DE60017469T2 - Verfahren und vorrichtung zum warmwalzen von dünnem band - Google Patents

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Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß Anspruch 1 und eine Vorrichtung gemäß Anspruch 6 zum Warmwalzen von einem dünnen Band. Insbesondere betrifft die Erfindung In-Line-Warmwalzen bzw. Reihen-Warmwalzen von dünnem Stahlband, das mittels einer Doppelwalzen-Bandgießanlage hergestellt wird. Doppelwalzen-Bandgießanlagen sind in der EP-A-0450775, EP-A-0947261 und WO 01/96047 beschrieben.
  • Jüngste Entwicklungen haben es ermöglicht, dass ein dünnes Stahlband in einer Doppelwalzen-Bandgießanlage auf eine Dicke von 5 mm oder weniger produziert werden kann. Solch ein Band kann weiterhin durch Reduktion in einem Reihen-Warmwalzwerk in seiner Dicke reduziert werden, während es mittels der Gießanlage produziert wird. Man hat herausgefunden, dass wenn ein Band auf eine Dicke von 3 mm oder weniger warmgewalzt wird, können sich aufgrund von Wölbung (buckling) des Bandmaterials beim Eingang zu den Reduktionswalzen bedeutsame Defekte erzeugen. Solche Defekte bzw. Mängel können relativ geringfügig sein und als gebogene bzw. gekrümmte Linien auf der Oberfläche des Bandes erscheinen. Nichtsdestotrotz, insbesondere beim Walzen von einem sehr dünnen Band können Teile des Bandes vor dem Walzen gefaltet werden, so dass Teile des Bandes stark reduziert werden und sich spalten (split), was zu sehr schweren Defekten führt.
  • Wölbung der warmen Bänder erscheint aufgrund von Variationen in der Bandreduktion entlang der Breite des Bandes. Normalerweise wird der mittlere Abschnitt des Bandes höherer prozentualer Reduktion unterworfen als die Bandkanten, was jedoch von dem eingehenden Bandprofil abhängt. Die mittleren Abschnitte des Bandes werden deshalb Kompression in Längsrichtung unterworfen, wobei die Kanten Spannung unterworfen werden. Dies resultiert in einem Rückwärtsschlupf des mittleren Abschnitts des Bandes relativ zu den Kanten bzw. Rändern. Das heißt, die Mitte des Bandes wird relativ zu den Kanten nach hinten gedrückt, um eine Wölbung zu erzeugen. Die Wölbungen werden dann in das Band hineingewalzt, um Markierungen auf der Oberfläche zu erzeugen. Im Extremfall wird das Band bei den Wölbungen vollständig gefaltet und das gefaltete Material wird hineingewalzt und produziert somit schwere Defekte.
  • Abweichungen entlang der Breite des Bandes während der Bandreduktion, kann sich auf kleine Abschnitte der Bandbreite begrenzen. Dies kann zu lokalen Wölbungen in dem Band führen. Das Ausmaß der Wölbungen ist abhängig von der Größe des Unterschieds der Reduktion bzw. Verdünnung entlang der Bandbreite und der Größe der Bandbreite, die von dem Unterschied in der Reduktion beeinflusst ist.
  • Die Wölbbildung in dem Band kann durch Anwendung von Bandspannung reduziert werden. Es ist jedoch schwierig, hohe Spannungen auf ein Band, das eine Bandgießanlage verlässt, aufzubringen, da geringe oder keine Spannung auf das von der Gussform ausgehende Band angebracht werden kann. Das Band kann in einer freien Schleife hängen und in einem Zustand mit geringer Spannung sein, bevor es zu einem In-Line-Walzwerk transportiert wird. Die vorliegende Erfindung liefert ein Verfahren und eine Vorrichtung mittels denen Wölbungsdefekte im Wesentlichen kontrolliert werden können, ohne dass Hochbandspannung (high strip tension) benötigt wird.
  • Mittels der vorliegenden Erfindung können die Wölbungsdefekte kontrolliert und reduziert werden, indem das aus der Gießanlage austretende Band vor den Arbeitswalzen um eine Leitwalze herum geführt wird, die bewirkt, dass das Band vor seinem Eintreten in den Spalt zwischen den Arbeitswalzen auf eine der Arbeitswalzen gewickelt wird. Das Wickeln des Stahlbandes auf die Arbeitswalze hält und stützt das Band gegen differenzierenden Rückwärtsschlupf relativ zu den Kanten, verursacht durch die Variation der Bandreduzierung entlang der Breite des Bandes. Bandleitwalzen wurden früher in Kaltwalzwerken benutzt, welche Mehrstufenreduktion mit hoher Vorspannung des Bandes durchführt. In diesen Anordnungen können Kräuseldefekte (crimping defects) auftreten, wenn das Band beim Eintreten in dem Arbeitswalzangriff nicht flach ist und eine Anti-Kräuselwalze kann lediglich dafür benutzt werden, um das in den Angriff eintretende kalte Band abzuflachen. Eine Anti-Kräuselwalze dieser Art ist in der JP (A) 55106619 offenbart. Anti-Kräuselwalzen werden jedoch in Anordnungen, in denen erhebliche Einzeldurchgangsreduktionen unter sehr niedrigen Spannungen durchgeführt werden, nicht verwendet und vor der vorliegenden Erfindung ist die Verwendung von Leitwalzen in Warmwalzanordnungen nicht betrachtet worden.
  • Offenbarung der Erfindung
  • Gemäß der Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen von dünnem Stahlband des Typs, bei dem das Band hergestellt wird, indem in einer Doppelwalzen-Bandgießanlage im Stranggussverfahren auf eine Dicke von 5 mm oder weniger gegossen wird und die Dicke durch Verringerung in einem Reihen-Warmwalzwerk verringert wird, die durch die Gießanlage erzeugt wird, indem das gegossene Band durch einen Spalt zwischen ein Paar Arbeitswalzen des Walzwerks geleitet wird und Bandquetschkräfte zwischen den Arbeitswalzen ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, dass, um Bandfehler zu verringern, die beim Warmwalzen aufgrund von Rückwärtsschlupf des mittleren Abschnitts des Bandes relativ zu den Rändern entstehen, der durch Abweichungen der Band-Verdünnung über die Breite des Bandes verursacht wird, das aus der Gießanlage austretende Band vor den Arbeitswalzen um eine Leitwalze herumgeführt wird, die bewirkt, dass das Band vor seinem Eintreten in den Spalt zwischen den Arbeitswalzen auf eine der Arbeitswalzen gewickelt wird.
  • Vorzugsweise wird das Band um einen Wickelwinkel von wenigstens 10° um die eine der Arbeitswalzen herumgewickelt. Der Wickelwinkel liegt beispielsweise im Bereich 20° bis 45°.
  • Vorzugsweise sind die Arbeitswalzen übereinander angeordnet. In diesem Fall ist die Leitwalze so angeordnet, dass sie das Band aufwärts von einem horizontalen Weg zu dem Spalt und dann vor dem Spalt nach unten um die obere Arbeitswalze herum leitet.
  • Die Erfindung liefert auch eine Vorrichtung zum Herstellen von dünnem Stahlband des Typs, der eine Doppelwalzen-Bandgießanlage, die so betrieben werden kann, dass sie Stahlband im Stranggussverfahren auf eine Dicke von 5 mm oder weniger gießt, sowie ein Warmwalzwerk umfasst, das in Reihe mit der Bandgießanlage installiert ist und so betrieben werden kann, dass es die Dicke des Bandes durch Warmwalzen des Bandes verringert, das durch die Gießanlage erzeugt wird, wobei das Walzwerk ein Paar Arbeitswalzen, die einen Spalt dazwischen zum Aufnehmen des Bandes bilden, und eine Einrichtung zum Ausüben von Quetschkräften zwischen den Arbeitswalzen umfasst, gekennzeichnet durch eine Leitwalze, die das Band so zu dem Spalt zwischen den Ar beitswalzen leitet, dass das Band vor seinem Eintreten in den Spalt auf eine der Arbeitswalzen gewickelt wird.
  • Vorzugsweise sind die Arbeitswalzen übereinander angeordnet und die Leitwalze aus einer abgesenkten Position, in der das Band darüber auf einem horizontalen Weg zu dem Spalt zwischen den Arbeitswalzen laufen kann, und eine angehobene Funktionsposition belegt werden kann, in der sie das Band über den horizontalen Weg anhebt, so dass das Band vor dem Spalt auf die obere Arbeitswalze gewickelt wird.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Um die Erfindung ausführlicher zu beschreiben, wird eine besondere Ausführung in Bezug auf die beigefügten Zeichnungen näher beschrieben, in welchen:
  • 1 ein Teil einer Bandwalzanordnung zum Walzen von dünnen Stahlbändern zeigt; und
  • 2 eine Schnittansicht entlang der Linie 2-2 in 1 ist.
  • 3 zeigt diagrammatisch den Arbeitsvorgang einer Bandführung, die in der Anordnung inkorporiert ist.
  • Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführung
  • Die Zeichnungen zeigen eine Walzwerkanordnung, welche ein dünnes Stahlband erhalten wird, das mittels einer Doppelwalzen-Bandgießanlage hergestellt ist und die Dicke des Bandes mittels Reihen-Warmwalzen reduziert, sobald es von der Gießanlage produziert worden ist. In der abgebildeten Walzwerkanordnung wird das dünne Stahlband 11 durch ein Ausführungswalzengerüst 12 durchgeführt, das ein Paar von Ausführungswalzen 13 umfasst, zu welchen Bandgreifkräften mittels ein Paar von hydraulischen Zylindereinheiten 14 appliziert wird, von denen eine jeweils an jeder Seite des Ausführungswalzengerüsts angeordnet ist.
  • Nachdem das Band 11 durch das Ausführungswalzengerüst 12 durchgeführt worden ist, wird das Band von einem Tisch gestützt, der durch aufeinanderfolgende Rollen 15 gebildet ist, entlang dem es zu einem Walzwerk 16 geführt wird, das ein Paar von Arbeitswalzen 17, die übereinander angeordnet sind und ein Paar von oberen und unteren Unterstützungswalzen 18 umfasst. Bandreduktionskräfte werden zwischen den Arbeitswalzen 17 mittels hydraulischen Zylindereinheiten (nicht dargestellt) angewandt, die an den beiden Seiten des Walzwerks angeordnet sind und durch die oberen Unterstützungswalzen 18 wirken. Zwischen dem Ausführungswalzengerüst 12 und dem Walzwerk 16 wird das Band innerhalb eines versiegelten Gehäuses 19 gehalten.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung enthält die Anordnung eine Leitwalze 21, die unmittelbar vor dem Walzwerk 16 positioniert ist und an einem Paar von Wippeneinrichtungen 22 montiert ist, welche durch Betätigung eines hydraulischen Zylinders 30 auf einem horizontalen Schwenkschaft 23 geschwenkt werden kann, welcher auf die Wippeneinrichtung durch einen mechanischen Verbindungsmechanismus 31 wirkt, so dass es der Leitwalze 21 ermöglicht wird, sich zu erhöhen und abzusenken. Die Leitwalze 21 hat eine abgesenkte funktionsunfähige Position (markiert mit der gepunkteten Linie in 1), in welcher das Band horizontal direkt in den Spalt 26 zwischen den Arbeitswalzen 17 und dem Walzwerk eintreten kann. Die Walze 21 kann dann durch Betätigung des hydraulischen Zylinders 30 erhöht werden, um das Band aus seinem geradlinigen horizontalen Weg zu nehmen, um es um die Leitwalze herumzuführen und dass es um die obere Arbeitswalze 17 vor dem Spalt 26 gewickelt wird.
  • Der Leitwalzenschwenkschaft wird von Lagerhalterung in den Seitenwänden des Gehäuses 19 gestützt und an dem einen Ende erstreckt sich der Schaft durch eine rotierende Dichtung, um sich mit dem Verbindungsmechanismus 31 zu verbinden, so dass der Schaft mittels dem Verbindungsmechanismus 31 bei Betätigung des hydraulischen Zylinders 30 rotiert wird. Der wirksame Hub des hydraulischen Zylinders 30 kann durch Bedienung einer elektrischen Schraubenwinde 32 eingestellt werden, um einen Anhalt 33 einzustellen, um die Höhe der Leitwalze 21 in ihrer erhöhten Position zu regulieren.
  • Um das Band auf den Tischrollen 15 zu halten, während die Leitwalze 21 erhöht wird, wird eine obere Linienrolle 27 nach unten geführt, um unmittelbar nach einem der Tischrollen 15 in Eingriff mit dem Band zu sein. Die Rolle 27 ist an den Ventilkipphebeln 34 montiert, welche sich von einem Schwenkschaft 35 erstreckt, welcher an einem Ende mit einem Hebelarm 36 verbunden ist, der außerhalb des Gehäuses 19 platziert ist und mittels eines hydraulischen Zylinders 37 bewegbar ist, um Schaft 35 zu rotieren um somit die obere Linienrolle 27 zu erhöhen und abzusenken.
  • Es hat sich in der Praxis gezeigt, dass Wölbungsdefekte sogar in einem sehr dünnen Band mit einer Leitwalze sehr wirksam reduziert werden kann. Durch das Wickeln des Bandes um die obere Arbeitswalze, stützt die Arbeitswalze das Band und leistet einen Widerstand gegen die Bildung von Wölbungen in dem Band. Die Krümmung des Bandes um die oberste Arbeitswalze kann den Widerstand zur Diagonalwölbung des Bandes in dem kritischen Bereich vor dem Walzspalt, aufgrund der effektiven Krümmungsform des Bandes in dem Bereich erhöhen.
  • Es hat sich herausgestellt, dass das Band um die obere Arbeitswalze und unter einem Wickelwinkel von wenigstens 10° herumgewickelt sein sollte, vorzugsweise im Bereich von 20° bis 45°, damit der Widerstand zur Wölbung am wirksamsten ist. In einer typischen Anordnung haben die Arbeitswalzen einen Durchmesser in einem Bereich von 400 mm bis 700 mm und die Anti-Kräuselwalze kann so positioniert sein, damit sie das Band auf eine Höhe von zwischen 150 mm bis 250 mm oberhalb eines horizontalen Wegs durch den Spalt zwischen den Arbeitswalzen erhöhen kann.

Claims (9)

  1. Verfahren zum Herstellen von dünnem Stahlband des Typs, bei dem das Band (11) hergestellt wird, indem in einer Doppelwalzen-Bandgießanlage im Stranggussverfahren auf eine Dicke von 5 mm oder weniger gegossen wird und die Dicke durch Verringerung in einem Reihen-Warmwalzwerk (16) verringert wird, die durch die Gießanlage erzeugt wird, indem das gegossene Band (11) durch einen Spalt zwischen einem Paar Arbeitswalzen (17) des Walzwerks (16) geleitet wird und Band-Quetschkräfte zwischen den Arbeitswalzen ausgeübt werden, dadurch gekennzeichnet, dass, um Bandfehler zu verringern, die beim Warmwalzen aufgrund von Rückwärtsschlupf des mittleren Abschnitts des Bandes (11) relativ zu den Rändern entstehen, der durch Abweichungen der Band-Verdünnung über die Breite des Bandes verursacht wird, das aus der Gießanlage austretende Band vor den Arbeitswalzen (17) um eine Leitwalze (21) herum geführt wird, die bewirkt, dass das Band vor seinem Eintreten in den Spalt (26) zwischen den Arbeitswalzen (17) auf eine der Arbeitswalzen (17) gewickelt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass das Band (11) um einen Wickelwinkel von wenigstens 10° um die eine der Arbeitswalzen (17) herum gewickelt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass der Wickelwinkel im Bereich 20° bis 45° liegt.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Arbeitswalzen (17) übereinander angeordnet sind.
  5. Verfahren nach Anspruch 4, des Weiteren dadurch gekennzeichnet, dass die Leitwalze (21) so angeordnet ist, dass sie das Band (11) von einem horizontalen Weg zu dem Spalt und vor dem Spalt nach unten um die obere Arbeitswalze (17) herum leitet.
  6. Vorrichtung zum Herstellen von dünnem Stahlband des Typs, der eine Doppelwalzen-Bandgießanlage, die so betrieben werden kann, dass sie Stahlband im Stranggussverfahren auf eine Dicke von 5 mm oder weniger gießt, sowie ein Warmwalzwerk (16) umfasst, das in Reihe mit der Bandgießanlage installiert ist und so betrieben werden kann, dass es die Dicke des Bandes durch Warmwalzen des Bandes verringert, die durch die Gießanlage erzeugt wird, wobei das Walzwerk (16) ein Paar Arbeitswalzen (17), die einen Spalt (26) dazwischen zum Aufnehmen des Bandes bilden, und eine Einrichtung zum Ausüben von Quetschkräften zwischen den Arbeitswalzen umfasst, gekennzeichnet durch eine Leitwalze (21), die das Band (16) so zu dem Spalt (26) zwischen den Arbeitswalzen (17) leitet, dass das Band vor seinem Eintreten in den Spalt (26) auf eine der Arbeitswalzen (17) gewickelt wird.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Leitwalze (21) so angeordnet werden kann, dass sie das Band (11) so leitet, dass das Band um einen Wickelwinkel von wenigstens 10° auf die eine Arbeitswalze (17) gewickelt wird.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7, wobei die Leitwalze (21) so angeordnet werden kann, dass sie das Band (11) so leitet, dass das Band um einen Wickelwinkel im Bereich zwischen 20° und 45° auf die eine Arbeitswalze (17) gewickelt wird.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 6 bis 8, wobei die Arbeitswalzen (17) übereinander angeordnet sind und die Leitwalze (21) aus einer abgesenkten Position, in der das Band (11) darüber auf einem horizontalen Weg zu dem Spalt (26) zwischen den Arbeitswalzen laufen kann, und einer angehobenen Funktionsposition bewegt werden kann, in der sie das Band über den horizontalen Weg anhebt, so dass das Band vor dem Spalt (26) auf die obere Arbeitswalze (17) gewickelt wird.
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