EP1275446B2 - Verfahren zum Beseitigen von Querkrümmungen in Metallbändern - Google Patents

Verfahren zum Beseitigen von Querkrümmungen in Metallbändern Download PDF

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EP1275446B2
EP1275446B2 EP02004606.6A EP02004606A EP1275446B2 EP 1275446 B2 EP1275446 B2 EP 1275446B2 EP 02004606 A EP02004606 A EP 02004606A EP 1275446 B2 EP1275446 B2 EP 1275446B2
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Dr. mont Dipl.-Ing. Noé Andreas
Dipl.- Ing. Noé Rolf
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/02—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling by rollers

Definitions

  • the invention relates to a method for eliminating transverse curvatures in metal strips in a strip processing line with at least one belt treatment device to be traversed by the metal strip, wherein the transverse curves are detected in a belt process line region and eliminated by means of at least one correction roller adjustable in its immersion depth.
  • a metal strip passes through a vertical annealing furnace in a bright-annealing line for stainless steel strips under reduced strip tension, then the metal strip can grind on the inside of the annealing furnace if it has too great a transverse curvature. This results in unwanted band surface damage. Ripples and / or band saber are in such a case usually so small that this is no band surface damage to be feared. It is sufficient in such a case, only sufficient to eliminate the transverse curvature, but not correct any existing ripples and / or band saber.
  • it may be a belt process line with a plurality of belt treatment devices, one of which is a stretch bending and / or tensioning device with a following transverse curvature correction.
  • a stretch bending and / or tensioning device with a following transverse curvature correction.
  • the metal strip may be unplaned after cooling and, in particular, may be subject to a transverse curvature.
  • the next strip treatment device may be a stain, which requires the passage of a metal strip that is sufficiently free of transverse curvature.
  • the invention has for its object to provide a generic method, can be largely eliminated in metal bands transverse curvatures in plant and space-saving and cost-effective manner such that band damage in subsequent belt treatment facilities are not to be feared.
  • a suitable device for carrying out this method is to be created, which is characterized by simple and functional design.
  • the invention teaches a method according to claim 1. If the metal strip in question only transversely curved in one direction, a single correction roller, which generates a semi-elastic opposite bending is sufficient. If the metal strip in question is curved in two directions, for example, in the shape of a hump or trough, the invention recommends that the elimination of these transverse curves be effected by means of correction rollers allocated to each side of the band and consequently by means of two correction rollers. - If the metal strips are sufficiently constant in their transverse curvature behavior, a correction roller (or correction roller) setting which is suitable for eliminating the transverse curvatures can be determined visually for a metal strip of specific quality and then this setting can be stored.
  • the correction roller can be set to the stored value and then produces a sufficiently low transverse metal strip before entering the subsequent strip processing device.
  • the invention recommends that the transverse curvatures of the respective metal strips are measured and the measured values continuously recorded as control variables and after an actual value / target value comparison for the immersion depth of the correction roller (or Correction roller) in a closed loop to compensate for the transverse curvatures.
  • the transverse curvatures can always be eliminated even after the metal strip in question has passed through a strip treatment device which negatively influences the strip plating device. This applies, for example, in the event that the metal strip after a stretch bending or stretching to eliminate transverse curvatures has undergone a Bandplanlage again affecting strip treatment such as an annealing process.
  • the invention provides that the influence of optionally present in the metal strip Ripple on the measurements of the transverse curvature is filtered out by integration of the measured values over a given period of time or by means of a moving averaging.
  • the invention is based on the recognition that the metal strip as a result of ripples at one point over the bandwidth, in the case of edge waves at the edge of the belt, periodically raises and lowers. Consequently, the influence on the measurement of the transverse curvature can be filtered out by, for example, integrating the measurement signals over a sufficient period corresponding to multiple times of the wave period, if appropriate during which the maximum and minimum values are averaged or if a moving averaging takes place.
  • the invention provides that the influence of band saws possibly present in the metal band on the measurements of the transverse curvatures is filtered out by computational correction of the skewed position of the measured transverse curvatures over the bandwidth.
  • the invention is based on the recognition that bandsaw leads to a skew of the transverse curve. This imbalance can be calculated by filtering z. B. each of the average value of the values of two equally distant from the center of the band points is formed.
  • a device for removing transverse curvatures 1 is shown in metal strips 2, wherein in the strip running direction, a measuring device 3 for detecting the transverse curvatures 1 of the respective metal strip 2 is arranged. Furthermore, in the strip running direction in front of a strip treatment device 4, a correction roller 5 which can be set in the immersion depth against the respective metal strip is arranged. The correction roller 5 may be associated with two guide rollers 6 on the opposite hinge side. The correction roller 5 receives depending on the respectively detected transverse curvature 1 from an intermediate control device 7 control signals for Ausregel the transverse curvatures. - It is further indicated that in the strip running direction before the treatment device 4 on the other hinge side a further correction roller 8 may be provided between two opposite guide rollers 9 in order to eliminate bilateral transverse curvatures 1 can.
  • the influence of edge ripples 10 present in the metal strip 2 on the measurements of the transverse curvatures 1 can be filtered out by integration of the measured values over a given period of time or by means of a moving averaging.
  • the influence in the metal strip of existing band saber 11 on the measurements of the transverse curvatures 1 can be filtered out by mathematical correction of the skewed position of the measured transverse curvatures 1 over the bandwidth.

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Beseitigen von Querkrümmungen in Metallbändern in einer Bandprozesslinie mit zumindest einer von dem Metallband zu durchlaufenden Bandbehandlungseinrichtung, wobei die Querkrümmungen in einem Bandprozesslinienbereich erfasst und mittels zumindest einer in ihrer Eintauchtiefe einstellbaren Korrekturrolle eliminiert werden.
  • Es ist ein derartiges Verfahren zum Beseitigen von Querkrümmungen in Metallbändern bekannt, die im Zuge eines kontinuierlichen Richtens im einer Bandprozesslinie streckbiegegerichtet und/oder zuggereckt werden, wobei die Querkrümmung im Anschluss an das Steckbiegerichten und/oder Zugrecken in einem Bandprozesslinienbereich mit einem wesentlich niedrigeren Bandzug als dem im Streckbiegerichtund/oder Zugreckbereich erfasst und mittels einer in Ihrer Eintauchtiefe einstellbaren Korrekturrolle ausgeregelt wird. (Vgl. DE 43 23 385 C1 ). Es gibt jedoch Fälle, wo innerhalb einer Bandprozesslinie das Metallband lediglich weitgehend Querkrümmungsfrei, nicht aber idealplan und folglich auch nicht frei von Welligkeiten und/oder Bandsäbeln sein muss. Durchläuft beispielsweise ein Metallband in einer Blankglühlinie für Edelstahlbänder unter reduziertem Bandzug einen vertikalen Glühofen, dann kann das Metallband an der Innenseite des Glühofens schleifen, wenn es eine zu starke Querkrümmung aufweist. Daraus resultieren unerwünschte Bandoberflächenbeschädigungen. Welligkeiten und/oder Bandsäbel sind in einem solchen Fall in der Regel so klein, dass dadurch keine Bandoberflächenbeschädigungen zu befürchten sind. Es reicht also in einem solchen Fall aus, lediglich die Querkrümmung hinreichend zu beseitigen, nicht aber eventuell vorhandene Welligkeiten und/oder Bandsäbel zu korrigieren. - In einem anderen Fall kann es sich um eine Bandprozesslinie mit mehreren Bandbehandlungseinrichtungen handeln, von denen eine der ersten eine Streckbiegericht- und/oder Zugreckeinrichtung mit nachgeschalteter Querkrümmungskorrektur ist. Folgt beispielsweise hinter der Streckbiegericht- und/oder Zugreckeinrichtung ein Glühofen mit einer Kühlzone, so kann das Metallband nach dem Kühlen wieder unplan und insbesondere mit einer Querkrümmung behaftet sein. Bei der nächsten Bandbehandlungseinrichtung kann es sich um eine Beize handeln, welche den Durchlauf eines hinreichend querkrümmungsfreien Metallbandes verlangt. Zwar könnte man daran denken, im Anschluss an die Beize eine zweite Streckbiegericht- und/oder Zugreckeinrichtung vorzusehen, jedoch ist das nicht nur in anlagentechnischer Hinsicht und aus Kostengründen verhältnismäßig aufwendig, sondern häufig steht für eine solche zweite Streckbiegericht- und/oder Zugreckeinrichtung auch gar nicht der hinreichende Platz zur Verfügung. Ein weiterer Fall sind Beizlinien für dicke Metallbänder aus beispielsweise Kohlenstoffstahl oder Edelstahl. Hat das Metallband beim Durchlaufen der Beize eine Querkrümmung, so können sich die Bandkanten in dort vorhandene Umlenkrollen und gegebenenfalls Abquetschrollen einschneiden und deren Oberflächenbeschichtung beschädigen. Auch hier lässt sich häufig die Investition in eine Streckbiegerichtanlage oder Zugreckanlage nicht rechtfertigen. Dennoch hätte man gern ein hinreichend querkrümmungsarmes Metallband, um Rollenbeschädigungen zu vermeiden.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren anzugeben, nachdem sich in Metallbändern Querkrümmungen in anlagen- und platzsparender sowie kostengünstiger Weise weitgehend derart eliminieren lassen, dass Bandbeschädigungen in nachfolgenden Bandbehandlungseinrichtungen nicht zu befürchten sind. Außerdem soll eine zur Durchführung dieses Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden, die sich durch einfache und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet.
  • Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung ein Verfahren gemäß Anspruch 1.. Ist das betreffende Metallband nur in eine Richtung quergekrümmt, genügt eine einzige Korrekturrolle, welche eine semiplastische Gegenbiegung erzeugt. Ist das betreffende Metallband in beiden Richtungen beispielsweise buckel- oder wannenförmig quergekrümmt, empfiehlt die Erfindung, dass die Eliminierung dieser Querkrümmungen mittels jeder Bandseite zugeordneter Korrekturrollen und folglich mittels zwei Korrekturrollen vorgenommen wird. - Wenn die Metallbänder in ihren Querkrümmungsverhalten hinreichend konstant sind, kann für ein Metallband bestimmter Qualität auf visuellem Wege eine für die Beseitigung der Querkrümmungen geeignete Einstellung der Korrekturrolle (oder Korrekturrollen) ermittelt und dann diese Einstellung abgespeichert werden. Jedes Mal, wenn ein Metallband gleicher Qualität die Bandbehandlungslinie wieder durchläuft, lässt sich die Korrekturrolle auf den gespeicherten Wert einstellen und erzeugt dann ein hinreichend querkrümmungsarmes Metallband vor dem Einlaufen in die nachfolgende Bandbehandlungseinrichtung. Für den Fall, dass die Querkrümmung der Metallbänder variabel ist, empfiehlt die Erfindung, dass die Querkrümmungen der betreffenden Metallbänder gemessen werden und die Messwerte als Regelgrößen fortwährend erfasst und nach einem Ist-Wert/Soll-Wert-Vergleich für die Eintauchtiefe der Korrekturrolle (bzw. Korrekturrolle) in einem geschlossenen Regelkreis zum Ausregeln der Querkrümmungen verwendet werden. Stets lassen sich im Rahmen der Erfindung die Querkrümmungen auch dann eliminieren, nachdem das betreffende Metallband eine die Bandplanlage negativ beeinflussende Bandbehandlungseinrichtung durchlaufen hat. Das gilt beispielsweise für den Fall, dass das Metallband nach einem Streckbiegerichten oder Zugrecken zur Beseitigung von Querkrümmungen eine die Bandplanlage wieder beeinflussende Bandbehandlung wie beispielsweise einem Glühprozess durchlaufen hat.
  • Weitere erfindungswesentliche Merkmale sind im Folgenden aufgeführt. So sieht die Erfindung vor, dass der Einfluss von gegebenenfalls im Metallband vorhandenen Welligkeiten auf die Messungen der Querkrümmungen durch Integration der Messwerte über einen vorgegebenen Zeitraum oder mittels einer gleitenden Mittelwertbildung herausgefiltert wird. In diesem Zusammenhang gibt die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass sich das Metallband in Folge von Welligkeiten an einer Stelle über die Bandbreite, im Falle von Randwellen an Bandrand, periodisch hebt und senkt. Folglich lässt sich der Einfluss auf die Messung der Querkrümmung herausfiltern, indem zum Beispiel die Messsignale über einen ausreichenden, dem mehrfachen der Wellenperiode entsprechenden Zeitraum integriert werden, gegebenenfalls dabei die Maximal- und Minimalwerte gemittelt werden oder eben eine gleitende Mittelwertbildung erfolgt. Weiter sieht die Erfindung vor, dass der Einfluss gegebenenfalls im Metallband vorhandener Bandsäbel auf die Messungen der Querkrümmungen durch rechnerische Korrektur der Schieflage der gemessenen Querkrümmungen über die Bandbreite herausgefiltert wird. In diesem Fall geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass Bandsäbel zu einer Schieflage der Querkrümmungskurve führen. Diese Schieflage lässt sich rechnerisch herausfiltern, indem z. B. jeweils der Mittelwert aus den Werten zweier gleichweit von der Bandmitte entfernter Punkte gebildet wird.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
    • Fig. 1
    Eine erfindungsgemäße Vorrichtung zum Beseitigen von Querkrümmungen in Metallbändern in schematischer Seitenansicht,
    Fig. 2
    eine Querschnitt durch ein Metallband mit Querkrümmung und überlagerter Randwelligkeit,
    Fig. 3
    ein randwelliges, jedoch querkrümmungsfreies Metallband in Seitenansicht seiner Bandlaufrichtung,
    Fig. 4
    einen Querschnitt durch ein Metallband mit reiner Querkrümmung,
    Fig. 5
    einen Querschnitt durch ein Metallband mit reinem Bandsäbel und
    Fig. 6
    ein Metallband mit der Kombination Querkrümmung und Bandsäbel.
  • In den Figuren ist eine Vorrichtung zum Beseitigen von Querkrümmungen 1 in Metallbändern 2 dargestellt, wobei in Bandlaufrichtung ein Messgerät 3 zum Erfassen der Querkrümmungen 1 des betreffenden Metallbandes 2 angeordnet ist. Ferner ist in Bandlaufrichtung vor einer Bandbehandlungseinrichtung 4 eine in die Eintauchtiefe gegen das jeweilige Metallband einstellbare Korrekturrolle 5 angeordnet. Der Korrekturrolle 5 können auf der gegenüberliegenden Bandseite zwei Führungsrollen 6 zugeordnet sein. Die Korrekturrolle 5 erhält in Abhängigkeit von der jeweils erfassten Querkrümmung 1 von einer zwischengeschalteten Regelvorrichtung 7 Stellsignale zum Ausregeln der Querkrümmungen. - Ferner ist angedeutet, dass in Bandlaufrichtung vor der Behandlungseinrichtung 4 auf der anderen Bandseite eine weitere Korrekturrolle 8 zwischen zwei gegenüberliegenden Führungsrollen 9 vorgesehen sein kann, um beidseitige Querkrümmungen 1 eliminieren zu können.
  • Nach den Figuren 2 und 3 kann der Einfluss von im Metallband 2 vorhandenen Randwelligkeiten 10 auf die Messungen der Querkrümmungen 1 durch Integration der Messwerte über einen vorgegebenen Zeitraum oder mittels einer gleitenden Mittelwertbildung herausgefiltert werden. - Nach den Figuren 4 bis 6 kann der Einfluss im Metallband vorhandener Bandsäbel 11 auf die Messungen der Querkrümmungen 1 durch rechnerische Korrektur der Schieflage der gemessenen Querkrümmungen 1 über die Bandbreite herausgefiltert werden.

Claims (3)

  1. Verfahren zum Beseitigen von Querkrümmungen in Metallbändern in einer Bandprozesslinie mit zumindest einer von dem Metallband zu durchlaufenden Behandlungseinrichtung,
    wobei die Querkrümmungen in einem Bandprozesslinienbereich erfasst und mittels zumindest einer in ihrer Eintauchtiefe einstellbaren Korrekturrolle lediglich die Querkrümmungen eliminiert werden,
    wobei die Querkrümmungen des Metallbandes gemessen werden und die Messwerte als Regelgrößen fortwährend erfasst und nach einem Ist-Wert/SollWert-Vergleich für die Eintauchtiefe der Korrekturrolle in einem Regelkreis zum Ausregeln der Querkrümmungen verwendet werden,
    wobei das Eliminieren der Querkrümmungen in einem Bandprozesslinienbereich ummittelbar vor der Bandbehandlungseinrichtung erfolgt,
    wobei der Einfluss von gegebenenfalls im Metallband vorhandenen Welligkeiten auf die Messungen der Querkrümmungen durch Integration der Messwerte über einen vorgegebenen Zeitraum oder mittels einer gleitenden Mittelwertbildung herausgefiltert wird und/oder
    wobei der Einfluss gegebenenfalls im Metallband vorhandener Bandsäbel auf die Messungen der Querkrümmungen durch rechnerische Korrektur der Schieflage der gemessenen Querkrümmungen über die Bandbreite herausgefiltert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass bei auf beiden Seiten des Metallbandes vorhandenen Querkrümmungen deren Eliminierung mittels jeder Bandseite zugeordneter Korrekturrollen erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querkrümmungen eliminiert werden, nachdem das Metallband eine die Bandplanlage negativ beeinflussende Bandbehandlungseinrichtung durchlaufen hat.
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