Sexto- -Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung eingewirkt werden, und zwar vorteilhaft so, daß die zur Verfügung stehenden Regelmöglichkeiten für das Bandprofil wahlweise einzeln oder auch zu mehreren bzw. alle gleichzeitig benutzt werden können. Als Mittel zur Beeinflussung des Bandprofils kommt auch ein sogenanntes Flaschenwalzgerüst (DE-PS 30 38 865 ) in Betracht. Die Band profil-Stellglieder können auch die axiale Verschiebung der Flaschenwalzen bewirken. Wichtig ist es, daß das aus dem Walzgerüst 3 auslaufende Walzband 7 ein optimales Bandprofil aufweist, und zwar auch dann, wenn es die "kritische Dicke" von etwa 12 mm noch geringfügig überschreitet. Außerdem muß das aus dem Walzgerüst 3 auslaufende Walzband 7, zumindest dann, · wenn es bei seinem Austritt aus dem Walzspalt die "kritische Dicke" von 12 mm noch geringfügig überschreitet, schon ein Mindestmaß an Bandplanheit haben. Um das zu erreichen, ist die - bereits angedeutete - Möglichkeit vorgesehen, dem letzten noch mit Bandprofil 10, 15 betreibbaren Walzgerüst 3 auch eine Bandplanheitsregelung 10', 15' zuzuordnen, die den Bandplanheitsregelungen 11, 16, 12, 17 der Walzgerüste 4 und 5 entspricht. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Walzgerüst 3 in Abhängigkeit von der in der Warmbandtandemstraße nach dem jeweiligen Stichplan vorgesehenen Abnahme- bzw. Stich- ··

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vertexlung wahlweise entweder mit Bandprofilregelung 10, 15 gemäß Fig. 2 oder aber mit Bandplanheitsregelung 10', 15' nach Fig. 3 betrieben werden kann.

Die Walzgerüste 4 und 5 der Warmbandtandemstraße werden ausschließlich mit Planheitsregelung 11, 16 bzw. 12, 17 gefahren, so daß das aus der Warmbandtandemstraße auslaufende und vom Aufwickelhaspel 6 aufgenommene Warmband 7 bei einer Fertigdicke, die sowohl über 3 mm (Fig.2) als auch unter 3 mm (Fig.3) liegen kann, neben einem optimalen Bandprofil auch schon eine beträchtliche Planheitsgüte hat.

In Figur 1 der Zeichnung ist der Gesamtaufbau der fünfgerü- · stigen Warmbandtandemstraße gezeigt, wobei erkennbar ist, daß das dritte Walzgerüst 3 sowohl eine Profilregelung 10, 15 aufweist, als auch mit einer Planheitsregelung 10', 15" ausgestattet ist.

Das Walzgerüst 3 kann somit also wahlweise mit Profilregelung 10, 15 oder mit Planheitsregelung 10', 15' gefahren werden.

Ein Vergleich der Figuren 2 und 3 macht deutlich, daß die Grenze von der Profilbeeinflussung zur Planheitsbeeinflussung des Warmbandes entweder zwischen dem dritten Walzgerüst 3 und dem vierten Walzgerüst 4 (Fig.2) oder zwischen dem zweiten Walzgerüst 2 und dem dritten Walzgerüst Fig.3) liegen kann, deshalb ist gemäß Fig. 1 dem dritten Walzgerüst 3 einerseits der Profilregler 15 und andererseits der Planheitsregler 15' zugeordnet, wobei der Profilregler 15 auf das ProfilmeßgerätiO und der Planheitsregler 15' auf das Planheitsmeßgerät 10' zwischen dem dritten Walzgerüst 3 und dem vierten Walzgerüst ansprechen kann.

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Aus Figur 2 geht hervor, daß in der Warmbandtandemstraße ein Warmband mit der Ausgangsdicke von 38 mm auf eine Enddicke von mehr als 8 mm heruntergewalzt werden soll. Dabei hat das Warmband 7 hinter dem ersten Walzgerüst 1 noch eine Dicke von 24,7 mm und hinter dem Walzgerüst 2 beträgt seine Dicke noch 16,5 mm. Hinter dem Walzgerüst 3 hat das Warmband 7 mit 12,3 mm bereits die "kritische Dicke" von etwa 12 mm erreicht, während hinter dem vierten Walzgerüst 4 eine Dicke von 9,8mm und hin- ' ter dem fünften Walzgerüst 5 eine Dicke von 8,14 mm vorhanden ist.

Beim Walzvorgang nach Figur 2 arbeiten nicht nur die beiden Walzgerüste 1 und 2 mit Profilregelung 8, 13 und 9, 14, sondern auch das Walzgerüst 3 wird dort mit Profilregelung 10, 15 betrieben, so daß nur die Walzgerüste 4 und 5 mit Planheitsregelung arbeiten.

Selbstverständlich kann die Profilregelung 10, 15 für das Walzgerüst 3 gegebenenfalls im Durchgriff auf die Walzgerüste 1 und 2 arbeiten, wobei bei einer solchen Durchgriffs-Regelung die eigene Profilregelung 8, 13 bzw. 9, 14 der Walzgerüste 1 und 2 entfallen könnte. Auch kann bspw. das Profilmeßgerät 10 für das Walzgerüst 3 hinter Gerüst 4 oder 5 angeordnet sein. Das gilt auch, wenn in den Gerüsten 4 und 5 eine Planheitskorrektur vorgenommen wird.

Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß ein -dünneres- Warmband 7 mit einer Ausgangsdicke von 30 mm auf eine -ebenfalls dünnere-Enddicke von 2,5 mm heruntergewalzt werden soll. In diesem Fall hat das Warmband hinter dem ersten Walzgerüst 1 eine Dicke von 15,3 mm,während es hinter dem zweiten Walzgerüst 2 die -"kritische Dicke"- von etwa 12 mm bereits unterschreitet, nämlich eine Dicke von 8,3 mm hat. Aus dem dritten Walzgerüst 3 läuft das Warmband 7 mit einer Dicke von 5,0 mm heraus, während es hinter dem vierten Walzgerüst 4 die Dicke von 3,4 mm und hinter dem fünften Walzgerüst 5 die Enddicke von 2,5 mm hat.

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Bei der Walzung gemäß Figur 3 arbeiten nur die beiden Walzgerüste 1 und 2 mit Profilregelung 8, 13 und 9, 14, während das Walzgerüst 3 schon für den Betrieb mit Planheitsregelung 10', 15' eingerichtet ist und auch die Walzgerüste 4 und 5 mit Planheitsregelung 11, 16 und 17 arbeiten.

Bei der anschließenden Auswalzung des Warmbandes 7 in einer Kaltbandtandemstraße kann diese im wesentlichen ohne Bandprofilregelung, jedoch mit Bandplanheitsregelung gefahren werden, um ein fertiges Walzband 7 mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte bei einer Dicke von bspw. 0,3 mm zu erhalten.

Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Bandprofilregelung in allen im Bereich oberhalb der "kritischen Dicke" walzenden Gerüste der Warmbandtandemstraße vorzunehmen. Es genügt v.V._f nur ein Gerüst mit der Profilregelung auszurüsten oder die Profilregelung nur in einem Gerüst wirksam werden zu lassen. Wesentlich ist dabei nur, daß die Profilregelung oberhalb der "kritischen Dicke" erfolgt.

Abschließend sei noch erwähnt, daß es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte möglich ist, Arbeitswalzen mit Ballendurchmesser zu benutzen, wie sie heute für die Auslegung von Warmbandtandemstraßen und auch Kaltbandtandemstraßen allgemein üblich sind.

Der in Fig. 4 wiedergegebene Endabschnitt einer Warmbandtandemstraße, die hier bspw. 7 Gerüste umfaßt, besteht aus den Gerüsten η = 7 als letztes Walzgerüst der Straße und den vor diesem angeordneten Gerüsten n- 1 =6,n-2=5,n-3=4 und η - 4 = 3. Die hinter dem Walzgerüst 7 angeordnete Planheitsmeßeinrichtung 30 und die hinter dieser angeordnete

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Profilmeßeinrichtung 31 sind über Leitungen 32 bzw. 33 mit dem Planheitsrechner 34 bzw. dem Profilrechner 35 verbunden. Die Rechenergebnisse des Planheitsrechners 34 und des Profilrechners 35 werden in Form von entsprechenden Ausgangssignalen über Leitungen 36 und 37 bzw. 38, 39 unmittelbar in entsprechende Stellbewegungen der Stellelemente 40 für die Biegung bzw. 41 für die Anstellung in diesem Gerüst 7 umgesetzt. Der Profilrechner 35 ist mit einer Recheneinheit mit Vergleichsgeräten und Festwertspeichern 4 2 verbunden und errechnet aufgrund dieser Verbindung Werte, die in Form von Ausgangssignalen über Leitungen 43, 44 und 45 sowie 46 Stellbefehle an (nicht dargestellte) Vorrichtungen zur Anstellung, Biegung und ggfs. Kühlung und Walzenverschiebung für das Gerüst 4 weitergeben, d.h. das Gerüst in dem die Profilregelung stattfindet, über die Leitungen 47, 48 bzw. 49, 50 werden Signale für die Betätigung der (ebenfalls nicht dargestellten) Vorrichtungen für Anstellung und Biegung an die Gerüste 6 und 5 weitergegeben. Die Diagrammdarstellung nach den Fig. 5, 6, 7 und 8 geben die erforderlichen Stellbereiche bei der Profil- und Planheitsregelung, die erforderlichen Stellbeträge zur Profilkorrektur wieder. Aus dem Beispiel gemäß Fig. 6 ergibt sich, daß beim Durchlauf des Warmbandes bis hinter Gerüst 3 ein beliebiger Querfluß des Materials erreichbar ist, in den Gerüsten 4 und 5 ein noch ausreichender Querfluß und in den Gerüsten 6 und 7 nur noch ein sehr geringer Querfluß. Die zur Profilkorrektur erforderlichen Stellbeträge ergeben sich aus Fig. 7 und das Walzspaltverhältnis aus Fig. 8.

Im ganzen gesehen zeigt sich, daß die kritische Dicke bei Gerüst η - 3 (ungünstigster Fall) unterschritten wird, der Stellbereich der Biegung bei den Gerüsten n-2,n-1,n ausreichend ist und der Stellbereich des Arbeitswalzenrück-

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biegesystems in ungünstigen Fällen bei Gerüst η - 3 nicht ausreicht. Hier wird das Biegesystem durch ein anderes Stellglied unterstützt.

Zur Unterstützung des Biegesystems (Rückführung der Biegekraft möglichst in die Mitte des Stellbereiches) ist unter Berücksichtigung des jeweils erforderlichen Stellbereiches das günstigste (oder die günstigste Kombination)unter den bekannten Stellmitteln auszuwählen.

Die Verstellung des WalzSpaltes im Gerüst kann in der Praxis geringfügig korrigiert werden, um den auch bei geringen Banddicken noch vorhandenen Materialfluß quer zur Walzrichtung auszunutzen.

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Claims

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SMS SCHLOEMANN-SIEMAG AG, 4000 Düsseldorf 1

Patentansprüche

. !'Verfahren zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte, bei dem das Walzband durch eine Walzbandtandemstraße und ggfs. durch eine Kaltbandtandemstraße führt und dabei während des Walzvorganges einer Zustandsregelung unterworfen wird, die wenigstens in einem Walzgerüst eine Bandprofilregelung und in wenigstens einem weiteren Walzgerüst eine Bandplanheitsregelung umfaßt,

dadur ch gekennzeichnet, daß die Zustandsregelung in der Warmbandtandemstraße erfolgt und dabei bis zu einer Dicke des Walzbandes, unterhalb derer mit der Zustandsregelung keine wesentliche Breitung mehr erzielbar ist, eine Bandprofilregelung umfaß und anschließend auf eine Bandplanheitsregelung eingeschränkt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Bandprofilregelung oberhalb und die Bandplanheitsregelung unterhalb einer kritischen Dicke (KD), die bspw. etwa 12 mm beträgt, erfolgen.
3. Verfahren nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß ausgehend von einer Profil- bzw. Planheitsmessung des aus dem letzten Gerüst der Warmbandtandemstraße austretenden Walzbandes neben einer an sich bekannten Korrektur der Bandplanheitsregelung und der Bandprofilregelung in diesem Gerüsi

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nach einem Rechnervergleich der Meßergebnisse mit vorgegebenen Festwerten, entsprechende Korrekturen der Bandprofilregelung nur im letzten ggfs. dem letzten und vorletzten der das Bandprofil oberhalb der kritischen Dicke beeinflussenden Walzgerüste und Korrekturen der Bandplanheitsregelung, jeweils um die Herantransportzeitspanne des profilkorrigierten Bandabschnitts verzögert, in den diesen Walzgerüsten folgenden Walzgerüsten mit Ausnahme des letzten Walzgerüstes der Warmbandtandemstraße bewirkt werden.
4. Verfahren nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichne, t, daß die aus, über die Bandlänge, kurzen Änderungen des Walzbandprofils bewirkten Walzdruckerhöhungen gemessen und nach Vergleich mit vorgegebenen Festwerten in den Rechnervergleich der Meßergebnisse der Profil- und Planheitsmessung eingeführt, ergänzende Korrekturen der Bandprofilregelung bewirken.
5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet, daß die ergänzenden Korrekturen mit Hilfe zusätzlicher Stellmittel bewirkt werden.
6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandplanheitsregelung in der Kaltbandtandemstraße fortgesetzt wird.
7. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1, 2 und 6,

dadurch gekennze ichnet,

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daß die letzte Bandprofilregelung (2, 9, 14 bzw. 3/10/ 15) und die erste Bandplanheitsregelung (3, 10' 15'bzw. 4, 11, 16) in der Warmbandtandemstraße (1 bis 5) entsprechend einer bei der Auswalzung unterschiedlich dicker Warmbänder (7) eintretenden Verschiebung der kritischen Dicke (KD) zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten (2 und 3) verlagert werden (2, 9, 14; 3, 10', 15¹; Fig. 2 bzw. 3, 10, 15; 4, 11, 16; Fig. 3).
8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,2,6 und 7,

dadurch gekennzeichnet, daß die kritische Dicke (KD) zwischen dem zweiten und dem dritten Walzgerüst (2 und 3) verschoben und dabei zugleich die Beeinflussungsgrenze von Bandprofilregelung und Bandplanheitsregelung aus dem Bereich vor dem dritten Walzgerüst (3) in den Bereich hinter dem dritten Walzgerüst (3) verlagert wird (Fig. 2 und 3).
9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1,2 und 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß in der Warmbandtandemstraße (1 bis 5) einer Gruppe (1 bis 3) von Walzgerüsten (1, 2 und 3) mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke (KD) Profilmeßgeräte (8, 9, 10) und Profilregler (13, 14, 15) zugeordnet sind, die mit Bandprofilsteilgliedern an den Walzgerüsten (1, 2 und 3) in Verbindung stehen, während das letzte Walzgerüst (3) dieser Gruppe (1, 2, 3) und alle übrigen Walzgerüste (4 und 5) der Warmbandtandemstraße (1 bis 5) Planheitsmeßgeräte (10·, 11 und 12) und Planheit sregler (15', 16 und 17) aufweisen, die mit Bandplanheits-Stellgliedern verbunden sind, .und daß dabei das letzte

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Walzgerüst (3) der Gruppe (1 bis 3) wahlweise entweder durch Profilraeßgeräte (10) und Profilregler (15) oder durch Planheitsmeßgeräte (10¹) und Planheitsregler (15¹) beeinflußbar ist.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, daß die Profilmeßgeräte (8, 9 und 10) bzw. die Planheitsmeßgeräte (10¹, 11, 12) dem zu regelnden Walzspalt der Walzgerüste (1, 2 und 3 bzw. 3, 4 und 5) nachgeordnet sind.
11. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4-, dadurch gekennzeichnet, daß in einer Warmbandstraße mit η Walzgerüsten hinter dem η-ten Walzgerüst eine Planheitsmeßvorrichtung und hinter diese eine Profilmeßeinrichtung angeordnet sind, von denen die Planheitsmeßeinrichtung mit einem Planheitsrechner, dessen Ausgangssignale Vorrichtungen zur Anstellung und Biegung der Walzen des η-ten Walzgerüstes beeinflussen, die Profilmeßeinrichtungen mit einem Profilrechner, dessen Ausgangssignale Vorrichtungen zur Anstellung und Biegung dieses Walzgerüstes und der vorhergehenden η - 1 bis η - 3 bzw. η - 4-ten Walzgerüste beeinflussen und Planheitsrechner sowie Profilrechner mit einer Recheneinheit mit Vergleichsgeräten und Festwertspeichern verbunden sind.
12. Vorrichtung zur Durchführung der Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8 und 9 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Bandprofil-Stellglieder die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung, die WalζenSchwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie die axiale Arbeits-

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walzen-, Zwischenwalzen- (bspw. bei Sexto-Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung in den ersten Walzgerüsten der Warmbandtandemstraße einzeln und/oder gleichzeitig beeinflußbar sind.