EP1420903B1 - Verfahren und vorrichtung zum haspeln von dünnem metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen stahlband - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum haspeln von dünnem metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen stahlband Download PDF

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EP1420903B1
EP1420903B1 EP02797597A EP02797597A EP1420903B1 EP 1420903 B1 EP1420903 B1 EP 1420903B1 EP 02797597 A EP02797597 A EP 02797597A EP 02797597 A EP02797597 A EP 02797597A EP 1420903 B1 EP1420903 B1 EP 1420903B1
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strip
winding
diameter
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Klaus Ginsberg
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    • B21C47/32—Tongs or gripping means specially adapted for reeling operations

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for reeling thin metal strip, in particular of hot or cold rolled thin steel strip, on a reel mandrel which is adjusted in diameter, wherein at the beginning of the coil inner turns are wound on the set coiler mandrel diameter and after the coiler is pulled out or the coil is pulled off when the coil is finished.
  • High-quality hot rolled thin steel strip has recently been produced in larger quantities and is approaching the amounts and thicknesses of cold rolled steel strip. The reason is great progress in the rolling technology of hot-rolled flat strip. It is currently economical to produce very thin ultra-thin gauges of less than 2 mm in ever larger quantities.
  • the rolling mills are capable of producing such thin hot flat products, the following machines, e.g. the roller table, the belt cooling, the reel, the federal transport u. Like. Meet the new requirements.
  • a problem during and after winding thin steel bands is that the coil inner coils loosen and collapse.
  • a later mounting of the coil on a reel mandrel of the unwinding machine or a further processing machine is not possible or only with additional effort.
  • the coil inner turns must be cut out of the coil eye by hand. This manual work reduces the productivity of the plant.
  • the problem of collapse of the inner coil begins with increasing decrease in belt thickness. An influence is also exerted by parameters such as e.g. Material properties, reel temperature and bandwidth off. In this case, the metal strip no longer has sufficient inherent rigidity and falls due to its own weight in the coil inner opening (coil eye) and thereby reduces the coil inner diameter. The problem occurs immediately after winding and removal of the coil from the coiler mandrel and is further enhanced by the further transport to the release of several internal turns. In cold rolling and winding of thin steel strip, the aforementioned spot welding method or tacking is applied to a sleeve by welding or by winding.
  • JP 50 113 456 A It is known (JP 50 113 456 A) to introduce profile elevations and profile depressions as holes and lobes by means of punching at one point of the circumference for connecting adjacent inner turns.
  • such holes and lobes forming hooks are cumbersome, if not dangerous.
  • the connection is only at one point of the circumference.
  • the invention has for its object to prevent the loosening of individual turns in the coil eye by stiffening turns.
  • the first turn (s) are / are stiffened in such a way that the end of the strap can again support itself and individual turns can not be released. It is sufficient to profile just a little more than an inner turn. It is by no means necessary to profile more than 2 - 3 turns.
  • the tread grooves are pressed over the provided with profile beads, rotationally driven reel dome.
  • Another embodiment provides that after winding the first turn on the reel mandrel, a post-spreading occurs and the tread grooves are pressed with a band and material-dependent force in the inner turns. As a result, neither the previous operation nor the design of the coiler mandrel are changed significantly.
  • the method can be advantageously applied to strip thicknesses of the order of 0.4 to 1.8 mm.
  • the associated device for winding thin metal strip in particular of hot or cold rolled thin steel strip, with a drivable coiler mandrel adjustable by means of expandable segments in diameter and adjustable to a winding inner diameter and a diameter for loosening the finished coil, solves the Asked task according to the invention in that the segments are provided with segment-shaped profile beads. These profile beads press through the coiler mandrel lead or a Nachsp Schwarzvorgang in the metal strip, forming therein grooves that lead beads similar to a stiffening of the grooved inner turns.
  • the profile beads are designed according to the necessary plastic metal band deformation and need not form any obstruction when pulling the coil from the coiler mandrel. As a result, no additional machine is required, but only one additional function to the reel dome. When impressing the grooves, no damage to the strip edges takes place by welding or bonding. Existing plants can be easily retrofitted. There are only small investment costs required. In downstream plants, no changes need to be made.
  • segment-shaped profile beads are interchangeable and can be adapted to the metal strip in width and height.
  • the width and the height of the profile beads depending on the strip thickness and the material properties can be fixed according to a further advantage.
  • thin metal strip in particular thin steel strip, is wound on a roller table 2 in a coiler station 3 onto a reel mandrel 3 a, the metal strip 1 being shaped and wound by means of deflection shells 7 via a pair of driver rollers 4 and guides 5 and 6.
  • the Umlenkschalen 7 and pressure rollers 8 by means of adjusting cylinders 9, the position sensor 10 have controlled, adjustable.
  • the coil 11 is formed as shown in FIG. 2.
  • the coiler station 3 which is connected, for example, a hot strip mill rolling mill
  • the coil 11 is formed on the reel mandrel 3 a in such a way that the incoming with rolling speed (warm) metal strip 1 on the Pressure rollers 8 and the pulleys 7 is wound around the reel mandrel 3 a, wherein the metal strip 1 is guided around by means of hydraulically on the adjusting cylinder 9 and the position sensor 10, so that a first inner coil 12 is formed with a strip beginning 13.
  • the diameter of the reel mandrel 3 a is usually adjustable via four movable segments 3 b mounted on the circumference of the coiler mandrel 3 a.
  • the reel dome has a maximum and a minimum diameter, which is preset with mechanical stops.
  • the wrap phase begins with a mean diameter, i. From this position of the segments 3b can be done on the one hand a retraction for the purpose of rapid construction of the frictional engagement between the reel mandrel 3b and the metal strip 1, on the other hand, the reel mandrel 3a can be despread to remove the coil 11 from the reel mandrel 3a.
  • the first inner coil 12 is placed around the pre-spread reel mandrel 3 a and begins to tighten on the reel mandrel 3 a.
  • the first inner turn 12 tends to fall with the beginning of the strip 13 below the inner diameter 14 of the coil eye 15.
  • profiled beads 16 are respectively attached to the segments 3b of the coiler mandrel 3a and form circumferential protrusions.
  • tread grooves 17 Fig. 3
  • a profile groove 17 can impress into the second inner turn 18, as can be seen in the enlarged detail A of FIG. 3.
  • the inner coils 12 give themselves and 18 together stiffer and prevent the tendencies of collapse shown in Figure 2.
  • the segment-shaped profile beads 17 may be designed to be interchangeable and vary in width and height, ie, each adapted to the metal strip 1. Apart from the strip thickness, the material properties of the metal strip 1 are decisive for the adaptation.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)
  • Continuous Casting (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Winding Of Webs (AREA)
  • Storage Of Web-Like Or Filamentary Materials (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, auf einen Haspeldom, der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen auf den eingestellten Haspeldorn-Durchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils der Haspeldom herausgezogen oder das Coil abgezogen wird.
  • Warmgewalztes dünnes Stahlband in hochwertiger Qualität wird in letzter Zeit in größeren Mengen hergestellt und nähert sich den Mengen und Dicken von kaltgewalztem Stahlband. Der Grund sind große Fortschritte der Walztechnologie von warmgewalztem Flachband. Es ist derzeit wirtschaftlich, sehr dünne Warmflachprodukte (Ultra Thin Gauges) von unter 2 mm in immer größeren Mengen zu produzieren.
  • Nachdem die Walzanlagen befähigt sind, solche dünnen Warmflachprodukte herzustellen, müssen auch die nachfolgenden Maschinen wie z.B. der Rollgang, die Bandkühlung, der Haspel, der Bundtransport u. dgl. den neuen Anforderungen gerecht werden.
  • Ein Problem während und nach dem Aufwickeln von dünnen Stahlbändem besteht darin, dass die Coil-Innenwindungen sich lösen und in sich zusammenfallen. Ein späteres Aufziehen des Coils auf einen Haspeldom der Abwickelmaschine oder einer Weiterverarbeitungsmaschine ist nicht oder nur unter zusätzlichem Aufwand möglich. Die Coil-Innenwindungen müssen per Hand aus dem Coil-Auge herausgeschnitten werden. Diese Handarbeit reduziert die Produktivität der Anlage.
  • Es ist bekannt (US 5,705,782) eine Punktschweißmaschine, die an einer Haltevorrichtung mit Führung angeordnet ist, in das Coil-Auge einzuführen und mittels Elektroden die Schweißpunkte an der Coil-Innenwindung zu setzen.
  • Das Problem des Zusammenfallens der Innenwindung beginnt mit zunehmender Abnahme der Banddicke. Einen Einfluss üben auch Parameter, wie z.B. Werkstoff-Eigenschaften, Haspel-Temperatur und Bandbreite aus. Dabei besitzt das Metallband nicht mehr ausreichende Eigensteifigkeit und fällt aufgrund seines Eigengewichts in die Coil-Innenöffnung (Coil-Auge) hinein und verkleinert dadurch den Coil-Innendurchmesser. Das Problem tritt unmittelbar nach dem Aufwickeln und Abziehen des Coils vom Haspeldom auf und wird durch den Weitertransport noch verstärkt bis zum Lösen mehrerer Innenwindungen. Beim Kaltwalzen und Wickeln von dünnem Stahlband wird die erwähnte Punktschweißmethode oder Heften durch Schweißen oder durch Aufwickeln auf eine Hülse angewendet.
  • Es ist bekannt (JP 50 113 456 A), Profilerhöhungen und Profilvertiefungen als Löcher und Lappen im Wege des Stanzens an einer Stelle des Umfangs zur Verbindung aneinandergrenzender Innenwindungen einzubringen. Für einen im Durchmesser verstellbaren Haspeldorn sind solche Löcher und Lappen, die Haken bilden, hinderlich, wenn nicht sogar gefährüch. Außerdem besteht die Verbindung nur an einer Stelle des Umfangs.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Lösen einzelner Windungen im Coil-Auge durch Versteifen von Windungen zu verhindern.
  • Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß durch das Verfahren des Anspruchs 1 gelöst.
  • Dadurch wird/werden die erste/n Windung/en derart versteift, dass das Bandende sich wieder selbst tragen kann und sich einzelne Windungen nicht lösen können. Dabei reicht es aus, nur etwas mehr als eine Innenwindung zu profilieren. Es ist in keinem Fall, erforderlich, mehr als 2 - 3 Windungen zu profilieren.
  • Vorteilhafterweise werden die Profilrillen über den mit Profilwülsten versehenen, drehangetriebenen Haspeldom eingedrückt.
  • Weiterhin kann das Eindrücken der Profile während des umlaufs des Metallbandes erfolgen.
  • Eine andere Ausgestaltung sieht vor, dass nach dem Wickeln der ersten Windung auf dem Haspeldom ein Nachspreizen erfolgt und die Profilrillen mit einer band- und werkstoffabhängigen Kraft in die Innenwindungen eingedrückt werden. Dadurch werden weder der bisherige Betriebsablauf noch die Gestaltung des Haspeldoms nennenswert geändert.
  • Das Verfahren kann auf Banddicken in der Größenordnung von 0,4 bis 1,8 mm vorteilhaft angewendet werden.
  • Die zugehörige Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldom, der mittels spreizbaren Segmenten im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel-Innendurchmesser und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils einstellbar ist, löst die gestellte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass die Segmente mit segmentförmigen Profilwülsten versehen sind. Diese Profilwülste drücken sich durch die Haspeldom-Voreilung oder einem Nachspreizvorgang in das Metallband ein, bilden darin Rillen, die Sicken ähnlich zu einer Versteifung der gerillten Innenwindungen führen. Die Profilwülste sind entsprechend der notwendigen plastischen Metallband-Verformung ausgelegt und brauchen beim Abziehen des Coils vom Haspeldom keine Behinderung zu bilden. Dadurch wird keine zusätzliche Maschine benötigt, sondem dem Haspeldom nur eine Weitere-Funktion übertragen. Beim Eindrücken der Rillen findet keine Beschädigung der Bandkanten durch Schweißen oder Binden statt. Bestehende Anlagen können leicht nachgerüstet werden. Es sind nur geringe Investitionskosten erforderlich. In nachgeschalteten Anlagen brauchen keine Veränderungen vorgenommen zu werden.
  • In Ausgestaltung dieser Vorrichtung ist vorgesehen, dass die segmentförmigen Profilwülste austauschbar sind und an das Metallband in Breite und Höhe anpassbar sind.
  • Dabei können nach einem weiteren Vorteil die Breite und die Höhe der Profilwülste in Abhängigkeit der Banddicke und der Werkstoff-Eigenschaften festlegbar sein.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt, die nachfolgend näher erläutert werden.
  • Es zeigen:
    • Fig. 1
    eine Seitenansicht einer kompletten Haspelvorrichtung mit Transport-Rollgang,
    Fig. 2
    ein fertiges Coil in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 3
    einen perspektivischen Schnitt durch das Coil mit der Einzelheit "A" einer vergrößerten Innenwindung,
    Fig. 4
    eine perspektivische Ansicht eines Haspeldorns.
  • Gemäß Fig. 1 wird dünnes Metallband 1, insbesondere dünnes Stahlband, auf einem Rollgang 2 in einer Haspelstation 3 auf einen Haspeldom 3a gewickelt, wobei das Metallband 1 über ein Treiberrollenpaar 4 und Führungen 5 und 6 mittels Umlenkschalen 7 geformt und aufgewickelt wird. Dabei sind die Umlenkschalen 7 und Andrückrollen 8 mittels Anstellzylindern 9, die Positionsgeber 10 aufweisen, gesteuert anstellbar.
  • Am Ende entsteht das Coil 11 gemäß Fig. 2. In der Haspelstation 3, die z.B. einer Warmbreitband-Walzstraße angeschlossen ist, wird das Coil 11 auf dem Haspeldom 3a in der Weise gebildet, dass das mit Walzgeschwindigkeit einlaufende (warme) Metallband 1 über die Andrückrollen 8 und die Umlenkrollen 7 um den Haspeldom 3a gewickelt wird, wobei das Metallband 1 mittels hydraulisch über die Anstellzylinder 9 und die Positionsgeber 10 herumgeführt wird, so dass eine erste Innenwindung 12 mit einem Bandanfang 13 geformt wird. Der Durchmesser des Haspeldoms 3a ist üblicherweise über vier am Umfang des Haspeldomes 3a angebrachte bewegliche Segmente 3b einstellbar.
  • Der Haspeldom besitzt einen maximalen und einen minimalen Durchmesser, der mit mechanischen Anschlägen voreingestellt wird. Die Anwickelphase beginnt mit einem mittleren Durchmesser, d.h. aus dieser Stellung der Segmente 3b kann zum einen ein Nachspreizen zwecks schnellen Aufbaus des Reibschlusses zwischen dem Haspeldom 3b und dem Metallband 1 erfolgen, zum anderen kann der Haspeldom 3a entspreizt werden zum Abziehen des Coils 11 vom Haspeldom 3a.
  • In der Anwickelphase drehen sich die Andrückrollen 8 und der Haspeldom 3a mit höherer Geschwindigkeit (sog. Voreilung) als das einlaufende Metallband 1. Die erste Innenwindung 12 wird um den vorgespreizten Haspeldom 3a gelegt und beginnt sich auf dem Haspeldom 3a festzuziehen. Die erste Innenwindung 12 neigt dazu, mit dem Bandanfang 13 unter den Innendurchmesser 14 des Coil-Auges 15 einzufallen.
  • Dieses Einfallen soll nunmehr beseitigt werden. Nach dem Verfahren wird wie folgt vorgegangen: Die Nachspreizphase setzt ein und die Segmente 3b werden mit einer vom Metallband 1 und seinem Werkstoff abhängigen Kraft in die erste Innenwindung 12 hineingedrückt.
  • Hierzu sind (Fig. 3 und 4) auf den Segmenten 3b des Haspeldornes 3a jeweils Profilwülste 16 angebracht, die segmentförmig umlaufende Erhöhungen bilden. Mit der Voreilung oder dem Nachspreizvorgang drücken sich die Profilwülste 16 mit Profilrillen 17 (Fig. 3) in das Metallband 1 ein. Dabei kann sich eine Profilrille 17 bis in die zweite Innenwindung 18 einprägen, wie in der vergrößerten Einzelheit A der Fig. 3 sichtbar ist. Dadurch geben sich die Innenwindungen 12 und 18 zusammen steifer und verhindern die zu Fig. 2 gezeigten Tendenzen des Zusammenfallens.
  • Die segmentförmigen Profilwülste 17 können austauschbar gestaltet sein und in Breite und Höhe variieren, d.h. jeweils dem Metallband 1 angepasst werden. Für die Anpassung sind außer der Banddicke die Werkstoff-Eigenschaften des Metallbandes 1 maßgebend.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Metallband
    2
    Rollgang
    3
    Haspelstation
    3a
    Haspeldorn
    3b
    Segment
    4
    Treiberrollenpaar
    5
    Führung
    6
    Führung
    7
    Umtenkschale
    8
    Andrückrolle
    9
    Anstellzylinder
    10
    Positionsgeber
    11
    Coil
    12
    erste Innenwindung
    13
    Bandanfang
    14
    Innendurchmesser
    15
    Coil-Auge
    16
    Profilwülste
    17
    Profilrille
    18
    zweite Innenwindung
    29
    Bandende
    30
    Außendurchmesser des Coils

Claims (7)

  1. Verfahren zum Haspeln von dünnem Metallband (1), insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnem Stahlband, auf einen Haspeldom (3a), der im Durchmesser verstellt wird, wobei zu Beginn die Coil-Innenwindungen (12) auf den eingestellten Haspeldorn-Durchmesser gewickelt werden und nach dem Fertigwickeln des Coils (11) der Haspeldorn (3a) herausgezogen oder das Coil (11) abgezogen wird, wobei in einen oder in mehrere aneinander grenzende Innenwindungen (12) am Umfang eine oder mehrere Profilerhöhungen oder Profilvertiefungen eingebracht werden,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Profilerhöhungen oder Profilvertiefungen Profilrillen (17) über den Umfang durch den mit Profilwülsten (16) versehenen, drehangetriebenen Haspeldorn (3a) während des Wickelns des Metallbandes (1) eingedrückt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass in eine oder mehrere aneinandergrenzende Innenwindungen (12) am Umfang eine oder mehrere Profilrillen (17) über den mit Profilwülsten (16) versehenen, drehangetriebenen Haspeldorn (3a) während des Umlaufs eingedrückt werden.
  3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass nach dem Wickeln der ersten Windung (12) auf dem Haspeldorn (3a) ein Nachspreizen erfolgt und die Profilrillen (17) mit einer band- und werkstoffab-hängigen Kraft in die Innenwindungen (12) eingedrückt werden.
  4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass Banddicken in der Größenordnung von 0,4 bis 1,8 mm verarbeitet werden.
  5. Vorrichtung zum Haspeln von dünnem Metallband (1), insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen Stahlband, mit einem antreibbaren Haspeldorn (3a), der mittels spreizbaren Segmenten (3b) im Durchmesser verstellbar und auf einen Wickel-Innendurchmesser (14) und auf einen Durchmesser zum Lösen des fertigen Coils (11) einstellbar ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Segmente (3b) mit segmentförmigen Profilwülsten (16) versehen sind.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass segmentförmigen Profilwülste (16) austauschbar sind und an das Metallband (1) in Breite und Höhe anpassbar sind.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 5 oder 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Breite und Höhe der Profilwülste (16) in Abhängigkeit der Banddicke und der Werkstoff-Eigenschaften festlegbar sind.
EP02797597A 2001-08-29 2002-08-20 Verfahren und vorrichtung zum haspeln von dünnem metallband, insbesondere von warm- oder kaltgewalztem dünnen stahlband Expired - Lifetime EP1420903B1 (de)

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