B F I VDEh-lnstitut für angewandte Forschung GmbH B F I VDEh Institute for Applied Research GmbH
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"Verfahren und Bandbehandlunqsanlage, insbesondere Bandwalzstraße oder Bandwalzqerüst zum Vermeiden von Bandklebern beim Haspeln""Process and strip treatment plant, in particular strip rolling mill or strip rolling mill to avoid strip adhesives during reeling"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Bandbehandlungsanlage, insbesondere Bandwalzstraße oder ein Bandwalzgerüst zum Vermeiden von Bandklebern beim Haspeln von bandförmigem Material, insbesondere von metallischem Band auf einem Haspeldorn oder einer Wickelhülse und nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung 101 30 469.2 in Anspruch, auf die inhaltlich Bezug genommen wird.The invention relates to a method and a strip treatment plant, in particular strip rolling mill or a strip rolling stand for avoiding strip adhesives when reeling strip-shaped material, in particular metallic strip on a reel mandrel or a winding tube, and claims the priority of the German patent application 101 30 469.2, to the content Reference is made.
Beim Herstellen von Band, insbesondere von solchem aus Stahl, wird das Material in aller Regel im kalten Zustand auf Bandwalzstraßen oder in Band- walzgerüsten gewalzt. Hierbei verfestigt sich das Werkstoffgefüge zumeist in unerwünschter Weise. Zur Verbesserung des Gefüges und der Werkstoffeigenschaften findet nach dem Kaltwalzen ein rekristallisierendes Glühen statt. Dieses Glühen wird häufig in Festbundglühöfen durchgeführt, bei denen das Band in Form festgewickelter Bunde eingesetzt wird. Beim Glü- hen in solchen Festbundglühöfen kommt es zwischen den Windungen der Bunde oft zu einem Diffusionsverschweißen. Wenn dann nach dem Glühen das Band in einem Nachwalzwerk vom Bund abgewickelt wird, bewirken die verschweißten Stellen einen erhöhten Abwickelwiderstand. Solche Stellen werden als Bandkleber bezeichnet.When producing strip, especially steel, the material is usually rolled in cold condition on strip rolling mills or in strip rolling stands. Here, the material structure mostly solidifies in an undesirable manner. To improve the structure and material properties, recrystallizing annealing takes place after cold rolling. This annealing is often carried out in fixed coil annealing furnaces, in which the strip is used in the form of tightly wound coils. When annealing in such a fixed annealing furnace, diffusion welding often occurs between the coils of the bundles. If, after annealing, the strip is then unwound from the coil in a re-rolling mill, the welded areas result in increased unwinding resistance. Such spots are called tape glue.
Derartige Bandkleber beeinträchtigen die Qualität des fertigen Bandes. So kommt es beim Abwickeln vor allem bei dickeren Bändern im Nachwalzwerk zu einem Aufreißen des Werkstoffs an der Bandoberfläche. Dünnere Bänder neigen dagegen häufiger zu Knicken im Band. Außerdem kommt es beim
Abwickeln von Bändern mit Bandklebern zu einer erheblichen Geräuschbelästigung.Such tape adhesives affect the quality of the finished tape. When unwinding, especially with thicker strips in the re-rolling mill, the material tears open on the surface of the strip. In contrast, thinner ribbons tend to buckle more frequently. It also comes with Unwinding tapes with tape adhesives to a considerable noise pollution.
Diese Geräusche sind für das Bedienungspersonal ein verläßlicher Hinweis auf das Vorhandensein von Bandklebern. In der Regel treten sie bei etwa 0,5 bis 10 %, im Durchschnitt bei etwa 3 bis 5 %, der Produktion von im Bund geglühtem Band auf. Man versucht dann, durch Erhöhen der Bandgeschwindigkeit oder durch Einschwenken und radiales Andrücken einer sogenannten Antikleberrolle gegen die Oberfläche des Bundes im Bereich der Ablösestelle des Bandes vom Bund die Bandschäden zu verringern. Das gelingt aber nur bei schwachen Bandklebern, bei denen die Diffusions- verschweißung nicht besonders stark ist. Um die Stärke und die Anzahl der Bandkleber gering zu halten, hat man bislang nur die Zugkraft des aufwickelnden Haspeldorns möglichst gering gehalten.These noises are a reliable indicator of the presence of tape adhesives for the operating personnel. As a rule, they occur in around 0.5 to 10%, on average around 3 to 5%, of the production of strip annealed in the bundle. Attempts are then made to increase the belt damage by increasing the belt speed or by pivoting and radially pressing a so-called anti-adhesive roller against the surface of the belt in the region of the belt's detachment point. However, this only works with weak tape adhesives where the diffusion welding is not particularly strong. In order to keep the strength and the number of tape adhesives low, only the tensile force of the winding reel mandrel has been kept as low as possible.
Trotz einer möglichst geringen Zugkraft des aufwickelnden Haspeldoms treten immer noch örtliche Druckspannungsspitzen auf, so daß an einzelnen Stellen des Bundes die Windungen zu fest aufeinandergedrückt werden und dort die Bildung von Bandklebern begünstigt wird. Diese Drucks- pannungsspitzen resultieren aus einer unterschiedlichen Zugspannungsverteilung über die Bandbreite, deren Ursache ein unterschiedliches Banddickenprofil und oder eine unterschiedliche Bandlängenverteilung über die Bandbreite sein kann.Despite the lowest possible tensile force of the winding reel dome, local pressure peaks still occur, so that the windings are pressed together too tightly at individual points of the federal government and the formation of tape adhesives is promoted there. These compressive stress peaks result from a different tensile stress distribution over the bandwidth, the cause of which can be a different strip thickness profile and or a different strip length distribution over the bandwidth.
Hiervon ausgehend liegt der Erfindung das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Bandbehandlungsanlage, insbesondere eine Bandwalzstraße oder ein Bandwalzgerüst zu schaffen, bei denen sich das Entstehen von Bandklebern weitgehend vermeiden läßt.Proceeding from this, the invention is based on the problem of creating a method and a strip treatment plant, in particular a strip rolling mill or a strip rolling stand, in which the formation of strip adhesives can be largely avoided.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß beim Aufwickeln die Verteilung des vom Band ausgeübten radialen Druckes auf den Haspeldorn oder einen Wickeldorn über die Bandbreite gemessen, mit den Meß-
werten ein Abbild der tatsächlichen örtlichen Spannungsverteilung im Band erstellt, dieses Abbild als Vorgabe für eine Sollkurve zur Regelung der Bandplanheit verwendet wird, nach der Stellglieder der betreffenden Bandbehandlungsanlage, im Sinne einer gleichmäßigen Druckspannungsvertei- lung verstellt werden.This problem is solved according to the invention in that the distribution of the radial pressure exerted by the strip onto the coiler mandrel or a winding mandrel over the strip width is measured during the winding, with the measuring evaluate an image of the actual local tension distribution in the strip, this image is used as a specification for a target curve for regulating the strip flatness, according to which the actuators of the strip treatment system in question are adjusted in the sense of a uniform compressive stress distribution.
Bei der Erfindung wird die Verteilung des radialen Druckes über die Bandbreite beim Aufwickeln vorzugsweise kontinuierlich gemessen und werden Stellglieder der Bandbehandlungsanlage entsprechend den Meßwerten laufend so verändert, daß die ungleichmäßige Bandlängenverteilung vergleichmäßigt wird. Damit entstehen beim Haspeln weniger Druckspannungsspitzen und folglich auch entsprechend weniger Bandkleber.In the invention, the distribution of the radial pressure over the bandwidth during winding is preferably measured continuously and actuators of the strip treatment system are continuously changed in accordance with the measured values so that the uneven strip length distribution is evened out. This results in fewer compressive stress peaks during reeling and consequently less tape adhesive.
Gegenstand der Erfindung ist außerdem eine Bandbehandlungsanlage, ins- besondere eine Bandwalzstraße oder ein Bandwalzgerüst mit mindestens einem das Band aufwickelnden, angetriebenen Haspeldorn. Die erfindungsgemäße Bandbehandlungsanlage kennzeichnet sich dadurch, daß der Haspeldorn mehrere Sensoren zum Messen des vom Band auf den Haspeldorn ausgeübten radialen Drucks besitzt. Die Sensoren sind vorzugsweise in die dem Band zugekehrten Oberfläche des Dorns eingelassen. Die Dornoberfläche besteht meistens aus mehreren Haspelfallen, die den Haspelkern umgeben. Sie dienen durch Abspreizen vom Haspelkern zur Vergrößerung des Dorndurchmessers. Die Sensoren können außer in den Haspelfallen aber auch im Haspelkern angeordnet sein, wenn der Kern Umfangsabsc nitte besitzt, auf denen das Band aufliegt und diese ausreichend groß sind zur Aufnahme der Sensoren. Außerdem können die Sensoren auch in Wickelhülsen, auf die das Band aufgewickelt wird und die zu diesem Zweck über den Haspeldorn geschoben werden, angeordnet sein.The invention also relates to a strip treatment plant, in particular a strip rolling mill or a strip rolling stand with at least one driven coiler mandrel that winds up the strip. The strip treatment plant according to the invention is characterized in that the coiler mandrel has a plurality of sensors for measuring the radial pressure exerted by the strip on the coiler mandrel. The sensors are preferably embedded in the surface of the mandrel facing the band. The mandrel surface usually consists of several reel traps that surround the reel core. By spreading them out of the reel core, they serve to enlarge the mandrel diameter. In addition to the reel traps, the sensors can also be arranged in the reel core if the core has circumferential sections on which the tape rests and these are sufficiently large to accommodate the sensors. In addition, the sensors can also be arranged in winding tubes onto which the tape is wound and which are pushed over the reel mandrel for this purpose.
Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Sensoren zum Messen des radialen Drucks in einer Reihe parallel zur Dornachse nebeneinander angeordnet sind. Die Sensoren sollten dabei über die gesamte vom Band über-
deckte Breite des Haspeldorns oder der Wickelhülse verteilt angeordnet sein. Je größer die Zahl der Sensoren und je geringer ihr Abstand voneinander ist, um so genauer läßt sich die örtliche Druckverteilung messen.It has proven to be expedient if the sensors for measuring the radial pressure are arranged next to one another in a row parallel to the mandrel axis. The sensors should cover the entire covered width of the reel mandrel or the winding tube can be arranged distributed. The larger the number of sensors and the smaller their distance from one another, the more precisely the local pressure distribution can be measured.
Ferner empfiehlt es sich, die Sensoren zum Messen des radialen Drucks in mehreren, auf dem Umfang des Haspeldorns oder der Wickelhülse verteilten Reihen anzuordnen. Auf diese Weise lassen sich sehr viele Sensoren auf dem Haspeldorn oder der Wickelhülse anordnen und eine Verbesserung der Meßergebnisse erzielen.It is also advisable to arrange the sensors for measuring the radial pressure in a number of rows distributed over the circumference of the coiler mandrel or the winding tube. In this way, a large number of sensors can be arranged on the coiler mandrel or the winding tube and the measurement results can be improved.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispieles näher erläutert. In der Zeichnung zeigt:The invention is explained below with reference to an embodiment shown in the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 einen Haspeldorn mit aufgewickeltem Band in der Draufsicht;Figure 1 is a reel mandrel with wound tape in plan view.
Fig. 2 den Haspeldorn nach Fig. 1 in der Vorderansicht und teilweise im Schnitt;Fig. 2 shows the reel mandrel of Figure 1 in front view and partially in section.
Fig. 3 einen Schnitt nach der Linie II - II in Fig. 2.3 shows a section along the line II-II in FIG. 2.
Der in Fig. 1 dargestellte Haspeldorn 1 gehört zu einem nicht dargestellten Bandwalzgerüst. Auf dem Haspeldorn 1 ist ein Band aufgewickelt, das einen Bund 2 bildet. Die am weitesten innenliegende Windung des Bundes 2 liegt direkt auf Sensoren 3, die in der Oberfläche des Haspeldorns 1 angeordnet sind und diese geringfügig überragen.The coiler mandrel 1 shown in FIG. 1 belongs to a strip mill, not shown. On the coiler mandrel 1, a band is wound, which forms a collar 2. The innermost turn of the collar 2 lies directly on sensors 3, which are arranged in the surface of the coiler mandrel 1 and slightly protrude beyond it.
Die Anordnung der Sensoren 3 ist besonders deutlich in Fig. 2 zu erkennen; sie befinden sich in Bohrungen 4 in der Oberfläche 5 des Haspeldorns 1. Die Oberfläche 5 besteht aus Haspelfallen 6, die einen Haspelkern 7 umge- ben (Fig. 3). Beim Aufwickeln des Bandes sind die Haspelfallen 6 vom Haspelkern 7 etwas abgespreizt, so daß die Oberfläche 5 einen größeren Außendurchmesser als dargestellt aufweist. Am Ende des Wickelvorgangs
lassen sich die Haspelfallen 6 in die dargestellte Position zurückbewegen. Der nun kleinere Außendurchmesser des Haspeldorns 1 erlaubt das Abziehen des Bundes 2 vom Haspeldorn.
The arrangement of the sensors 3 can be seen particularly clearly in FIG. 2; they are located in bores 4 in the surface 5 of the reel mandrel 1. The surface 5 consists of reel traps 6 which surround a reel core 7 (FIG. 3). When winding the tape, the reel traps 6 are slightly spread apart from the reel core 7, so that the surface 5 has a larger outer diameter than shown. At the end of the wrapping process the reel traps 6 can be moved back into the position shown. The now smaller outer diameter of the coiler mandrel 1 allows the bundle 2 to be pulled off the coiler mandrel.