EP1820583B1 - Verfahren und Vorrichtung zur Erzeugung eines zu einem Coil wickelbaren Metallbandes - Google Patents

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EP1820583B1
EP1820583B1 EP07002969A EP07002969A EP1820583B1 EP 1820583 B1 EP1820583 B1 EP 1820583B1 EP 07002969 A EP07002969 A EP 07002969A EP 07002969 A EP07002969 A EP 07002969A EP 1820583 B1 EP1820583 B1 EP 1820583B1
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metal strip
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metal
horizontal
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Thomas Winterfeldt
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SMS Meer GmbH
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
    • B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
    • B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
    • B22D11/0637—Accessories therefor
    • B22D11/0694—Accessories therefor for peeling-off or removing the cast product
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C49/00—Devices for temporarily accumulating material

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for producing a wound into a coil metal strip in a provided with a parent control horizontal Bandgitstrom in which or which the metal strip by means of a peel unit in a mit-like cycle aust from a molten metal container associated mold and over a belt separating unit is fed to a belt rolling machine which is displaceable in the longitudinal direction of the metal belt and in which the metal belt is wound in a roll-supported manner to the coil.
  • Such a horizontal strip caster with a linearly movable Bandeinrollmaschine or Einrollisme on which the present after the solidification of the molten metal introduced from a holding furnace in the downstream mold metal coil is wound, is through the EP-B1-0 972 592 known.
  • At least one reel of the reel unit and at least one pick roller of the stripping unit are synchronously driven in the cycle of the forward stroke and the return stroke of the metal belt, and the driven reel is also displaced with the reeling unit.
  • the cleaning unit consists of a roller in the form of a rotating brush and a counter-roller or -rolle with a smooth outer surface.
  • the forces applied by the rollers on the metal strip forces are measured and controlled.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a generic method and apparatus that allow easier control and in particular reduce interference due to mass accelerations.
  • This object is achieved with a method according to the invention in that the horizontal forces acting on the strip rolling machine when feeding out the metal strip are measured and the speed of the withdrawn or conveyed metal strip is controlled by the higher-level control depending on the measured values so that the measured horizontal force kept at zero.
  • the reference variable caused by the band movement or speed horizontal forces currently detected and immediately changed by the controller and the parent control immediately immediately the belt speed and adjusted so that the horizontal forces go to zero, it can be achieved that none constraining forces be exercised on the metal band.
  • the permanent adjustment of the belt and thus also rolling speed due to the measured horizontal forces makes it possible that the band rolling machine barely perform, at best, no, linear movements. It is achieved a significant increase in the accuracy of the belt movement.
  • An apparatus for solving the problem underlying the invention is inventively characterized in that the Bandeinrollmaschine a with associated with the higher-level control, which is associated with the horizontal rolling forces acting on the band rolling machine when conveying out the metal strip.
  • a measuring device is preferably a force / pressure cell; Alternatively, a suitable provided at a suitable strain gauges or the like could be used.
  • An in Fig. 1 consists of a holding furnace as a molten metal container 2 and a flanged thereto cooled mold 3.
  • the solidified in the mold molten metal emerges as a metal strip 4, for example, a copper alloy with a rectangular, flat cross section, and then in peel or Direction indicated by arrow FR on support rollers 5 a peel unit 6 with a plurality of mutually associated, driven puller rollers 7.
  • the drive not shown, is connected via an indicated control line 8 to a control unit or controller 9.
  • the metal strip 4 passes from the vocational step-like peeling unit into a strip separating device 10, which in the embodiment can be moved on a roller bed 12 equipped with rollers 11 according to the double arrow DP Scissors 13 is formed. This is also connected via an indicated control line 14 to the controller 9.
  • the supported by at least one support roller 15 metal strip 4 passes into a Bandeinrollmaschine 16 on which the metal strip 4 deflected by means of driving and bending rollers 17 and 18 pairs of rollers from the horizontal and wound into a winding coil or coil 19 becomes (cf. Fig. 2 ).
  • the metal strip 4 is severed by the scissors 13 as soon as the coil 19 reaches the designed coil weight.
  • the Bandeinrollmaschine 16 is a force / pressure cell 22 associated with the can be determined on the metal strip 4 during the discharge from the mold 3 to the band rolling machine 16 impacting horizontal belt forces HF.
  • Both drives 23 of the drive rollers 17 and the force / pressure cell or measuring device 22 are also connected, as indicated again, control lines 24 and 25 to the control unit or controller 9 (see. Fig. 1 ). It can thus be determined by a higher-level control loop, depending on the measured with the force / pressure cell 22, from the belt movement on the machine frame 21 and on the Bandeinrollmaschine 16 applied horizontal belt force HF and by speed change the conveying or removing and winding the Adjust metal band 4 so that the horizontal force HF approaches zero or at least keeps it close to zero. As a result, the tape winding speed is corrected accordingly and ensured that no constraining forces are exerted by a mass acceleration on the metal strip 4.

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  • Continuous Casting (AREA)
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  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Erzeugung eines zu einem Coil wickelbaren Metallbandes in einer mit einer übergeordneten Steuerung versehenen Horizontal-Bandgießanlage, bei welchem bzw. welcher das Metallband mittels einer Abzieheinheit in einem pilgerschrittartigen Zyklus aus einer einem Metallschmelzebehälter zugeordneten Kokille ausgefördert und über eine Bandtrenneinheit eine in Längsrichtung des Metallbandes verlagerbaren Bandeinrollmaschine zugeführt wird, in welcher das Metallband rollengestützt zum Coil gewickelt wird.
  • Eine solche Horizontal-Bandgießanlage mit einer linear verfahrbaren Bandeinrollmaschine bzw. Einrolleinheit, auf der das nach dem Erstarren der aus einem Warmhalteofen in die nachgeschaltete Kokille eingeleiteten Metallschmelze vorliegende Metallband aufgewickelt wird, ist durch die EP-B1-0 972 592 bekannt geworden. Es werden mindestens eine Wickelrolle der Einrolleinheit und wenigstens eine Abziehrolle der Abzieheinheit im Zyklus des Vorhubs und des Rückhubs des Metallbandes synchron angetrieben, wobei außerdem die angetriebene Wickelrolle mit der Einrolleinheit verlagert wird.
  • Trotz der Synchronisierung der angetriebenen Abziehrolle der Abzieheinheit und der angetriebenen Wickelrolle der Einrolleinheit über eine speicherprogrammierbare Steuerung und der horizontalen Bewegungsmöglichkeit der Einrolleinheit lässt sich nicht vermeiden, daß durch die auf das Metallband ausgeübte Massenbeschleunigung immer noch Zwangskräfte auftreten. Denn die Masse der Einrolleinheit und des Coils müssen den oszillierenden Bewegungen des Metallbandes entsprechend durch dieses selbst mit bewegt werden. Die dabei unvermeidlich wirksamen horizontalen Kräfte beeinflussen die Regelung der Zieheinrichtung und damit den Gieß- bzw. Herstellungsprozess, da die Genauigkeit der Bandbewegung reduziert wird. Zudem ist eine aufwendige Regelungstechnik erforderlich, weil die Antriebe der Abzieheinheit bzw. Zieheinrichtung und der Einrolleinheit mechanisch miteinander verbunden sind.
  • Aus der EP-A2-0316949 ist es bekannt, die Oberfläche eines von einem Bund abgewickelten zuvor forciert gekühlten, Metallbandes durch Bürsten zu reinigen. Die Reinigungseinheit besteht aus einer Walze in Form einer rotierenden Bürste und einer Gegenwalze bzw. -rolle mit einer glatten Mantelfläche. Um einerseits eine ausreichende Bandreinigung zu erzielen, dabei andererseits aber keine Beschädigungen des Metallbandes zu verursachen, werden die von den Walzen auf das Metallband aufgebrachten Kräfte gemessen und geregelt.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, die eine einfachere Regelung ermöglichen und insbesondere Störfaktoren aufgrund von Massenbeschleunigungen verringern.
  • Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die auf die Bandeinrollmaschine beim Ausfördern des Metallbandes wirkenden horizontalen Kräfte gemessen werden und mittels der übergeordneten Steuerung abhängig von den Messwerten die Geschwindigkeit des abgezogenen bzw. ausgeförderten Metallbandes so geregelt wird, daß die gemessene horizontale Kraft gegen Null gehalten wird. Indem somit als Führungsgröße die von der Bandbewegung bzw. -geschwindigkeit bewirkten horizontalen Kräfte aktuell erfasst und mittels der Steuerung und dem übergeordneten Regelkreis unmittelbar sogleich die Bandgeschwindigkeit entsprechend verändert und angepasst wird, so daß die horizontalen Kräfte gegen Null gehen, lässt sich erreichen, daß keine Zwangskräfte auf das Metallband ausgeübt werden. Die permanente Anpassung der Band- und damit auch Einrollgeschwindigkeit aufgrund der gemessenen horizontalen Kräfte ermöglicht es, daß die Bandeinrollmaschine kaum noch, bestenfalls gar keine, linearen Verfahrbewegungen durchführen muß. Es wird eine deutliche Erhöhung der Genauigkeit der Bandbewegung erzielt.
  • Eine Vorrichtung zur Lösung der der Erfindung zugrunde liegenden Aufgabe ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet, daß der Bandeinrollmaschine eine mit der übergeordneten Steuerung verbundene, die beim Ausfördern des Metallbandes auf die Bandeinrollmaschine wirkenden horizontalen Kräfte ermittelnde Messeinrichtung zugeordnet ist. Als Messeinrichtung eignet sich bevorzugt eine Kraft-/Druckmessdose; alternativ könnte ein an geeigneter Stelle vorgesehener Dehnungsmessstreifen oder dergleichen zum Einsatz kommen.
  • Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Patentansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:
    • Fig. 1
    ein Anlagenschema einer als solche bekannten Horizontal-Bandgießanlage, der sich am Ende eine verlagerbare Bandeinrollmaschine zum Aufwickeln des hergestellten Metallbandes zu einem Coil anschließt; und
    Fig. 2
    als Einzelheit in einer schematischen Seitenansicht eine einer Horizontal- Bandgießanlage nachgeschaltete Bandeinrollmaschine.
  • Eine in Fig. 1 dargestellte Horizontal-Bandgießanlage 1 besteht aus einem Warmhalteofen als Metallschmelzebehälter 2 und einer daran angeflanschten, gekühlten Kokille 3. Die in der Kokille erstarrende Metallschmelze tritt als Metallband 4, beispielsweise eine Kupferlegierung mit rechteckigem, flachen Querschnitt, aus und wird dann in Abzieh- bzw. Förderrichtung gemäß Pfeil FR über Tragrollen 5 einer Abzieheinheit 6 mit mehreren paarweise einander zugeordneten, angetriebenen Abziehrollen 7 zugeleitet. Deren nicht gezeigter Antrieb ist über eine angedeutete Steuerleitung 8 an ein Steuereinheit bzw. Steuerung 9 angeschlossen.
  • In Förderrichtung FR gelangt das Metallband 4 aus der pilgerschrittartig betriebenen Abzieheinheit in eine Bandtrenneinrichtung 10, die im Ausführungsbeispiel auf einem mit Rollen 11 bestücktem Rollenbett 12 gemäß Doppelpfeil DP bewegbare Schere 13 ausgebildet ist. Diese ist über eine angedeutete Steuerleitung 14 ebenfalls an die Steuerung 9 angeschlossen.
  • Nach dem Durchlauf der Bandtrenneinheit gelangt das von mindestens einer Tragrolle 15 abgestützte Metallband 4 in eine Bandeinrollmaschine 16, auf der das Metallband 4 mittels aus Treib- und Biegerollen 17 bzw. 18 bestehenden Rollenpaaren aus der Horizontalen umgelenkt und zu einem Wickelbund bzw. Coil 19 aufgewickelt wird (vgl. Fig. 2). Das Metallband 4 wird von der Schere 13 durchtrennt, sobald das Coil 19 das ausgelegte Bundgewicht erreicht.
  • Wie sich der die Bandeinrollmaschine 16 zeigenden Fig. 2 entnehmen lässt, ist diese mit einem die Funktionsteile aufnehmenden, hin und her bewegbaren, wie durch die Rollen 20 angedeutet, Maschinenrahmen 21 (gestrichelt dargestellt) ausgebildet. Der Bandeinrollmaschine 16 ist eine Kraft-/Druckmessdose 22 zugeordnet, mit der sich die auf das Metallband 4 beim Ausfördern aus der Kokille 3 bis hin zur Bandeinrollmaschine 16 auswirkenden horizontalen Bandkräfte HF ermitteln lassen.
  • Sowohl Antriebe 23 der Treibrollen 17 als auch die Kraft-/Druckmessdose bzw. Messeinrichtung 22 sind ebenfalls über, wie wiederum angedeutet, Steuerleitungen 24 bzw. 25 mit der Steuereinheit bzw. Steuerung 9 verbunden (vgl. Fig. 1). Es lässt sich damit über einen übergeordneten Regelkreis die abhängig von der mit der Kraft-/Druckmessdose 22 gemessene, von der Bandbewegung auf den Maschinenrahmen 21 bzw. auf die Bandeinrollmaschine 16 ausgeübte horizontale Bandkraft HF ermitteln und durch Geschwindigkeitsänderung das Ausfördern bzw. Abziehen und Aufwickeln des Metallbandes 4 so anpassen, daß die horizontale Kraft HF gegen Null geht bzw. zumindest nahe Null gehalten wird. Dadurch wird die Bandeinrollgeschwindigkeit entsprechend korrigiert und sichergestellt, daß keine Zwangskräfte durch eine Massenbeschleunigung auf das Metallband 4 ausgeübt werden.
    • Bezugsziffernliste:
    • 1
    Horizontal-Bandgießanlage
    2
    Metallschmelzebehälter
    3
    Kokille
    4
    Metallband
    5
    Tragrollen
    6
    Abzieheinheit
    7
    Abziehrollen
    8
    Steuerleitung
    9
    Steuereinheit/Steuerung
    10
    Bandtrenneinrichtung
    11
    Rollen
    12
    Rollenbett
    13
    Schere
    14
    Steuerleitung
    15
    Tragrolle
    16
    Bandeinrollmaschine
    17
    Treibrolle
    18
    Biegerolle
    19
    Coil
    20
    Rolle
    21
    Maschinenrahmen
    22
    Kraft-/Druckmessdose bzw. Messeinrichtung
    23
    Antrieb
    24
    Steuerleitung
    25
    Steuerleitung
    FR
    Förderrichtung
    DP
    Doppelpfeil
    HF
    Horizontalkraft

Claims (3)

  1. Verfahren zur Erzeugung eines zu einem Coil (19) wickelbaren Metallbandes (4) in einer mit einer übergeordneten Steuerung (9) versehenen Horizontal-Bandgießanlage (1), bei welchem das Metallband (4) mittels einer Abzieheinheit (6) aus einer einem Metallschmelzebehälter (2) zugeordneten Kokille (3) ausgefördert und über eine Bandtrenneinheit (10) einer in Längsrichtung des Metallbandes (4) verlagerbaren Bandeinrollmaschine (16) zugeführt wird, in welcher das Metallband (4) rollengestützt zu dem Coil (19) gewickelt wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die auf die Bandeinrollmaschine (16) beim Ausfördern des Metallbandes (4) wirkenden horizontalen Kräfte (HF) gemessen werden und mittels der übergeordneten Steuerung (9) abhängig von den Messwerten die Geschwindigkeit des abgezogenen Metallbandes (4) so geregelt wird, daß die gemessene horizontale Kraft (HF) gegen Null gehalten wird.
  2. Vorrichtung zur Erzeugung eines zu einem Coil (19) wickelbaren Metallbandes (4) in einer mit einer übergeordneten Steuerung (9) versehenen Bandgießanlage (1), bei welcher das Metallband (4) mittels einer Abzieheinheit (6) aus einer einem Metallschmelzebehälter (2) zugeordneten Kokille (3) ausgefördert und über eine Bandtrenneinheit (10) einer in Längsrichtung des Metallbandes (4) verlagerbaren Bandeinrollmaschine (16) zugeführt wird, in welcher das Metallband (4) rollengestützt zu dem Coil (19) gewickelt wird, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Bandeinrollmaschine (16) eine mit der übergeordneten Steuerung (9) verbundene, die beim Ausfördern des Metallbandes (4) auf die Bandeinrollmaschine (16) wirkenden horizontalen Kräfte (HF) ermittelnde Messeinrichtung (22) zugeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet durch
    eine Kraft-/Druckmessdose als Messeinrichtung (22).
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