EP1025918B1 - Verfahren und Anlage zum Umformen von Metallband - Google Patents

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EP1025918B1
EP1025918B1 EP00100943A EP00100943A EP1025918B1 EP 1025918 B1 EP1025918 B1 EP 1025918B1 EP 00100943 A EP00100943 A EP 00100943A EP 00100943 A EP00100943 A EP 00100943A EP 1025918 B1 EP1025918 B1 EP 1025918B1
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rollers
rolls
thickness
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Jürgen Seidel
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Definitions

  • the invention relates to a method and a system for forming metal strip in a hot strip rolling mill, consisting of a finishing train, a Cooling section, a driver and a coiler.
  • the strip partly leaves the finishing train with uneven planarity or voltage distribution over the bandwidth. Furthermore, the flatness state changes or the structure shape and distribution within the cooling section. The Uneven properties of the hot strip across the width then lead directly or indirectly to different flatness ratios of the cold strip.
  • US Pat. No. 5,771,731 describes a production plant for the production of hot-rolled flat products, consisting of a multi-stand rolling mill, an outlet roller table with facilities for cooling the hot strip and downstream Winding machines for winding the tape, wherein in the rolling direction Seen behind the winding machines a compact forming stage in the form of a a single or multi-stand rolling mill for rolling thin strips arranged is.
  • the invention is based on the subtask, a method and a system for Adjustment of uniform flatness and tension conditions in the hot strip in order to obtain a flat band in the cold state.
  • Another Partial task is the structure or the mechanical properties as well as the Surface structure of the tape targeted to influence and improve.
  • the essence of the invention is the provision of a method and a plant, wherein the strip material after exiting the cooling zone and before the reeling a Thickness reduction is subjected.
  • a small reduction in thickness is sufficient to those in the finishing train and / or in the cooling section - especially at low reel temperatures - incurred To eliminate unevenness or uneven stress distribution in the belt and thus improving the quality of the tape even when cold.
  • the forming in the finishing train takes place in the austenite or ferrite area, in the second reduction in thickness behind the cooling section, however, is usually exclusive rolled ferritically.
  • the proposed thickness reduction is achieved by, in a first embodiment the gap between the two rolls of a modified (reinforced) Driver itself is set so that a rolling process, i. a thickness reduction, takes place.
  • the driver rollers not only cause the tape to drive, but in addition a thickness decrease.
  • the diameters of the upper and lower rollers or rollers can be equal or be different.
  • the surfaces of the driver rollers or rolls can be smooth or for the purpose of setting a desired tape roughness be roughened.
  • the driver rollers or rollers are influencing the nip Provided actuators. Influencing factors are for example the Schlifform the rollers or their contact pressure. Furthermore, CVC cuts are conceivable or a stripper bend. As a predictor, the cooling of the Working rolls in the scaffolding, for example, a multi-zone cooling. To improve the surface finish of the rollers are online grinding or polishing equipment conceivable.
  • a second belt cooling section should preferably be arranged after the rolling zone, a second belt cooling section. This works either with a low or high pressure system. Such second cooling section is recommended, because they are both for removing the nip for removing the tertiary scale, for further removal of lubricating oil and also for further influencing the band properties.
  • the band between the end of Cooling section and the coiler not only by a driver, but in addition through a stretcher straightener zone.
  • this stretcher zone the belt becomes directed by pulling it with strong train over straightening and bending rolls, the force a diversion.
  • a scaffold to reduce the thickness at the end of a hot rolling process between cooling section and coiler plant is to set a plan Bandes suggested that the employment or actuators of the rolls of the Nachwalzgerüstes or the driver rollers by means of a control loop in dependence be governed by the band properties.
  • the band properties are for example, the temperature distribution, the strip contour or the strip tension distribution. These are added cyclically at the end of the process and act within the control loop on manipulated variables to change the Roll gap size.
  • Thickness reduction over the tape length can vary. At the tape head, for example, only a small reduction in the thickness is intended to mitigate the onslaught. Subsequently, the distance between the driver rollers or the rollers of the Nachwalzgerüstes is reduced to target thickness.
  • the proposed method and apparatus can generally find use in the production of metals. In particular, the machining of steel and aluminum is provided.
  • the single FIGURE shows a plant for forming metal strip, wherein the Plant a finishing train 1 with subsequent cooling section 2, a driver 3 and a coiler 4 includes.
  • the metal strip 5 is after leaving the finishing train 1 passed through a cooling section 2.
  • the thickness reduction is carried out by means of a driver reduction stand 3 '.
  • a Lubrication device 6a, 6b after the Examerreduziergerüst 3 'is a device arranged to remove the lubricant 7a, 7b.
  • the arrangement a cooling element 10 after exit of the tape from the Schwarzerreduziergerüst 3 'advantageous.
  • a deflection roller 8 is provided, which may be formed as planarity measuring roll.
  • the arrangement of a thickness gauge 11 connects. Between the individual parts of the system guide rollers 12 are provided for the band 5.

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  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Straightening Metal Sheet-Like Bodies (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Umformen von Metallband in einer Warmbandwalzanlage, bestehend aus einer Fertigstraße, einer Kühlstrecke, einem Treiber und einer Haspelanlage.
Es ist bekannt, Metall nach dem Gießprozeß in einer Warmbandwalzanlage bis zu bestimmten Dicken zu walzen, um sie dann nach einem Haspelvorgang einer Kaltbandwalzanlage zum Walzen auf das Endmaß zuzuführen. Hierbei werden an das der Kaltbandwalzanlage zugeführte Metallband immer höhere Anforderungen hinsichtlich seiner mechanischen und geometrischen Eigenschaften, insbesondere seiner Planheit, gestellt.
Gleichzeitig besteht die Tendenz, die gewünschten Endeigenschaften des Metallbandes, die sich aus den hintereinandergeschalteten Prozessen von Warm- und Kaltwalzwerk ergeben, schon im Warmwalzprozeß einzustellen bzw. ein Warmband herzustellen, das optimale Voraussetzungen für das sich anschließende Kaltwalzen mitbringt. Ebenfalls werden die Randbedingungen beim Warmwalzen schwieriger. Es werden zunehmend dünnere und breitere Produkte zur Anpassung an das Endprodukt gewünscht, was eine größere Dickenreduktion und einen Einsatz größerer Walzkräfte in den Endgerüsten der Warmbreitbandwalzstraße erfordert. Diese Effekte wirken sich nachteilig auf die Planheit des Warmbandes und somit auch auf die Qualität des Bandes im kalten Zustand aus.
Das Band verläßt zum Teil die Fertigstraße mit einer ungleichmäßigen Planheits- bzw. Spannungsverteilung über der Bandbreite. Weiterhin ändert sich der Planheitszustand bzw. die Gefügeform und -verteilung innerhalb der Kühlstrecke. Die ungleichmäßigen Eigenschaften des Warmbandes über der Breite führen dann direkt oder indirekt zu unterschiedlichen Planheitsverhältnissen des kalten Bandes.
Aus der US - A - 4 074 555 ist ein Verfahren und eine Warmbandstraße zur Ver bessserung der Qualitätseigenschaften von Warmband bekannt. Hierzu wird das heiße Warmband nach dem Walzen bzw. vor dem Aufwickeln streckbiegegerichtet. Bei der Warmbandstraße mit zumindest einem Walzgerüst, einem Auslaufrollengang, ggf. einem Rückzugtreiber und einem Aufwickelhaspel ist vorgesehen, dass dem Auslaufrollengang eine Streckbiege - Richtstation mit in das die Richtstation durchlaufende Warmband eintauchenden Biegerollen zugeordnet ist.
Die US - A - 5 771 731 beschreibt eine Produktionsanlage zur Erzeugung von warmgewalzten Flachprodukten, bestehend aus einer mehrgerüstigen Walzstraße, einem Auslaufrollgang mit Einrichtungen zur Kühlung des Warmbandes und nachgeordneten Wickelmaschinen zum Aufwickeln des Bandes, wobei in Walzrichtung gesehen hinter den Wickelmaschinen eine kompakte Umformstufe in Form eines ein - oder mehrgerüstigen Walzwerkes für das Walzen dünner Bänder angeordnet ist.
Der Erfindung liegt die Teilaufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage zur Einstellung von gleichmäßigen Planheits- und Spannungsverhältnissen im Warmband bereitzustellen, um im Kaltzustand planes Band zu erhalten. Eine weitere Teilaufgabe ist es, das Gefüge bzw. die mechanischen Eigenschaften sowie die Oberflächenstruktur des Bandes gezielt zu beeinflussen und zu verbessern.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmale des Verfahrensanspruchs 1 und durch die Merkmale des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen offenbart.
Kern der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens und einer Anlage, wobei das Bandmaterial nach Austritt aus der Kühlzone und vor dem Haspelvorgang einer Dickenreduzierung unterzogen wird.
Erfindungsgemäß findet trotz Beendigung des eigentlichen Walzprozesses nach dem Durchlauf durch die Fertigstraße demnach ein weiterer Walzprozeß statt.
Eine geringe Dickenreduzierung reicht aus, um die in der Fertigstraße und/oder in der Kühlstrecke - besonders bei niedrigen Haspeltemperaturen - entstandene Unplanheit bzw. ungleichmäßige Spannungsverteilung im Band zu eliminieren und damit die Qualität des Bandes auch im Kaltzustand zu verbessern.
Zwecks weiterer Reduzierung der Enddicke und Veränderung des Gefüges bzw. mechanischer Eigenschaften sind auch größere Dickenabnahmen denkbar.
Die Umformung in der Fertigstraße erfolgt im Austenit- oder Ferritgebiet, bei der zweiten Dickenreduzierung hinter der Kühlstrecke wird jedoch in der Regel ausschließlich ferritisch gewalzt.
Die vorgeschlagene Dickenreduzierung wird erreicht, indem bei einer ersten Ausführungsform der Spalt zwischen den beiden Rollen eines modifizierten (verstärkten) Treibers selbst so eingestellt ist, daß ein Walzprozeß, d.h. eine Dickenreduzierung, stattfindet. Die Treiberrollen bewirken nicht nur ein Treiben des Bandes, sondern zusätzlich eine Dickenabnahme.
Die Durchmesser der oberen und unteren rollen oder Walzen können gleich oder unterschiedlich sein. Die Oberflächen der Treiberrollen bzw. der - walzen können glatt ausgebildet sein oder zwecks Einstellung einer gewünschten Bandrauhigkeit aufgerauht sein.
Vorzugsweise sind die Treiberrollen bzw. die - walzen mit den Walzspalt beeinflussenden Stellgliedern versehen. Einflußgrößen sind beispielsweise die Schlifform der Walzen oder deren Anpreßkraft. Des weiteren sind CVC-Schliffe denkbar oder eine Arbeitswalzenbiegung. Als Einflußgröße kann ferner die Kühlung der Arbeitswalzen in den Gerüsten eingehen, zum Beispiel eine Vielzonenkühlung. Zur Verbesserung der Oberflächengüte der Walzen sind Online-Schleif- oder Poliereinrichtungen denkbar.
Es empfiehlt sich zwecks Steigerung der Dickenreduzierung oder der Einstellung einer gewünschten Oberflächentextur an dem Treibergerüst eine Einrichtung zur Walzspaltschmierung anzuordnen. Vorzugsweise wird hierbei als Stellglied eine über die Bandbreite zonenweise aktivierbare Schmierung vorgeschlagen.
Es ist zu erwarten, daß nach einer derartigen Einrichtung zur Walzspaltschmierung noch unverbrannte Reste des Schmiermittels, vorzugsweise Öl, auf dem Band vorhanden sind. Deshalb empfiehlt es sich, nach einer derartigen Einrichtung eine Einrichtung zur Entfernung des überschüssigen Schmiermittels vorzusehen, beispielsweise durch Anordnung eines Wasserspritzbalkens.
Falls die Dickenreduzierung mittels eines Nachwalzgerüstes erreicht wird, sollte vorzugsweise nach der Walzzone eine zweite Bandkühlstrecke angeordnet sein. Diese arbeitet entweder mit einem Nieder- oder Hochdrucksystem. Eine solche zweite Kühlstrecke ist empfehlenswert, weil sie sowohl zur Entfernung des Walzspaltabriebes, zur Entfernung des Tertiärzunders, zur weiteren Schmierölentfernung sowie ebenfalls zur weiteren Beeinflussung der Bandeigenschaften dient.
Zur besseren Kontrolle ist ein Dickenmeßgerät nach dem Nachwalzgerüst, in Bandlaufrichtung gesehen, vorgesehen.
Vorteilhafterweise wird vorgeschlagen, daß das Band zwischen dem Ende der Kühlstrecke und der Haspelanlage nicht nur durch einen Treiber, sondern zusätzlich durch eine Streckrichterzone läuft. In dieser Streckrichterzone wird das Band gerichtet, indem es mit starkem Zug über Richt- und Biegerollen gezogen wird, die eine Umlenkung erzwingen.
Als besonders bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäß beanspruchten Integration eines Gerüstes zur Dickenreduzierung am Ende eines Warmwalzprozesses zwischen Kühlstrecke und Haspelanlage wird zur Einstellung eines planen Bandes vorgeschlagen, daß die Anstellung oder Stellglieder der Walzen des Nachwalzgerüstes bzw. der Treiberrollen mittels eines Regelkreises in Abhängigkeit von den Bandeigenschaften geregelt werden. Die Bandeigenschaften sind beispielsweise die Temperaturverteilung, die Bandkontur oder die Bandzugspannungsverteilung. Diese werden zyklisch am Ende des Prozesses aufgenommen und wirken innerhalb des Regelkreises auf Stellgrößen zur Veränderung der Walzspaltgröße ein.
In analoger Weise kann die Einstellung der Streckrichterrollen zueinander und zum Band in Abhängigkeit der Bandeigenschaften geregelt werden.
Die Dickenreduzierung über der Bandlänge kann variieren. Am Bandkopf ist beispielsweise nur eine geringe Reduzierung der Dicke gewollt, um den Anstichstoß zu mildern. Anschließend wird der Abstand zwischen den Treiberrollen oder den Walzen des Nachwalzgerüstes auf Solldicke verkleinert.
Das vorgeschlagene Verfahren und die Anlage können allgemein bei der Herstellung von Metallen Einsatz finden. Insbesondere ist die Bearbeitung von Stählen und Aluminium vorgesehen.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung.
Die einzige Figur zeigt eine Anlage zum Umformen von Metallband, wobei die Anlage eine Fertigstraße 1 mit nachfolgender Kühlstrecke 2, einen Treiber 3 und eine Haspelanlage 4 umfaßt. Das Metallband 5 wird nach Verlassen der Fertigstraße 1 durch eine Kühlstrecke 2 geführt.
Die Dickenreduzierung wird mittels eines Treiberreduziergerüstes 3' durchgeführt. Vor dem Treiberreduziergerüst 3', in Bandlaufrichtung gesehen, befindet sich eine Schmiereinrichtung 6a, 6b, nach dem Treiberreduziergerüst 3' ist eine Vorrichtung zum Entfernen des Schmiermittels 7a, 7b angeordnet. Ferner ist die Anordnung eines Kühlelementes 10 nach Austritt des Bandes aus dem Treiberreduziergerüst 3' vorteilhaft.
Zur Einführung des Bandes in die Haspelanlage 4 ist eine Umlenkrolle 8 vorgesehen, die als Planheitsmeßrolle ausgebildet sein kann.
Zur Dickenkontrolle schließt sich die Anordnung eines Dickenmeßgerätes 11 an. Zwischen den einzelnen Anlagenteilen sind Führungsrollen 12 für das Band 5 vorgesehen.

Claims (14)

  1. Verfahren zum Umformen von Metallband (5) in einer Warmbandwalzanlage, wobei das Metallband (5) nach Durchlaufen einer Fertigstraße (1) und einer Kühlstrecke (2) über einen Treiber (3), der aus einer oberen und unteren Treiberrolle besteht, einer Haspelanlage (4) zugeführt wird, wobei das Metallband (5) in dem Bereich zwischen Ende der Kühlstrecke (2) und Haspelanlage (4) einer Dickenreduzierung unterzogen wird.
    dadurch gekennzeichnet, dass zur Dickenreduzierung die Rollen bzw. Walzen (3') des Treibers (3) eingesetzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Metallband (5) zwischen dem Ende der Kühlstrecke (2) und der Haspelanlage (4) zusätzlich durch eine Streckrichterzone läuft.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Regelkreises die Anstellung der dickenreduzierenden Treiberrollen Treiberwalzen (3') oder deren Stellglieder in Abhängigkeit von den Bandeigenschaften geregelt wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass mittels eines Regelkreises die Einstellung der Streckrichterrollen zueinander und zum Metallband (5) in Abhängigkeit von den Bandeigenschaften geregelt wird.
  5. Verfahren nach Ansprüch 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass als Bandeigenschaften die Temperaturverteilung, die Bandkontur oder die Bandzugspannungen eingehen.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 13 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass als zusätzliches Stellglied zur Einstellung der Bandeigenschaften in der Kühlstrecke (2) die Bandtemperaturverteilung über der Breite vor einer Umformung in der Streckrichterzone verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Dickenreduzierung über der Bandlänge unterschiedlich ist.
  8. Anlage zum Umformen von Metallband (5), bestehend aus einer Fertigstraße (1) mit nachfolgender Kühlstrecke (2), Treiber (3) und Haspelanlage (4), wobei im Bereich zwischen dem Ende der Kühlstrecke (2) und der Haspelanlage (4) mindestens zwei Rollen bzw. Walzen (3') so übereinander angeordnet sind, dass sie einen Walzspalt bilden, der kleiner ist als die Banddicke vor den Rollen bzw. Walzen (3'), in Bandlaufrichtung gesehen.
    dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei diesen Rollen bzw. Walzen um die Treiberrollen (3') handelt, die sowohl als Treiber (3) dienen als auch eine Dickenreduzierung durchführen.
  9. Anlage nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Durchmesser der Treiberrollen / Treiberwalzen (3') gleich oder unterschiedlich sind.
  10. Anlage nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächen der Treiberrollen / Treiberwalzen (3') glatt sind oder zwecks Einstellung einer gewünschten Bandrauhigkeit aufgerauht sind.
  11. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass am Treiber (3) eine Einrichtung zur Walzspaltschmierung (6a, 6b) vorgesehen ist, wobei diese vorzugsweise über der Bandbreite zonenweise aktivierbar ist.
  12. Anlage nach Anspruch 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Treiber (3), in Bandlaufrichtung gesehen, eine Einrichtung (7a, 7b) zur Entfernung des Schmiermittels vorgesehen ist.
  13. Anlage nach einem der Ansprüche 4 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Treiber (3), in Bandlaufrichtung gesehen, eine Bandkühlstrecke (10) angeordnet ist.
  14. Anlage nach einem der Ansprüche 8 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Dickenmeßgerät (11) hinter dem Treiber (3), in Bandlaufrichtung, vorgesehen ist.
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