EP1487595A1 - Verfahren und anlage zur herstellung eines aluminiumbandes mit texturierter oberfl che - Google Patents

Verfahren und anlage zur herstellung eines aluminiumbandes mit texturierter oberfl che

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EP1487595A1
EP1487595A1 EP03722334A EP03722334A EP1487595A1 EP 1487595 A1 EP1487595 A1 EP 1487595A1 EP 03722334 A EP03722334 A EP 03722334A EP 03722334 A EP03722334 A EP 03722334A EP 1487595 A1 EP1487595 A1 EP 1487595A1
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EP
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texturing
rollers
strip
cold
rolling mill
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EP03722334A
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Inventor
René-Pierre Pont
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3A Composites International AG
Original Assignee
Alcan Technology and Management Ltd
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Publication date
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    • B21B2013/021—Twin mills
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    • B21B13/02—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
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    • B21B35/10—Driving arrangements for rolls which have only a low-power drive; Driving arrangements for rolls which receive power from the shaft of another roll

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a strip from aluminum or from an aluminum alloy with a textured surface, a cold-rolled strip being passed through the nip of two texturing rollers provided with a roughness pattern and the roughness pattern under one of the texturing rollers acting on the strip Force is transferred to the belt surface.
  • the invention further relates to a system for producing a cold-rolled strip from aluminum or from an aluminum alloy with a textured surface, with a cold rolling mill.
  • strips and sheets made of aluminum alloys are used to manufacture body parts, whereby the sheets are formed, for example, by deep drawing or stretch drawing.
  • Lubricants must be used to carry out these deep-drawing and other forming processes.
  • a pre-coating of the strips or the sheets in the rolling mill not only simplifies the workflow during the forming process, it also provides optimal transport protection.
  • the cold-rolled strip is coated with an oil or a water-soluble dry lubricant at the strip manufacturer and supplied to the sheet metal processor as a pre-assembled strip for deep drawing.
  • the lubricants show a relatively poor quality on the surface of an aluminum strip produced in a conventional manner over work rolls with a roll cut corresponding to a mill finish surface texture Liability and distribution.
  • the adhesion and distribution properties of dry lubricants on the belt surface can be significantly improved by applying a roughness pattern to the belt surface.
  • the sheet surface is roughened over the correspondingly roughened surface of the work rolls by transferring the roughness pattern when the strip is cold rolled.
  • the roughness patterns applied today to improve the adhesion and the distribution of a dry lubricant on the surface of an aluminum strip are generated by work rolls, for example with the spark erosion process (EDT - Electrical Discharge Texturing), the electron beam process (EBT - Electron Beam Texturing) or the PRETEX process has been roughened. All of these roughening processes lead to a surface texture with randomly distributed, closed “lubricant pockets”.
  • the above-mentioned roughness patterns are transferred to the strip surface with a small pass reduction of approximately 0.05 to 15% in an additional cold rolling pass.
  • this additional cold rolling pass is associated with correspondingly increased production costs.
  • the work rolls provided with a conventional roll grinding must be exchanged for the texturing rolls.
  • the invention has for its object to provide a method and a system of the type mentioned, with which the production costs can be reduced in the production of textured tapes. Another goal is to reduce the loss of capacity of a production plant due to the additional texturing stitch.
  • the solution according to the invention with regard to the method is that the cold-rolled strip passes immediately after it emerges from a cold rolling mill the nip of the two texturing rollers and the textured tape is wound up.
  • the cold-rolled strip is drawn through the nip and the texturing rolls are towed off the strip by the pulling process.
  • the texturing rolls are towed off the strip by the pulling process.
  • the texturing rollers are preferably set to a constant roller force.
  • the texturing rollers are preferably roughened by the spark erosion method (EDT - Electrical Discharge Texturing).
  • the method according to the invention is also suitable for smoothing cold-rolled strips.
  • the rollers are only ground over their circumferential direction, ie the roller grinding consists of a large number of parallel, grooves distributed over the circumference of the work rolls.
  • a texturing roller with texturing rollers is arranged immediately after the cold rolling mill in the strip running direction.
  • the texturing rollers can be connected to a drive unit.
  • An arrangement is preferred in which the texturing rolls in the texturing mill are supported by intermediate rolls and the intermediate rolls are supported by support rollers.
  • the support rollers can be arranged in several sets across the width of the intermediate rollers.
  • the support rollers are preferably operatively connected to hydraulic cylinders controlled by constant force.
  • the texturing mill can be built into the frame of the cold rolling mill.
  • FIG. 1 is a side view of a system for producing a tape with a textured surface.
  • FIG. 2 shows the front view of a texturing roll mill
  • - Fig. 3 shows the cross section through the roller arrangement of the rolling mill of
  • a system shown in FIG. 1 for producing an aluminum strip with a textured surface comprises a cold rolling mill 17 with two work rolls 18, 20 forming a roll gap 19 and two support rolls 22, 24 supporting the work rolls.
  • the work rolls 18, 20 and the support rolls 22, 24 are arranged in a stand 26 in a known manner.
  • a texturing mill 28 which is smaller than the cold rolling mill 17.
  • the texturing mill 28 has two one Roller gap 39 delimiting texturing rollers 38, 40, which are supported by a pair of intermediate rollers 42, 44. Each pair of intermediate rollers 42, 44 is supported by five sets of three support rollers 46, 48.
  • the support rollers 46, 48 are supported in beams 50, 52 which extend across the width of the roller.
  • the upper bar 50 is supported by hydraulic pressure cylinders 58 with respect to an upper frame part 54, the lower bar 52 lies directly on a lower frame part 56.
  • the two frame parts 54, 56 can via hydraulic lifting or.
  • Countersink cylinders 60, 62 are moved towards and away from one another, ie the roller gap 39 can be opened as required if no texturing step is required, or adjusted to the dimension required for a texturing stitch.
  • the roller force is adjusted via the hydraulic pressure cylinders 58 and thus the reduction in thickness on the strip is determined during texturing.
  • a cold-rolled strip wound on a supply roll 14 is fed horizontally to the nip 19 of the cold rolling mill 17 after deflection via a deflection roller 16 in the direction of strip travel x.
  • the strip 12 After exiting the nip 19, the strip 12 enters the nip 39 of the texturing mill 28.
  • the strip 12 After exiting the texturing mill 28, the strip 12 is steered around two further deflection rollers 30, 32 and wound up on a reel 34.
  • the strip thickness is checked between the texturing roller mill 28 and the second deflection roller 30 by means of a thickness measuring device 36.
  • the second deflection roller 30 also serves to check the flatness of the textured belt 12.
  • the work rolls 18, 20 of the cold rolling mill 17 are driven and the strip 12 is drawn into the roll gap 19 by the rolls themselves.
  • the texturing rolls can be actively driven or not driven. If the texturing rollers 38, 40 are not driven, the belt 12 must be pulled through the texturing roller 28. This takes place via the driven reel 34.
  • the braking effect of the texturing rollers 38, 40 leads to a tension-regulating effect, which leads to an improved flatness of the textured Volume 12 leads.
  • the diameter of the texturing rollers 38, 40 is of course smaller than the diameter of the driven work rollers 18, 20 of the cold rolling mill 17. This leads to an improved texture in the strip surface, so that less stitch reduction is required.
  • the diameter of a texturing roller is, for example, about 350 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Confectionery (AREA)

Abstract

Bei einem Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung mit einer texturierten Oberfläche wird ein kalt gewalztes Band (12) unmittelbar nach dem Austreten aus einem Kaltwalzwerk (17) durch den Walzenspalt von zwei mit einem Rauheitsmuster versehenen Texturierwalzen geführt und das texturierte Band (12) aufgehaspelt, wobei das Rauheitsmuster unter einer von den Texturierwalzen auf das Band (12) wirkenden Kraft auf die Bandoberfläche übertragen wird. Bei einer Anlage zur Herstellung eines kalt gewalzten Bandes aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung mit einer texturierten Oberfläche ist unmittelbar nach dem Kaltwalzwerk (17) in Bandlaufrichtung (x) ein Texturierwalzwerk (28) mit Texturierwalzen angeordnet. Mit dem Verfahren und der Anlage kann ein separater Texturierstich und damit gegenüber Verfahren nach dem Stand der Technik ein Walzstich eingespart werden.

Description

Verfahren und Anlage zur Herstellung eines Aluminiumbandes mit textu- rierter Oberfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung mit einer texturierten Oberfläche, wo- bei ein kalt gewalztes Band durch den Walzenspalt von zwei mit einem Rauheitsmuster versehenen Texturierwalzen geführt und das Rauheitsmuster unter einer von den Texturierwalzen auf das Band wirkenden Kraft auf die Bandoberfläche übertragen wird. Die Erfindung betrifft weiter eine Anlage zur Herstellung eines kalt gewalzten Bandes aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung mit einer texturierten Oberfläche, mit einem Kaltwalzwerk.
In der Automobilindustrie werden Bänder und Bleche aus Aluminiumlegierun- gen zur Herstellung von Karosserieteilen eingesetzt, wobei die Bleche beispielsweise durch Tiefziehen bzw. Streckziehen umgeformt werden. Zur Durchführung dieser Tiefzieh- als auch anderer Umformvorgänge müssen Schmiermittel eingesetzt werden. Durch eine Vorbeschichtung der Bänder bzw. der Bleche im Walzwerk wird nicht nur der Arbeitsablauf bei der Umformung vereinfacht, sonders es wird auch ein optimaler Transportschutz erreicht.
Bei einem heute üblichen Vorgehen wird das kalt gewalzte Band beim Bandhersteller mit einem Öl oder einem wasserlöslichen Trockenschmierstoff beschichtet und als vorkonfektioniertes Band zum Tiefziehen an den Blechverarbeiter geliefert.
Auf der Oberfläche eines auf herkömmliche Weise über Arbeitswalzen mit einem Walzenschliff entsprechend einer Millfinish-Oberflächentextur hergestellten Aluminiumbandes zeigen die Schmierstoffe eine verhältnismässig schlechte Haftung und Verteilung.
Die Haftungs- und Verteilungseigenschaften von Trockenschmierstoffen auf der Bandoberfläche lassen sich durch Aufbringen eines Rauheitsmusters auf die Bandoberfläche entscheidend verbessern. Hierbei erfolgt die Aufrauhung der Blechoberfläche über die entsprechend aufgerauhte Oberfläche der Arbeitswalzen durch Übertragung des Rauheitsmusters beim Kaltwalzen des Bandes.
Die heute zur Verbesserung der Haftung und der Verteilung eines Trocken- Schmierstoffes auf der Oberfläche eines Aluminiumbandes aufgebrachten Rauheitsmuster werden durch Arbeitswalzen erzeugt, die beispielsweise mit dem Funkenerodierverfahren (EDT - Electrical Discharge Texturing), dem Elektro- nenstrahlverfahren (EBT - Electron Beam Texturing) oder dem PRETEX-Ver- fahren aufgerauht worden sind. Alle diese Aufrauhverfahren führen zu einer Oberflächentextur mit regellos verteilten, geschlossenen „Schmiermitteltaschen".
Die genannten Rauheitsmuster werden heute mit einer geringen Stichabnahme von etwa 0,05 bis 15% in einem zusätzlichen Kaltwalzstich auf die Bandoberflä- ehe übertragen. In der Praxis ist dieser zusätzliche Kaltwalzstich mit entsprechend erhöhten Produktionskosten verbunden. Zudem müssen zum Aufbringen des Rauheitsmusters jeweils die mit einem üblichen Walzenschliff versehenen Arbeitswalzen gegen die Texturierwalzen ausgetauscht werden.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage der eingangs genannten Art zu schaffen, mit welchen die Gestehungskosten bei der Herstellung texturierter Bänder gesenkt werden können. Ein weiteres Ziel ist es, den durch den zusätzlichen Texturierstich bedingten Kapazitätsverlust einer Produktionsanlage zu vermindern.
Zur erfindungsgemässen Lösung bezüglich des Verfahrens führt, dass das kalt gewalzte Band unmittelbar nach dem Austreten aus einem Kaltwalzwerk durch den Walzenspalt der zwei Texturierwalzen geführt und das texturierte Band aufgehaspelt wird.
Bei dieser Verfahrensweise kann ein separater Texturierstich und damit gegen- über den Verfahren nach dem Stand der Technik ein Walzstich eingespart werden.
Bei einer bevorzugten Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens wird das kalt gewalzte Band durch den Walzenspalt gezogen und die Texturierwal- zen werden durch den Zugvorgang vom Band geschleppt. Selbstverständlich ist es auch möglich, die Texturierwalzen aktiv anzutreiben.
Zur Einstellung einer möglichst über die gesamte Bandbreite konstanten Dicke werden die Texturierwalzen bevorzugt auf eine konstante Walzenkraft einge- stellt.
Für die vorstehend beschriebene Eigenschaft der Bandoberfläche als Träger für ein Trockenschmiermittel sind die Texturierwalzen vorzugsweise nach dem Funkenerodierverfahren (EDT - Electrical Discharge Texturing) aufgerauht.
Es hat sich gezeigt, dass das erfindungsgemässe Verfahren auch zur Glättung kalt gewalzter Bänder geeignet ist. Zu diesem Zweck kann es sich als vorteilhaft erweisen, die Texturierwalzen mit dem heute üblichen, zur Oberflächenqualität „Millfinish" führenden einfachen Walzenschliff der Arbeitswalzen zu versehen. Die Walzen werden hier nur über deren Umfangrichtung geschliffen, d.h. der Walzenschliff besteht aus einer Vielzahl von parallelen, über den Umfang der Arbeitswalzen verteilter Rillen.
Zur erfindungsgemässen Lösung der Aufgabe bezüglich der Anlage führt, dass unmittelbar nach dem Kaltwalzwerk in Bandlaufrichtung ein Texturierwalzwerk mit Texturierwalzen angeordnet ist. Die Texturierwalzen können mit einer Antriebseinheit verbunden sein. Bevorzugt ist eine Anordnung, bei der die Texturierwalzen im Texturierwalzwerk von Zwischenwalzen und die Zwischenwalzen von Stützrollen gestützt sind. Die Stützrollen können in mehreren Sets über die Breite der Zwischenrollen ange- ordnet sein.
Bevorzugt stehen die Stützrollen mit auf konstante Kraft gesteuerten hydraulischen Zylindern in Wirkverbindung.
Aufgrund seiner verhältnismässig geringen Grosse kann das Texturierwalzwerk in das Gerüst des Kaltwalzwerkes eingebaut sein.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie an- hand der Zeichnung; diese zeigt schematisch in
- Fig. 1 die Seitenansicht einer Anlage zur Herstellung eines Bandes mit texturierter Oberfläche;
- Fig. 2 die Frontansicht eines Texturierwalzwerkes; - Fig. 3 den Querschnitt durch die Walzenanordnung des Walzwerkes von
Fig. 2.
Eine in Fig. 1 gezeigte Anlage zur Herstellung eines Aluminiumbandes mit einer texturierten Oberfläche umfasst ein Kaltwalzwerk 17 mit zwei einen Walzenspalt 19 bildenden Arbeitswalzen 18, 20 und zwei die Arbeitswalzen stützenden Stützwalzen 22, 24 auf. Die Arbeitswalzen 18, 20 und die Stützwalzen 22, 24 sind in bekannter Weise in einem Gerüst 26 angeordnet.
Ebenfalls im Gerüst 26 eingebaut ist ein gegenüber dem Kaltwalzwerk 17 klei- neres Texturierwalzwerk 28.
Wie in den Fig. 2 und 3 gezeigt, weist das Texturierwalzwerk 28 zwei einen Walzenspalt 39 begrenzende Texturierwalzen 38,40 auf, die von je einem Paar Zwischenwalzen 42, 44 gestützt werden. Jedes Paar der Zwischenwalzen 42, 44 wird von je fünf Dreiersets Stützrollen 46, 48 gestützt. Die Stützrollen 46, 48 lagern in Balken 50, 52, die sich über die Walzenbreite erstrecken. Der obere Balken 50 ist über hydraulische Druckzylinder 58 gegenüber einem oberen Rahmenteil 54 abgestützt, der untere Balken 52 liegt einem unteren Rahmenteil 56 direkt auf. Die beiden Rahmenteile 54, 56 können über hydraulische Hebebzw. Senkzylinder 60, 62 aufeinander zu und von einander weg bewegt werden, d.h. der Walzenspalt 39 kann je nach Bedarf geöffnet werden, wenn kein Texturierschritt erforderlich ist, bzw. auf die für einen Texturierstich erforderliche Dimension eingestellt werden. Über die hydraulischen Druckzylinder 58 wird die Walzenkraft eigestellt und damit die Dickenabnahme am Band während der Texturierung festgelegt.
Zum Aufbringen einer Oberflächentextur wird ein auf einer Vorratsrolle 14 aufgewickeltes kalt gewalztes Band nach dem Umlenken über eine Umlenkrolle 16 in Bandlaufrichtung x horizontal dem Walzenspalt 19 des Kaltwalzwerkes 17 zugeführt. Nach dem Austritt aus dem Walzenspalt 19 tritt das Band 12 in den Walzenspalt 39 des Texturierwalzwerkes 28 ein. Nach dem Austritt aus dem Texturierwalzwerk 28 wird das Band 12 um zwei weitere Umlenkrollen 30, 32 gelenkt und auf einem Haspel 34 aufgewickelt. Zwischen dem Texturierwalzwerk 28 und der zweiten Umlenkrolle 30 wird über ein Dickenmessgerät 36 die Banddicke kontrolliert. Die zweite Umlenkrolle 30 dient gleichzeitig dazu, die Ebenheit des texturierten Bandes 12 zu überprüfen.
Die Arbeitswalzen 18, 20 des Kaltwalzwerkes 17 sind angetrieben und der Einzug des Bandes 12 in den Walzenspalt 19 erfolgt durch die Walzen selbst. Die Texturierwalzen können aktiv angetrieben oder nicht angetrieben sein. Sind die Texturierwalzen 38, 40 nicht angetrieben, so muss das Band 12 durch das Texturierwalzwerk 28 gezogen werden. Dies erfolgt über den angetriebenen Haspel 34. Die Bremswirkung der Texturierwalzen 38, 40 führt zu einem span- nungsregulierenden Effekt, der zu einer verbesserten Ebenheit des texturierten Bandes 12 führt.
Der Durchmesser der Texturierwalzen 38,40 ist naturgemäss kleiner als der Durchmesser der angetriebenen Arbeitswalzen 18, 20 des Kaltwalzwerkes 17. Dies führt zu einer verbesserten Textur in der Bandoberfläche, so dass eine geringere Stichabnahme erforderlich ist. Der Durchmesser einer Texturierwalze liegt beispielsweise bei etwa 350 mm.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Bandes aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung mit einer texturierten Oberfläche, wobei ein kalt gewalztes Band (12) durch den Walzenspalt (39) von zwei mit einem Rauheitsmuster versehenen Texturierwalzen (38,40) geführt und das Rauheitsmuster unter einer von den Texturierwalzen (38,40) auf das Band (12) wirkenden Kraft auf die Bandoberfläche übertragen wird,
dadurch gekennzeichnet, dass
das kalt gewalzte Band (12) unmittelbar nach dem Austreten aus einem Kaltwalzwerk (17) durch den Walzenspalt (39) der zwei Texturierwalzen (38,40) geführt und das texturierte Band (12) aufgehaspelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das kalt gewalzte Band (12) durch den Walzenspalt (39) gezogen wird und die Texturierwalzen (38,40) durch den Zugvorgang vom Band (12) geschleppt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierwalzen (38,40) aktiv angetrieben werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierwalzen (38,40) auf eine konstante Walzenkraft eingestellt werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierwalzen (38,40) nach dem Funkenerodierverfahren (EDT - Electrical Discharge Texturing) aufgerauht sind.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierwalzen (38,40) einen aus einer Vielzahl von parallelen, über den Umfang der Walzen verteilten Rillen bestehenden Walzenschliff aufweist.
7. Anlage zur Herstellung eines kalt gewalzten Bandes aus Aluminium oder aus einer Aluminiumlegierung mit einer texturierten Oberfläche, mit einem Kaltwalzwerk (17),
dadurch gekennzeichnet, dass
unmittelbar nach dem Kaltwalzwerk (17) in Bandlaufrichtung (x) ein Texturierwalzwerk (28) mit Texturierwalzen (38,40) angeordnet ist.
8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierwalzen (38,40) mit einer Antriebseinheit verbunden sind.
9. Anlage nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Texturierwalzen (38,40) im Texturierwalzwerk (28) von Zwischenwalzen (42,44) und die Zwischenwalzen (42,44) von Stützrollen (46,48) gestützt sind.
10. Anlage nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass mehrere Sets Stützrollen (46,48) über die Breite der Zwischenrollen (42,44) angeordnet sind.
11. Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Stützrollen (46,48) mit auf konstante Kraft gesteuerten hydraulischen Zylindern (58) in Wirkverbindung stehen.
12. Anlage nach einem der Ansprüche 7 bis 11 , dadurch gekennzeichnet, dass das Texturierwalzwerk (28) in das Gerüst (26) des Kaltwalzwerkes (17) eingebaut ist.
EP03722334A 2002-03-12 2003-02-28 Verfahren und anlage zur herstellung eines aluminiumbandes mit texturierter oberfl che Withdrawn EP1487595A1 (de)

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