TECHNISCHES GEBIET
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Die Erfindung bezieht sich auf die Verbesserung der qualität von
Edelstahlband das ohne ein Zwischenglühen kaltgewalzt wird, und
insbesondere auf das Hinzufügen einer Walzenvorrichtung sowie des Schrittes
des Walzens des Warmbandes oberhalb von der Glühstrecke in die für das
Glühen und Beizen des Warmbandes aus Edelstahl dienende Verarbeitungslinie.
STAND DER TECHNIK
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Die am aller häufigsten eingesetzte Verfahrensweise zum Umwandeln von
warmgewalztem Edelstahl (Warmband) in ein fertiges kaitgewaiztes Produkt,
das für den Markt geeignet ist, besteht aus den folgenden Schritten: (1)
Glühen; (2) Beizen; (3) Bildelinie für Bandringe bzw. Coils (einschließlich
des endweisen Zusammenschweißens von ähnlichen Coils zur Herstellung eines
großen Coils, des Anschweißens von Endstücken als Vorspannstreifen an beide
Enden des Coils sowie des Zurichtens der Kanten des Bandes); (4) kaltes
Vorwalzen auf einem Reversierwalzwerk; (5) Zwischenglühen und Abtrennen der
Endstücke; (6) kaltes Fertigwalzen auf einem Reversierwalzwerk; (7)
Fertigglühen; und (8) Nachwalzen. Es wird in diesem Zusammenhang auf die
Dokumente US-A-3776784 und EP-A-0375384 verwiesen.
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Im Gegensatz zu Kohlenstoffstählen, die gewöhnlich nur einer geringen
oder keiner Kaltverfestigung während des Warmwalzens unterliegen, ist
Edelstahl in typischer Weise kaltverfestigt wenn es aus dem Warmwalzwerk
kommt, wobei die Verfestigung in etwa einer Kaltreduzierung von 10% bis 20%
entspricht.
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Ein gegebenes Werk muß der oben beschriebenen Verfahrensweise nicht
genau folgen. Zum Beispiel verwenden einige Werke keine Endstücke. Auch
sind in vielen Fällen Einrichtungen zum Schleifen des Bandes notwendig, um
Oberflächenfehler in dem Warmband auszubessern.
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Im allgemeinen ist ein Zwischenglühen anschließend an eine erste
Stufe eines Kaltwalzens in dem Falle erfordert wo die gesamte Reduzierung
der Dicke von dem Warmband bis zu dem Endprodukt ungefähr 70%
überschreitet, wenn 20 Walzen umfassende Sendzimir-Vielwalzengerüste für
das Kaltwalzen benutzt werden (oder sogar weniger wenn Vierwalzengerüste
benutzt werden). Dies ist dadurch bedingt, daß sich das Band kaltverfestigt
wenn es verformt wird. In den letzten Jahren sind aufgrund der hohen Kosten
der Energie große Anstrengungen gemacht worden, um die Forderung nach einem
Zwischenglühen zu verringern, dies trotz der Tatsache, daß die endgültige
Durchschnittsdicke eine Tendenz nach unten aufgewiesen hat. Dies ist
erreicht worden durch: a) das Bestellen von Warmband das so dünn ist wie
dies erfordert ist, um die Notwendigkeit eines Zwischenglühens
auszuschalten und b) das Vornehmen, vor dem Glühen des Materials, von
Reduzierungen des Bandes die größer als 70% sind. Für die höchst
alltägliche Edelstahllegierung 18-8 (18% Chrom- und 8% Nickelgehalt) sind
totale Reduzierungen von 80% sehr häufig und solche bis zu 90% sind nicht
beispiellos.
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Das Ergebnis hiervon ist, daß das typische Kaltwalzwerk für Edelstahl
heutzutage über 80% seiner Produkte ohne ein Zwischenglühen walzt,
gegenüber vielleicht 20% vor zehn oder fünfzehn Jahren.
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Es gibt einige Nachteile bei dieser Annäherung. Zu allererst,
Warmband von geringerer Abmessung ist teurer. Zweitens, das Warmband
unterliegt einer größeren prozentualen Schwankung der Dicke entlang seiner
Länge, infolge des Temperaturunterschiedes von einem Ende zum anderen, (das
Endstück der Spule benötigt zwischen dem Moment des Verlassens des Ofens
und demjenigen des Walzens mehr Zeit als das Anfangsstück, und je dünner
die zu walzende Abmessung, desto größer wird der Zeitunterschied und der
sich ergebende Temperaturunterschied). Es sollte zur Kenntnis genommen
werden, daß bei dem Warmwalzen gilt: je kühler das Band, desto härter wird
es, und desto größer wird die Durchbiegung der Struktur der
Walzvorrichtung.
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Drittens, weitere Nachteile stammen davon her, daß totale
Kaltreduzierungen gewählt werden welche so hoch wie 80% oder 90% liegen.
Diese schließen vermehrte Probleme mit Kanteneinrissen, häufigere Brüche
und eine größere Schwierigkeit bei der Erzeugung einer guten Ebenheit des
Bandes mit ein, wobei sich diese Schwierigkeiten aus der erhöhten Härte und
der verringerten Dehnbarkeit des Bandes bei hohen Gesamtreduzierungen
ergeben.
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Ein weiterer Nachteil entsteht aus der Ausschaltung der
Zwischenglühung, was heißt, daß es viel schwieriger ist eine hohe
Abmessungsgenauigkeit zu erzielen. Dies ist direkt auf die Abweichung der
Abmessung bei dem Warmband zurückzuführen. Gewöhnlich wird ein AAK (System
für die automatische Abmessungs-Kontrolle) (AGC: automatic gauge control
system) bei dem Kaltwalzwerk benutzt, um der Walzvorrichtung zu helfen, die
Schwankungen der Abmessung "auszubügeln". Die Schwankung der Abmessung am
Eingang verursacht eine Veränderung bei der Trennkraft der Walzen. Dies
führt zu einer entsprechenden Veränderung bei der Verformung der Struktur
der Walzvorrichtung, die eine entsprechende Veränderung des Walzspaltes und
demzufolge der Austrittsabmessung hervorruft. Zum Beispiel, wenn die
Abmessung beim Eintritt zunimmt, dann zwängt sie die Arbeitswalzen weiter
auseinander, (um ein Ausmaß das entgegengesetzt proportional zu der
Steifigkeit der Struktur der Walzvorrichtung ist), und dies vergrößert den
Walzspalt und deshalb die Abmessung beim Austritt.
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Das AAK-System wird benutzt, um die Schwankung der Abmessung am
Austritt (oder des Walzspaltes, oder der Dehnung) wahrzunehmen, und um das
Anstellen der Walzvorrichtung nachzustellen, um diese Schwankung auf einem
Minimum zu halten. Auf den ersten Blick könnte es erscheinen, daß wenn ein
gutes AAK-System zum "Ausbügeln" der Abmessungsschwankung bei dem ersten
Walzstich auf dem Reversierwalzwerk benutzt wird, es nicht mehr notwendig
sein sollte das AAK-System bei späteren Walzstichen zu benutzen, denn die
Abmessung am Eingang sollte während des zweiten Stiches einheitlich sein.
Leider ist dies nicht der Fall, weil es eine Veränderung der Bandhärte
entlang der Länge des während des ersten Stiches gewalzten Bandes geben
wird, entsprechend der anfänglichen Schwankung bei der Bandabmessung. Dies
ist darauf zurückzuführen, daß die anfänglich dickeren Abschnitte des
Bandes, im Vergleich zu anderen Abschnitten, einer zusätzlichen Bearbeitung
unterzogen werden müssen und demzufolge einer stärkeren Kaltverfestigung
unterliegen.
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Daher, wenn während des zweiten Stiches kein AAK-System benutzt wird,
bewirken die Schwankungen der Härte des zu dem Kaltwalzwerk gelangenden
Bandes entsprechende Veränderungen der Trennkraft der Walzen, der
Durchbiegung der Walzvorrichtung, des Walzspaltes und folglich der
Austrittsabmessung. Kurz gesagt, ein Kaltwalzwerk kann nur
Abmessungsschwankungen oder Härteschwankungen beseitigen. Es kann nicht
beide beseitigen.
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Aus diesen Gründen muß das AAK-System bei jedem Stich benutzt werden,
und die Leistung des AAK-Systems wird begrenzt durch den großen
Schwankungsbereich bei der Abmessung und/oder der Härte am Eintritt, welche
bei jedem Stich durch dasselbe ausgeglichen werden müssen. Es sollte hier
zur Kenntnis genommen werden, daß bei einem Coil aus warmgewalztem
Edelstahl Schwankungen der Abmessung von einem Ende zum anderen Ende eines
Coils in der Größenordnung von bis zu 10% nicht ungewöhnlich sind, und
ziemlich schnelle Schwankungen der Abmessung (durch "Markierungen von
Gleitschienen" verursacht) von 2% oder 3% auch an mehreren Punkten über das
Coil vorkommen können. "Markierungen von Gleitschienen" sind Abschnitte des
Bandringes die denjenigen Teilen der Bramme entsprechen welche, vor der
Anlieferung der Bramme an das Warmwalzwerk das zur Umwandlung derselben in
Warmband eingesetzt wird, in dem Auswärmofen auf den Gleitschienen geruht
haben, wobei diese Teile in dem Moment wo sie gewalzt werden kühler sind
als die angrenzenden Teile der Bramme. Wenn jetzt ein Zwischenglühen
adoptiert wird ist es möglich die Härteschwankungen entlang des Coils zu
beseitigen. Daher, wenn das AAK-System benutzt wird, um eine vernünftige
Genauigkeit der Abmessung bei dem letzten Stich vor dem Zwischenglühen zu
bewirken, dann wird das von dem Zwischenglühofen gelieferte Band die
gleiche vernünftige Genauigkeit der Abmessung haben, es wird jedoch
praktisch keine Härteschwankungen aufweisen. Folglich hat das AAK-System
nur sehr wenig Arbeit bei den nachfolgenden Stichen (die Fertigstiche) auf
dem Reversierwalzwerk zu bewerkstelligen, sodaß sehr hohe Leistungsniveaus
erzielt werden können.
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Durch Ausschalten des Zwischenglühens geht dieser Mechanismus
verloren, und man hat eine sich daraus ergebende Verschlechterung der
Abmessungsgenauigkeit bei dem Endprodukt. Dies kann zu einer bedeutenden
Kostenbenachteiligung führen, weil Edelstähle sehr teure Materialien sind,
und ein Verlust des Ausbringens, sagen wir von einem halben Prozent, könnte
sich für ein typisches 1270 mm (50") oder 1524 mm (60") Walzwerk in einem
jährlichen Einkommensverlust von Millionen Dollars niederschlagen. Es sei
bemerkt, daß wenn eine Mindestabmessung angegeben wird, und wenn die
erzielte Abmessungstoleranz bei plus oder minus 1% liegt, dann muß die
durchschnittliche Abmessung um 1% höher gesetzt werden als das Minimum.
Andererseits, wenn die erzielte Toleranz bei plus oder minus einem halben
Prozent liegt, dann ist es nur notwendig die durchschnittliche Abmessung
um ein halbes Prozent höher als das Minimum zu setzten.
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Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, diese
Verschlechterung der Genauigkeit der Abmessung, die durch das Ausschalten
des Zwischenglühens bewirkt wird, zu vereiteln. Ein weiteres Ziel besteht
darin, die Abmessung beim Einlaufen des dem Reversierwalzwerk zugeführten
Bandes so zu verringern, daß für eine gegebene Dicke des Warmbandes und
eine Dicke des fertigen Bandes die durch das Kaltwalzverfahren aufgebrachte
gesamte Reduzierung verringert werden kann und infolgedessen das Vorkommen
von Kanteneinrissen und von Bandbrüchen vermindert wird. Im anderen Falle
besteht für eine gegebene Dicke des fertigen Bandes das Ziel darin, es
einem Warmwalzband von größerer Dicke (und deswegen von einem niedrigeren
Preis, und einem geringeren Prozentsatz an Dickenschwankungen ausgesetzt)
zu erlauben benutzt zu werden.
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Die vorliegende Erfindung schafft eine kontinuierliche
Verarbeitungslinie für die Umwandlung von warmgewalztem, rostfreiem Band
in eine für ein Kaltwalzen bis zu einer Endabmessung geeignete
Beschaffenheit, welche eine Glühstrecke umfaßt, um das Band zu glühen,
sowie eine Beizstrecke, um das aus der Glühstrecke herrührende geglühte
Band zu beizen, dadurch gekennzeichnet, daß der Glühstrecke ein Walzwerk
vorgelagert ist, um die Dicke des warmgewalzten, rostfreien Stahles zu
vermindern.
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Die vorliegende Erfindung schafft desweiteren ein Verfahren zur
Umwandlung von warmgewalztem, rostfreiem Stahlband in eine für ein
Kaltwalzen bis zu einer Endabmessung geeignete Beschaffenheit, welche in
einer kontinuierlichen Linie die aus dem Walzens des Bandes, dem Glühen des
Bandes und dem Beizen des geglühten Bandes bestehende aufeinanderfolgende
Schritte umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß das Band in der Linie
kaltgewalzt wird um dessen Dicke vor dem Glühen herabzusetzen.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführung der Erfindung wird eine
ununterbrochene Verfahrenslinie und ein Verfahren für die Umwandlung von
warmgewalztem Band aus Edelstahl in eine für ein Kaltwalzen geeignete
Beschaffenheit bereitgestellt. Die kontinuierliche Verfahrenslinie umfaßt
eine Abrollhaspel für Coils aus warmgewalztem Edelstahl, eine Schere, um
die Enden der Coils abzuschneiden und sie für das Zusammenschweißen
vorzubereiten, einen Schweißapparat, um die Enden aufeinanderfolgender
Coils miteinander zu verbinden, eine Eingangsspeicherschleife, um die
Glühstrecke mit Band zur versorgen wenn die Abrollhaspel zum Stillstand
gebracht worden ist, so daß das Beladen mit einer neuen Spule sowie das
Schweißen ihres vorderen Endes an das hintere Ende des vorhergehenden Coils
ermöglicht wird, eine Glühstrecke, um das Band weich zu machen, ein
Beizstrecke, um Verunreinigungen von dem Band zu entfernen und dasselbe zu
reinigen, eine Ausgangsspeicherschleife, um Material aus der Beizstrecke
herauszuziehen, wenn die Endschere an der Vollendung des Zurückspulens
eihes Coils arbeitet, und während der Entnahme eines Coils vor der Zufuhr
des Anfangsstückes des nächsten Coils zu der Umrollvorrichtung, eine
Endschere und eine Umrollvorrichtung.
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Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform fügt die vorliegende
Erfindung: einen Aufbau eines ersten Satzes Zügelrollen, um den Zug in dem
Bande bis auf ein für das Walzen geeignetes Niveau zu erhöhen; ein
Walzwerk, um die Dicke des Bandes zu verringern und um
Abmessungsschwankungen in dem Band zu vergleichmäßigen; ein Abwischmittel,
um Öl von der Oberfläche des Bandes zu entfernen; und einen zweiten Satz
Zügelrollen, um den Zug in dem Band bis auf ein zum Glühen geeignetes
Niveau herabzusetzen, zu einer solchen Linie hinzu. Gemäß einer
Ausführungsform ist dieser Aufbau unmittelbar oberhalb der
Eingangsspeicherschleife angeordnet. Gemäß einer zweiten Ausführungsform
ist dieser Aufbau unmittelbar hinter der Eingangsspeicherschleife
angeordnet.
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In jeder Ausführungsform der Erfindung umfaßt das Walzwerk ein
Vierwalzengerüst, ein Sechswalzengerüst, oder vorzugsweise ein
Sechswalzengerüst mit seitlicher Lagerung.
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Die oben beschriebene Verfahrenslinie ermöglicht ein kontinuierliches
Verfahren, das die Schritte des Kaltwalzens, des Glühens und des Beizens
des warmgewalzten Bandes aus Edelstahl aufweist, und sowohl die
Abmessungsschwankungen als auch die Härteschwankungen entlang der Länge des
Bandes auf ein Minimum herabsetzt und die Dicke des Bandes vermindert.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Figur 1 ist eine halbschematische isometrische Ansicht einer
typischen zum Stand der Technik gehörenden Verfahrenslinie für das Glühen
und Beizen von Warmband aus Edelstahl.
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Figur 2 ist eine halbschematische isometrische Ansicht einer
Glühund Beizstrecke für warmgewalztes Edelstahl, so wie sie gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgeändert worden ist.
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Figur 3 ist eine halbschematische isometrische Ansicht einer
Glühund Beizstrecke für warmgewalztes Edelstahl, sowie sie gemäß einer anderen
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgeändert worden ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Figur 1 ist eine halbschematische isometrische Ansicht einer
typischen zum Stand der Technik gehörenden Verfahrenslinie für das Glühen
und Beizen von Warmbändern aus Edelstahl. Es sollte wohlverstanden sein,
daß eine solche Linie viel komplexer ist als dies angegeben worden ist. Zum
Beispiel, der Ofenabschnitt besteht gewöhnlich aus Heizungszonen,
Temperaturausgleichzonen sowie Kühlzonen, und der Beizabschnitt beinhaltet
gewöhnlich mehrere Tanks, die Beizchemikalien enthalten, zusammen mit
Wasch- und Trockengeräten um die Chemikalien zu entfernen. Die Linie kann
auch nicht-chemische Verfahren, wie zum Beispiel das Sandstrahlreinigen,
miteinschließen.
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Jedoch umfassen die Hauptelemente einer solchen Linie; eine
Ablaufvorrichtung, oder Abwickelhaspel 1, auf welche die Coils des
warmgewalzten Edelstahles geladen werden und von welcher sie abgespult
werden; eine Schere 2, um die Coilenden abzuschneiden und sie für das
Schweißen vorzubereiten; einen Schweißapparat 3, um die Enden von
aufeinanderfolgenden Coils miteinander zu verbinden; ein Paar
Transportrollen 20 und 20a, um das hintere Ende eines Coils so anzuordnen,
daß es fertig ist für sein Abschneiden und sein Anschweißen an das
Anfangsstück des nächsten Coils unter Einsatz der Schere 2 und des
Schweißapparates 3; eine Eingangsspeicherschleife, welche aus feststehenden
Walzen 4, 5, 7 und 8 sowie aus einer beweglichen Walze 6 besteht und welche
zum Versorgen der Glühstrecke 9 mit Band benutzt wird wenn die
Ablaufvorrichtung zum Stillstand gebracht worden ist, um das Beladen mit
einem neuen Coil und das Schweißen seines vorderen Endes an das hintere
Ende des vorhergehenden Coils zu erlauben; eine Glühstrecke 9, die aus
Heizungs- und Kühlvorrichtungen besteht welche zum Weichmachen oder
Ausglühen des Bandes benutzt werden; einen Beizabschnitt 10, der Tanks für
die zum Entfernen von Verunreinigungen von der Bandoberfläche benutzten
Chemikalien einschließt, sowie Waschvorrichtungen zum Reinigen des Bandes;
eine Ausgangsspeicherschleife 12, um Material aus dem Beizabschnitt
herauszuziehen, wenn die Endschere 14 im Einsatz ist bei der Vollendung des
Wiederaufwickelns eines Coils, und während der Zeit wo das Coil entfernt
wird bevor das Anfangsstück des nächsten Coils der Umrollvorrichtung
zugeführt wird; ein Endschere 14; und eine Umrollvorrichtung 16.
Walzlinienrollen 11, 13 und 15 werden benutzt, um die Wegstrecke des Bandes
zu definieren.
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Figur 2 ist eine halbschematische isometrische Ansicht einer
typischen Glüh- und Beizstrecke für warmgewalztes Edelstahl, so wie sie
gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umgeändert worden
ist. Man wird zur Kenntnis nehmen, daß der Linie ein Walzwerk in einer
bevorzugten Position zwischen der Abrollhaspel und der Speicherschleife
hinzugefügt wird. An dieser Stelle wird das Band angehalten wann immer der
Schweißapparat in Betrieb ist. Mittlerweile liefert die Speicherschleife
Band 60 an den Ofen und an die Beiztanks, wobei zu bemerken ist, daß es dem
Band nicht erlaubt werden darf während einer zu langen Zeit in dem Ofen
oder in den Beiztanks zu verweilen, oder es wird beschädigt werden.
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Die Linie der Figur 2 ist ähnlich wie diejenige nach Figur 1 und
gleiche Teile sind mit gleichen Indexziffern versehen worden. In Figur 2
ist ein Sechswalzen-Kaltwalzwerk 23 in der Linie an einem Ort zwischen
Schweißapparat 3 und der Eingangsspeicherschleife installiert. Das
Walzwerke 23 kann zum Beispiel von dem Typ sein wie er in den U.S. Patenten
4270377 und 4531394 beschrieben wird. Kurz ausgedrückt, das Walzwerk
schließt eine Paar Arbeitswalzen 31 und 31a, eine Paar Zwischenwalzen 32
und 32a und eine Paar Stützwalzen 33 und 33a ein. Das Walzwerk kann auch
seitliche Stützwalzen (nicht gezeigt) umfassen, um ein seitliches Abstützen
für die Arbeitswalzen zu gewährleisten. Die Stützwalzen sind innerhalb der
Walzgerüste 34 und 34a in Einbaustücken montiert und die Zwischenwalzen
werden von Elektromotor 35 über das Kammwalzgerüst 36 und die
Antriebswellen 37 und 37a angetrieben. Die Linie umfaßt ebenfalls einen
Spannungszügel, der aus zwei oder mehr Zügelrollen 21 und 21a an der
Eingangsseite des Walzwerks 23 besteht, sowie ein Spannungszügel der aus
zwei oder mehr Zügelrollen 25 und 25a an der Ausgangsseite des Walzwerkes
23 gebildet wird. Die Zügelrollen 21 und 21a werden von Elektromotoren
(Schlepp-Generatoren) 41 und 41a über Spindeln 42 und 42a angetrieben (oder
gebremst). Die Zügelrollen 25 und 25a werden von Elektromotoren 43 und 43a
über Spindeln 44 und 44a angetrieben. Die Transportrollen 20 und 20a sind
am Zugang zu den Zügelrollen 21 und 21a angeordnet, und Walzlinienrollen
22 und 24 werden benutzt, um die Wegstrecke des Bandes 60 durch das
Walzwerk zu definieren. Die Walze 26 an der Ausgangsseite der Zügelrollen
und 25a dient dem gleichen Zweck wie die Walze 4 nach Figur 1, die den
Weg des Bandes 60 bis hin zu der Walze 5 der Eingangsspeicherschleife
definiert und zusätzlich den Einhüllungswinkel des Bandes 60 um die obere
Zügelrolle 25 maximiert. Abstreifrollen 51a und 51b werden benutzt um
überschüssiges Öl von dem Band 60 zu entfernen.
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Wenn das Band 60 zum Stillstand gebracht wird, können die
Arbeitswalzen 31 und 31a des Walzwerkes mit einem minimalen Risiko einer
Oberflächenbeschädigung der Walzen oder des Bandes ausgewechselt werden.
Ferner kann das Band 60 für einige zusätzliche Sekunden aufgehalten werden,
unmittelbar nachdem die Schweißnaht durch den Walzenangriff
hindurchgetreten ist, was eine Zeitspanne für das Ändern der Einstellungen
des Walzwerks vorgibt, wenn die Banddicke, die Breite oder die Legierung
bei der Schweißnaht ändert, bevor mit dem Walzen des nächsten Coils
fortgefahren wird. Diese Anordnung erlaubt es dem Band 60 ebenfalls für
eine kurze Zeit aus dem Walzenspalt entfernt zu werden, um es dem Walzwerk
23 zu erlauben nach einem Walzenwechsel nivelliert zu werden. Das Walzwerk
23, die Abrollhaspel 1 und die Spannungszügel 21-21a und 25-25a am Eintritt
und am Ausgang des Walzwerkes werden dann auf eine Geschwindigkeit über der
Liniengeschwindigkeit beschleunigt, um die Eingangsspeicherschleife erneut
zu füllen.
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Wenn es Platzeinschränkungen gibt, bei einer Nachrüstungsanwendung
zum Beispiel, ist es ebenfalls möglich das Walzwerk 23 zwischen der
Eingangsspeicherschleife und der Glühstrecke 9 anzuordnen, wie dies in der
Ausführung nach Figur 3 gezeigt wird. In der Ausführung der Figur 3 sind
die grundlegenden Linienelemente dieselben wie bei der in Figur 1
illustrierten Linie, und gleiche Teile sind mit gleichen Indexziffern
versehen worden. In Figur 3 sind das Kaltwalzwerk mit Sechswalzengerüst
(mit 23a bezeichnet), zusammen mit Walzlinienrollen 24 und 8 und
Zügelrollen 21-21a und 25-25a zwischen der Eingangsspeicherschleife und der
Glühstrecke 9 angeordnet. Das Band geht von der festen Walze 7 der
Eingangsspeicherschleife hinunter zu der unteren Zügelrolle 21, wobei es
um Zügelrollen 21 und 21a herumgeht. Von den Zügelrollen 21 und 21a geht
das Band durch das Walzwerk 23a, zwischen den das überschüssige Öl
entfernenden Walzen 51 und 51a hindurch, über die feststehende Walze 24 und
um die Zügelrollen 25a und 25 herum. Von der Zügelrolle 25 passiert das
Band 60 unter der feststehenden Walze 8 hin zu dem Ofenabschnitt 9. Der
Rest der Linie nach Figur 3 ist identisch mit derjenigen nach Figur 1.
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Beim Betrieb des Walzwerkes 23 nach der Ausführung aus Figur 2 und
des Walzwerkes 23a nach der Ausführung aus Figur 3 gibt es gewisse
gemeinsame Bedingungen. Zu allererst ist es sehr wichtig, daß das Band sich
wirklich entlang der Mitte der Linie nach unten bewegt, d.h., die
Mittellinie des Bandes stimmt mit der Mittellinie der Linie überein. Aus
diesem Grunde muß große Sorge dafür getragen werden, daß ein ordentliches
Nivellieren des Walzwerkes 23 oder 23a sichergestellt ist.
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Das normale Verfahren, ein Walzwerk zu nivellieren, besteht darin auf
beiden Seiten, sowohl der Antriebs- als auch der Steuerseite des
Walzwerkes, die Anstellschrauben zu verstellen bis ein gewisses Niveau der
Trennkraft erreicht ist, wobei die Arbeitswalzen einander berühren (d.h.,
es ist kein Band im Walzwerk). Danach wird ein weiteres Verstellen der
Anstellschrauben auf der Antriebsseite oder auf der Steuerseite des
Walzwerkes durchgeführt, bis die gleiche Trennkraft auf der Antriebs- und
der Steuerseite erreicht wird. Leider kann in der Ausführung der Figur 3
dieses normale Verfahren des Nivellierens eines Walzwerkes nicht
durchgeführt werden, weil das Band immer durch das Walzwerk hindurchgeht
und die Arbeitswalzen nicht in Kontakt miteinander gebracht werden können.
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Demzufolge müssen, in der Ausführung nach Figur 3, Meßfühler für die
Spurverfolgung des Bandes enthalten sein, um wahrzunehmen ob das aus dem
Walzwerk austretende Band sich auf derselben Linie befindet wie das in das
Walzwerk eintretende Band, und es muß eine Steuerkontrolle im geschlossenen
Regelkreis eingerichtet werden, welche das Walzwerk kippen kann (unter
Einsatz eines differentiellen Verstellens der Anstellschrauben auf der
Antriebs- und Steuerseite), um jede fehlerhafte Spurführung des Bandes zu
korrigieren. Meßfühler für die Spurverfolgung des Bandes sollten sowohl
Meßfühler für die seitliche Position als auch Meßfühler für die
differentielle Spannung einschließen, um zu prüfen ob die Bandspannung auf
beiden Seiten des Bandes gleich ist. Sogar in dem Falle der Ausführung nach
Figur 2, wo das Walzwerk leichter zu nivellieren ist, sollten solche
Meßfühler und Spurverfolgungssysteme angenommen werden.
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Ferner, um sicherzustellen, daß vernünftig flaches Band hergestellt
wird, ist es notwendig, sowohl Zugangs- als auch Ausgangszügel einzubauen,
um sowohl einen rückwärts gerichteten Zug als auch beziehungsweise einen
vorwärts gerichteten Zug aufzubringen.
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Schließlich, da der Walzenangriff geölt werden muß, und da es möglich
sein kann, daß durch Wischen nicht alle Spuren des Öls von der Oberfläche
des das Walzwerk verlassenden Bandes entfernt werden können, müssen die
Ausgangszügelrollen mit einem Material überzogen werden, welches einen
hohen Reibungskoeffizienten gegen öliges Band gewährleistet.
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Während die oben vermerkten Bedingungen sowohl für die Ausführung
nach Figur 2 als auch für die Ausführung nach Figur 3 Anwendung finden, ist
die Ausführung nach Figur 3 durch gewisse zusätzliche Bedingungen
gekennzeichnet. Zum Beispiel muß sich das Band zu jedem Moment durch das
Walzwerk hindurchbewegen. Folglich, wenn sich irgendwelche Walzungsprobleme
entwickeln, dann muß es möglich sein, die Walzen weit genug zu öffnen, um
das Band vollständig freizugeben und einen unversperrten Weg durch das
Walzwerk zu gewährleisten. In der Ausführung nach Figur 3 muß es möglich
sein, alle Walzen des Walzwerkes auszuwechseln während das Band durch das
Walzwerk hindurch passiert. Desweiteren, wenn eine Schweißnaht durch das
Walzwerk hindurchgeht, muß es während der kürzest möglichen Zeitspanne
möglich sein, das Walzwerk zu öffnen, die Einstellungen des Walzwerk erneut
einzustellen und das Walzwerk zu schließen (um das nicht maßhaltige
Material an den Coilenden auf ein Minimum zurückzuführen).
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In der Ausführung der Figur 3, um ein Durchdrehen der Arbeitswalzen
auf der Bandoberfläche zu vermeiden, welches ein Markieren sowohl auf den
Walzen als auch auf dem Band verursachen würde, ist es notwendig
weiterzufahren alle Walzen des Walzwerkes mit der gleichen Geschwindigkeit
wie das Band anzutreiben, jedesmal wenn die Walzen offen sind und sie dabei
sind über dem Band geschlossen zu werden. Schließlich muß es in der
Ausführung der Figur 3 möglich sein, die Arbeitswalzen (und auch die
Zwischenwalzen des Sechswalzengerüstes) während des Durchgangs eines
einzelnen Coils auszuwechseln. Je nach der Coilgröße und der
Liniengeschwindigkeit, impliziert dies gewöhnlich eine zulässige
Walzenauswechselzeit von ungefähr 20 Minuten.
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Bei der Ausübung der vorliegenden Erfindung ist die bevorzugte
Walzwerksausführung das Sechswalzengerüst mit seitlicher Lagerung, bekannt
als das Z-Walzengerüst, das in den obenerwähnten U.S. Patentschriften
4270377 und 4531394 beschrieben worden ist.
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Eine Studie vergleicht die theoretische Leistung eines
Vierwalzengerüstes und eines Sechswalzengerüstes mit seitlicher Lagerung,
welche bei einem Walzwerk für das Walzen von Edelstahlband bis zu einer
Breite von 1524 mm (60") und einer Dicke zwischen 6 mm (0,24 Zoll) und 2
mm (0,08 Zoll) dieselben Walzengerüste und Stützwalzen sowie Lager
benutzen, und sie ist zu den nachfolgenden Schlußfolgerungen gelangt. Bei
allen Breiten über ungefähr 1 m (40") und bei allen Abmessungen von 6 mm
(0,24 Zoll) bis zu 2 mm (0,08 Zoll), waren die Reduzierungen des
Vierwalzengerüstes durch die Trennungskraft der Walzen begrenzt. Es war nur
möglich, eine Reduzierung von 25% für das 2 mm (0,08 Zoll) dicke Material
in weicheren qualitäten zu erzielen. Wenn das Walzwerk umgewandelt wird für
das Betreiben eines Sechswalzengerüstes mit seitlicher Lagerung, ist das
Walzwerk in der Lage um ungefähr 25% bis 60% höhere Reduzierungen als das
Vierwalzengerüst (je nach qualität und Breite) zu bewerkstelligen. Die
Reduzierungen wurden begrenzt durch die Trennungskraft zwischen den Walzen
für die härteren qualitäten und die leichteren Abmessungen. Ansonsten
wurden sie durch das Antriebsdrehmoment des Walzwerkes begrenzt. Es war
möglich, eine bis zu 20% reichende Reduzierung (von der Breite abhängig)
bei einer anfänglichen Abmessung von 6 mm (0,24 Zoll) zu erzielen, um bis
zu der angestrebten Reduzierung von 25% bei 3 mm (0,12 Zoll) und darunter
zu vergrößern. Während ein viel größeres Vierwalzengerüst (oder ein nicht
unterstütztes Sechswalzengerüst) benutzt werden könnte, wäre ein solches
Walzwerk bedeutend teurer und es ist zweifelhaft ob das Leistungsniveau an
dasjenige eines Sechswalzengerüstes mit seitlicher Lagerung heranreichen
würde.
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Es gibt viele existierende nicht benutzte Vierwalzengerüste, die
heutzutage in der Welt zur Verfügung stehen, und das Umwandeln eines
solchen Walzwerkes in ein Sechswalzengerüst mit seitlicher Lagerung und
sein zu einer Anordnung gemäß der vorliegenden Erfindung führender Einbau
würden eine wirtschaftliche Lösung ergeben. Die Umwandlung eines
existierenden Vierwalzengerüstes in ein Sechswalzengerüst mit seitlicher
Lagerung ermöglicht es der Bandbreite wesentlich erhöht zu werden, ohne daß
eine Kapitalinvestition für neue Gerüste, Stützwalzeneinbaustücke und
Stützlager erfordert wäre. Desweiteren ermöglicht es der verringerte
Arbeitswalzendurchmesser des Sechswalzengerüstes mit seitlicher Lagerung
die maximalen Stichreduzierungen sogar bei einer erhöhten Bandbreite zu
erreichen, ohne die Belastungskapazität der Lager, der Einbaustücke oder
der Walzengerüste zu überschreiten.
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Der Vorteil, die Reduzierungen auf dem Walzwerk zu maximieren,
besteht darin, daß das geglühte und gebeizte Band, welches die Linie
verläßt und an das Kaltwalzwerk geliefert wird, von einer leichteren
Abmessung ist. Dies ermöglicht es dem Kaltreversierwalzwerk bis auf eine
verhältnismäßig leichtere fertige Abmessung zu walzen, ohne daß ein
Zwischenglühen erfordert wäre und, für eine gegebene fertige Abmessung,
kann die Anzahl der auf dem Kaltreversierwalzwerk erforderten Stiche
verringert werden. Ferner, jener Anteil der Produktion des Kaltwalzwerkes
welcher vorher lediglich einen Stich erforderte (ein unwirksames Verfahren
auf einem Reversierwalzwerk, weil in einem solchen Fall die Handhabungszeit
sehr hoch ist im Vergleich zu der Walzdauer) kann unmittelbar anschließend
an die das Walzen, Glühen und Beizen bewerkstelligende Linie verladen
werden, da in dieser Linie die erforderliche Abmessung mit Hilfe des
Walzwerkes erzielt wird.