DE3600143A1 - Walzgeruest zur mechanischen vorentzunderung von stahlband - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Walzgerüst zur mechanischen Vor­ entzunderung von warm gewalztem Stahlband durch Reduzierwal­ zen nach dem Schubwalzverfahren.

Beim Warmwalzen von Bandstahl bildet sich oberflächlich eine harte Oxyd- bzw. Zunderschicht, die fest an der Me­ talloberfläche des Bandes haftet. Vor der weicheren Verar­ beitung solcher Stahlbänder, insbesondere in einem Kalt­ walzwerk, muß die Zunderschicht entfernt werden, um ein Ein­ walzen des Zunders in das Stahlband und damit Oberflächen­ mängel desselben zu vermeiden. Gebräuchlich ist es, den Zun­ der chemisch in einem Beizbad zu entfernen. Übliche Schicht­ dicken jedoch bedingen lange Reaktions- und damit Durch­ laufzeiten, so daß sich unerwünscht große Abmessungen der Bäder ergeben und sowohl die Aufrechterhaltung der gewünschten Badkonzentration als auch die spätere Entsorgung Schwierig­ keiten bereiten. Eine mechanische Vorentzunderung durch Schlei­ fen oder Fräsen nach der DE-PS 8 86 585 erlaubt keine Berück­ sichtigung des Profiles des Stahlbandes, so daß bereits mittig Metall abgetragen wird, wenn in den Randbereichen der Zunder noch nicht entfernt ist. Das Bestrahlen der Oberfläche des Stahlbandes mit abrasiven Partikeln sowie einem Schlamm- Wasser-Gemisch hat sich nicht wirksam erwiesen, so daß auch hier unerwünscht große Längen für eine Entzunderungsstraße vorzusehen wären, und zusätzlich besteht die Gefahr der Beschädigung der Bandoberfläche (DE-PS 29 31 229). Auf der Suche nach Wegen zu einer problemlosen Entzunderung wurde durch die DE-AS 12 48 600 ein Verfahren vorgeschlagen, nach dem das aus der Walzstraße kommende Band unter Einwirkung starker Zugspannungen ein Reduzierwalzgerüst durchlaufen sollte. Um die gewünschten starken Züge aufbringen zu kön­ nen, sind jedoch dem Reduzierwalzgerüst entsprechende Zug­ kräfte bewirkende Rollenanordungen vor- und nachzuordnen, so daß auch hier eine unerwünscht große Länge für die Ent­ zunderung beansprucht wird, und die erzielte Wirkung wurde als unzureichend betrachtet.

Nach der SU-PS 5 60 657 soll eine erhöhte Wirksamkeit der Entzunderung erreicht werden, indem die Reduktion unter gleichzeitiger Biegung und Schiebung nach dem Schubwalzver­ fahren durchgeführt wird. Als nachteilig erweist sich hier­ bei, daß die jeweiligen Arbeitswalzen etwa hälftig vom ein­ laufenden bzw. auslaufenden Stahlband umschlungen sind, und eine Berücksichtigung des Bandprofiles praktisch nicht möglich ist, so daß bei üblichen Profilen der Stahlbänder mit geringfügig verstärkter Mitte der Walzspalt durch Wahl der Bombierung nur einem Belastungsfall des Walzspaltes an­ paßbar ist.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, ein Walzgerüst zu schaffen, mit dessen Hilfe eines mechanisches Lockern, Brechen bzw. Entfernen des Zunders ermöglicht wird, ohne daß das Einlaufen des Stahlbandes in dieses Gerüst kompli­ ziert wird oder es längere Strecken innerhalb der Walzlinie in Anspruch nimmt, und das eine Reduktion bewirkt, die sich gleichförmig auch unterschiedlichen bzw. wechselnden Profilen von Stahlbändern anpassen läßt.

Erreicht wird dieses mit den Merkmalen des Patentanspruches 1. Durch die Anwendung unterschiedlicher Umfangsgeschwindigkeiten entsprechend dem Schubwalzverfahren lassen sich im Umformungs­ bereich höhere Scherkräfte und Dehnungen erreichen, die eine Aufteilung und Lockerung der Zunderschicht bewirken; die hierbei auftretenden Walzkräfte sind verhältnismäßig gering, so daß einerseits das Gerüst entsprechend der verringerten Belastung sich relativ leicht und kompakt ausführen läßt und andererseits die Tendenz zum Einwalzen von Zunderstücken be­ hoben wird. Durch gegensinnige axiale Verschiebung der Walzen läßt sich das Profil des Walzspaltes dem des Stahlbandes an­ passen, so daß das Stahlband über seine gesamte Breite hin gleichmäßig ausgewalzt wird, so daß einerseits eine gleich­ mäßige Tendenz zum Ablösen des Zunders erzielt wird, während gleichzeitig ein spannungsfreies Stahlband erreicht wird. An­ dererseits ist es aber auch möglich, durch eine willkürliche weitere axiale Verstellung vorgegebene weitere Walzspaltpro­ file einzustellen und damit diesen entsprechende Profile des gewalzten Stahlbandes zu erreichen. Durch entsprechende Ein­ stellung der mittleren Umfangsgeschwindigkeiten der Arbeits­ walzen lassen sich auch die vor und hinter dem Gerüst im Stahl­ band auftretenden Zugspannungen so bemessen, daß zu ihrer Auf­ rechterhaltung keine besonderen Treibapparate oder zumindest keine vom Band umschlungenen Rollen erforderlich werden, die beim Einlaufen des Bandes besondere Probleme bewirken könnten. In solchen Fällen wird man mittlere Umfangsgeschwindigkeiten der Arbeitswalzen bevorzugen, die zwischen dem reinen Schub­ walzgetrieb, bei dem eine der Arbeitswalzen mit der Bandein­ laufgeschwindigkeit und die andere mit der Bandauslaufgeschwin­ digkeit umlaufen, und den üblichen Umfangsgeschwindigkeiten des normalen Walzbetriebes liegen, so daß ein Mischbetrieb zwischen normalem und Schubwalzen vorliegt. Unter mittlerer Umfangsge­ schwindigkeit wird hier die bei einem mittleren Radius auf­ tretende Umfangsgeschwindigkeit bezeichnet, um zu berücksich­ tigen, daß ein spezieller - S-förmiger Ballenschliff vorliegt, auch wenn die Amplitude dieser S-Kurve gering ist.

Zweckmäßige und vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet. Insbesondere wird zweck­ mäßig die Einstellung des Profiles durch Axialverschiebung von Walzen mit Spezialschliff durch Biegevorrichtungen er­ gänzt, und zweckmäßig erfolgt die Einstellung mittels einer Steuervorrichtung, welche auch aufgrund der Meßergebnisse von das Bandprofil erfassenden Detektoren tätig wird. Des weiteren lassen sich zwei oder drei derartiger, nach dem Schubwalz­ oder dem Misch-Schubwalz-Verfahren arbeitender Gerüste hinter­ einander vorsehen und vom Stahlband nacheinander durchlaufen. Bewährt hat es sich, zur weiteren Verbesserung der Einstellung eines vorgegebenen bzw. gewünschten Bandprofiles Walzenbiege­ vorrichtungen zuzuordnen. Das bzw. die Walzgerüste können als Zweiwalzengerüste oder Mehrwalzengerüste wie insbesondere Vier­ oder Sechswalzengerüste ausgebildet sein. Zwar können die Ar­ beitswalzen mit dem S-förmige Konturen zeigenden Spezialschliff versehen und axial verschiebbar ausgebildet sein. Bei Mehrwalzen­ gerüsten ist es aber auch möglich, andere Walzen, beispielsweise die Zwischenwalzen, mit solchem Schliff auszustatten, und es ist auch möglich, benachbarte Walzen, wie beispielsweise eine Arbeits- und eine diese abstützende Zwischenwalze, mit sich ergänzendem Schliff auszustatten. Desweiteren ist es möglich, bei Mehrwalzengerüsten zwei unterschiedliche geformte Spezial­ schliffe vorzusehen und die diese Walzen aufweisenden Schliffe axial zu verschieben.

Im einzelnen sind die Merkmale der Erfindung anhand der fol­ genden Beschreibung eines Walzgerüstes in Verbindung mit dieses darstellenden Zeichnungen erläutert. Es zeigen hierbei:

Fig. 1 schematisch einen Schnitt durch ein Stahlband, und

Fig. 2 schematisch Arbeitswalzen eines Gerüstes mit ihnen zuge­ ordneten Stell- und Steuervorrichtungen.

In der Fig. 1 ist schematisch ein Querschnitt durch ein Stahlband 1 gezeigt, wobei zur besseren Erkennbarkeit sowohl Stärken als auch Stärkenunterschiede vergrößert aufgezeigt sind. Das Stahlband 1 weist ein symmetrisches Profil mit verstärkter Mitte auf, wie es üblicherweise ge­ walzt wird, und das sich mit einer leichten Mittenbetonung insbesondere beim Einführen in Walzgerüste bewährt hat. Das warm gewalzte Stahlband 1 ist von einer Schicht 2 von Zunder überzogen, die vor dem folgenden Kaltwalzen zu entfernen ist.

In Fig. 2 wird dieses Stahlband, mit 3 bezeichnet, zwischen Arbeitswalzen 4 und 5 eines nicht dargestellten Walzgerüstes hindurchgeführt. Die Ballen dieser Arbeitswalzen sind mit einem Spezialschliff versehen, der eine im wesentlichen S­ förmige Kontur aufweist, und der für die beiden Arbeits­ walzen invers so vorgesehen ist, daß deren Konturen sich lücken­ los ergänzen, wie es beispielsweise in der DE-PS 30 38 865 beschrieben ist.

Die Arbeitswalzen 4 und 5 werden über Spindeln 6 und 7 durch Motore 8 und 9, gegebenenfalls über zwischengeschaltete Kamm­ gerüste, so angetrieben, daß sie nach dem Schubwalzverfahren, zweckmäßiger nach einem Misch-Schubwalzverfahren, arbeiten:. Hierbei liegt die mittlere Umfangsgeschwindigkeit einer der Arbeitswalzen mindestens bei der Einlaufgeschwindigkeit des Stahlbandes 3, während die andere eine Umfangsgeschwindigkeit erhält, die höchstens die Austrittsgeschwindigkeit des Stahl­ bandes 3 erreicht. Diese Geschwindigkeitsrelationen können durch motorischen Betrieb eines der Motore und generatorischem Betrieb des anderen bewirkt werden; es ist aber auch möglich, mechanische Zwischenbetriebe vorzusehen, die als Differential­ getriebe ausgebildet sein können.

An die freien Walzenzapfen 10 und 11 greifen Hydraulikzylinder 12 und 13 an, welche, gegensinnig beaufschlagt, auch gegen­ sinnige Verschiebungen der Arbeitswalzen in Richtung der Pfeile 14 und 15 zu bewirken vermögen. Die den Antrieb be­ wirkenden Spindeln 6 bzw. 7 sind zweckmäßig, um die Ver­ schiebung aufzunehmen, teleskopartig aufgebaut oder durch­ greifen drehfest und axial verschiebbar Kammwalzen eines Kammwalzgerüstes.

Ebenso wie die Ständer nicht dargestellt sind, sind es auch die Anstellvorrichtungen, welche durch Pfeile 16 und 17 dar­ gestellte Anstellkräfte der Arbeitswalzen 4 und 5 bewirken. Weiterhin greifen an die Walzenzapfen respektive an die eben­ falls nicht dargestellten, diese abstützenden Einbaustücke Biegekräfte an, die durch Pfeile 18-20 dargestellt sind, und die positiv und negativ gerichtet sein können.

Auf das Stahlband 3 sind sowohl auf der Einlauf- als auch in der Auslaufseite Detektoren 21 und 22 gerichtet, welche im dargestellten Fall als optische Sensoren ausgebildet sind und die Bandoberfläche und damit das Profil erfassen sollen. Der als Block dargestellten Steuervorrichtung 23 werden von links die Ausgangssignale der Detektoren zugeführt, auf der oberen Seite werden die Istwerte der axialen Verschiebung, der Einstellung, der Anstell- und Biegekräfte sowie der Um­ fangsgeschwindigkeiten der Arbeitswalzen zugeführt, während die Regelung dieser Werte für planes bzw. spannungsfreies Stahlband auf der rechten Seite dargestellt sind: Im Bedarfs­ falle werden die Arbeitswalzen zweckmäßig gegensinnig um gleiche Beträge verschoben, und es werden sowohl die Anstellung als auch die Biegekräfte sowie die Umfangsgeschwindigkeiten eingestellt. Im Bedarfsfalle kann durch einen zusätzlichen Eingriff manuell oder durch Datenträger die Bestimmung eines vorgegebenen Profiles eingeleitet werden.

Die in der Zeichnung gemachten Angaben dienen nur der Verdeutlichung. So werden zweckmäßig die Vorrichtungen zum gegensinnigen Verschieben der Arbeitswalzen zu­ sätzlich auf der Antriebsseite vorgesehen, und das die Arbeitswalzen stützende Gerüst kann, wie auch die Walzen­ biegevorrichtungen, in üblicher und herkömmlicher Weise ausgelegt werden. Ebenso ist die Erfindung nicht auf das dargestellte Zweiwalzengerüst beschränkt; der gezeigte geringe Durchmesser der Arbeitswalzen spricht vielmehr für ein Vier- oder Sechswalzengerüst, obwohl auch Drei­ und Fünfwalzengerüste möglich sind. Hierbei können be­ liebige dieser Walzen den Spezialballenschliff aufweisen, und die anderen Walzen können zylindrisch oder schwach­ ballig ausgeführt sein. Es ist aber auch möglich, beispiels­ weise vier Walzen mit zweckmäßig sich dann unterscheidenden Spezialschliffen auszustatten, um noch weitergehende Än­ derungen des Walzspaltes durch Axialverschiebung der Walzen vorzusehen.

In jedem Falle wird durch das Schubwalzen, besser Misch- Schubwalzen, unter Reduktion des gewalzten Stahlbandes um zweckmäßig mindestens 4% durch die Streckvorgänge in Verbindung mit der reduzierten Walzkraft mindestens ein Aufreißen, im wesentlichen jedoch ein Ablösen der Zunder­ schicht bewirkt, so daß folgende Beizbäder nicht der Stärke der ursprünglichen Zunderschicht anzupassen sind, sondern wesentlich kürzer ausgeführt werden können, da nur noch ge­ ringe, verbliebene Zunderreste zu entfernen sind. Damit wird aber auch die Gefahr des Überbeizens bereits freilie­ gender Metallflächen ebenso gemindert wie die Regeneration der Beizflüssigkeit und die Entsorgung überschüssiger Flüs­ sigkeit erleichtert werden. Da die Walzen im gestreckten Lauf entlang der Walzlinie vom Stahlband durchsetzt werden, ergeben sich auch beim Lauf des Stahlbandes keine Schwierig­ keiten und insbesondere das Einlaufen bzw. der Anstich werden stark vereinfacht.

Das Aufbrechen des Zunders, insbesondere aber die Ablösung der Zunderschicht kann unter Beibehaltung des angestrebten Profiles weiter verbessert werden, indem zwei oder gegebenen­ falls mehrere der Gerüste hintereinander angeordnet sind, und eine gegebenenfalls weitere Verbesserung ist auch durch das Nachordnen von insbesondere Schleifvorrichtungen mög­ lich.

Claims (8)

1. Walzgerüst zum mechanischen Vorentzundern von warm gewalztem Stahlband durch Reduzierwalzen nach dem Schubwalzverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß das Gerüst mindestens zwei sich ergänzende, axial gegensinnig verschiebbare Walzen (4, 5) auf­ weist, deren Ballenoberflächen mit S-förmigen Kon­ turen invers derart ausgeführt sind, daß diese Kontu­ ren in einer bestimmten Axialstellung der Walzen zu­ einander sich lückenlos ergänzen, und daß die Arbeits­ walzen sich voneinander unterscheidende mittlere Um­ fangsgeschwindigkeiten aufweisen.

2. Walzgerüst nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Stahlband (3) die Arbeitswalzen gestreckt und ohne Umschlingung durchläuft.

3. Walzgerüst nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mittlere Umfangsgeschwindigkeit einer der Ar­ beitswalzen höchstens die Auslaufgeschwindigkeit des Stahlbandes (3) erreicht, und die mittlere Umfangsge­ schwindigkeit der anderen Arbeitswalze mindestens des­ sen Einlaufgeschwindigkeit.

4. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Walzen (4, 5) des Walzgerüstes mit Biegevorrich­ tungen (18-20) ausgestattet sind.

5. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ihm mindestens ein zweites solches Gerüst vorge­ ordnet ist.

6. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 5, gekennzeichnet durch eine Steuervorrichtung (23) welche die axiale Ver­ schiebung der mit S-förmigen Konturen ausgestatteten Walzen (4, 5) die Walz- und die Biegekräfte (16-20) des bzw. der Gerüste in Abhängigkeit vom Abtastergebnis von Detektoren (21, 22) derart einstellt, daß ein span­ nungsfreies Stahlband (3) bzw. ein Stahlband vorgegebe­ nen Profiles bewirkt wird, und welche sowohl die Reduk­ tion als auch die Walzkraft sowie die Umfangsgeschwindig­ keiten der Arbeitswalzen bestimmt.

7. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Zweiwalzengerüst ausgebildet ist und die Ar­ beitswalzen die S-förmigen Konturen aufweisen.

8. Walzgerüst nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß es als Mehrwalzen-Gerüst ausgebildet ist.