EP2500113A1 - Verfahren sowie Walzstrasse zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstrasse, maschinenlesbarer Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung sowie Speichermedium - Google Patents

Verfahren sowie Walzstrasse zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstrasse, maschinenlesbarer Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung sowie Speichermedium Download PDF

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EP2500113A1
EP2500113A1 EP11002088A EP11002088A EP2500113A1 EP 2500113 A1 EP2500113 A1 EP 2500113A1 EP 11002088 A EP11002088 A EP 11002088A EP 11002088 A EP11002088 A EP 11002088A EP 2500113 A1 EP2500113 A1 EP 2500113A1
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EP
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rolling
stock
rolling stock
regulating device
control
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EP11002088A
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Birger Dr. Schmidt
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Original Assignee
Siemens AG
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Definitions

  • the invention relates to a method for rolling a rolling stock produced in a block casting process, a so-called slab or ingot in a rolling train, wherein the rolling stock before rolling in the form of a truncated pyramid having a base, a top surface and four side surfaces.
  • the invention further relates to a rolling train for rolling such a rolling stock, a control and / or regulating device for such a rolling train, a machine-readable program code for such a control and / or regulating device and a storage medium for such a machine-readable program code.
  • a rolling stock is then produced, for example, in a block casting process and is called "slab" before the rolling process.
  • the slab forms a sheet or strip, ideally having a cuboid shape.
  • a mold is used, which is slightly conical, with its cross-section tapers down. Due to the special shape of the mold, the slab dissolves completely after solidification of the mold wall when the slab is pressed out by means of special pliers from the mold. Without the conicity or convergence of the mold, the slab could not be removed from the mold. However, the slab takes on the shape of the mold, and then there is a problem that the double taper of the slab, ie, a thickness wedge and a wedge of the slab during rolling must be removed.
  • a major problem in the rolling of slabs is to achieve a rectangular basic shape with a constant over the length of the sheet or the strip width.
  • vertically oriented upset rolls are used which can thicken the hot strip in a longitudinal edge region and thus reduce the width of the strip within a certain range.
  • the DE 196 13 718 C1 and the DE 197 57 486 A1 each discloses a plant for the production of hot strip, wherein before a first horizontal rolling mill, a vertical rolling stand is provided, with which the two longitudinal edge regions of a cast semi-finished product is compressed. As a result, a decrease in width of the slab is limited.
  • the invention has for its object to enable a novel processing of a truncated pyramidal slab to a sheet or strip with a rectangular basic shape as uniform as possible width and thickness, in which the use of vertical rolling stands is not provided.
  • roller is here both the slab or the ingot before rolling, as well as their intermediate forms and final shape, which they assume during or after rolling, called.
  • a “rolling pass sequence” is understood to mean a series of rolling passes without rotation of the rolling stock.
  • the rolling stock or the slab which was produced in a mold during ingot casting, due to the geometry of the mold, a thickness wedge and a wedge on.
  • the slab thus has the shape of a truncated pyramid with a base, a top surface that is smaller than the base, and four lateral surfaces forming a lateral surface.
  • the slab lies with a side surface in a horizontal support plane. This "down” oriented side surface, as well as the opposite side surface, which is directed “up” come in rolling pass in contact with the work rolls of the rolling stands of the rolling mill, when the rolling stands are horizontal rolling stands.
  • the slab is characterized by a length, the length of the slab being defined by the distance between the base and the top surface. A width of the slab runs in the support plane transverse to the length. And a thickness of the slab extends substantially perpendicular to the support plane.
  • the slab is usually with its top surface forward in a nip between the work rolls of the rolling stands driven into it, alternatively, however, it can also be moved laterally, ie with one of the side surfaces forward in the nip, this being dependent on the size of the slab.
  • the rotation of the rolling stock by 90 ° takes place in the support plane, ie the side surface with which the rolling stock is located in the support plane remains after rotation in the support plane and it changes only the orientation of the base, the top surface and the other two side surfaces opposite the nip.
  • the invention is based on the idea of enabling a favorable material distribution in a two-stage or multi-stage rolling process, by means of which the desired cuboid shape is achieved in a simple manner.
  • This optimal distribution of material takes place in that all cross-sectional areas of the rolling stock between the base area and the top area have the same area at the end of the first rolling pass sequence in the rolling direction.
  • the wedge-shaped course of the rolling stock in the first direction is in particular inverted.
  • inverting the direction of the converging profile is changed after rolling, so that instead of a diverging course. In other words, a thickening of the slab is replaced by a taper in the rolling direction.
  • the base surface, the top surface and all cross-sectional areas between the base surface and the top surface have the same surface area, ie the product of width and thickness is always the same in the rolling direction.
  • the resulting from the inversion of the wedge-shaped course of the two opposite side surfaces redistribution of the material of the rolling combined with the rolling of the rolling in two transverse directions allows fully automatic, high-precision adjustment of the desired geometry by means of a rolling mill, in the use of vertical rolling stands is not required.
  • an activation of the rolling train is also conceivable, in which the original surface gradient in the rolling direction is not completely reduced or overcompensated.
  • the rolling pass sequence can be carried out on a plurality of rolling stands, wherein a rolling stand is provided in particular for each stitch.
  • the rolling pass sequence can also be performed on a few or even only one stand in a reversible operation in which the rolling direction changes alternately.
  • the rolling process starts in the longitudinal direction of the rolling stock and the first rolling pass sequence, which is also referred to as a pre-sequence, serves to reduce the original thickness difference in the longitudinal direction of the rolling stock and instead to produce a new Dickengradient, but in the opposite direction to the first Dickengradient.
  • the length of the rolling stock is particularly increased.
  • the rolling stock is transported "normally". However, if the odd-numbered rollers are rotated in opposition to the even-numbered ones, the rolling stock rotates around the normal vector standing on the roller table plane.
  • the rolling stock is rolled with the aid of at least one rolling stand, which is set in such a way that the two opposite side faces of the rolling stock are rolled in the rolling direction over their entire length from the work rolls of the rolling stand during each rolling pass.
  • the height of the roll gap in which the dimension or height of the roll gap is actively adjusted during de Walzstiches.
  • a change in thickness of the rolling stock over the entire length of the rolling stock in the rolling direction is effected in the continuous rolling process.
  • the continuous procedure thus has the advantage that a small change in the geometry of the rolling stock is achieved by a few rolling passes.
  • At least two rolling pass sequences are required, wherein one is rolled in the longitudinal direction and the other in the width direction.
  • small corrections of the shape of the rolling stock can be carried out after the second roll pass sequence by the rolling stock is rotated a further 90 ° and another roll stitch sequence again in the first direction.
  • the length of the rolling train is minimized by operating the rolling train preferably reversibly, i. that at least one of the rolling mills of the rolling mill is operated reversibly.
  • a high number of stitches is carried out on a few rolling stands.
  • all rolling passes are performed on a single roll stand, i. that the rolling mills only comprises a rolling stand, which is reversible operable.
  • a rolling mill for rolling a rolling stock produced in a block casting process in the form of a truncated pyramid comprising at least one rolling stand for rolling the rolling stock in the first direction and in a second direction transverse to the first direction and means for rotating the rolling stock by 90 °.
  • control and / or regulating device for such a rolling mill, with a machine-readable program code which has control commands which, when executed, cause the control and / or regulating device to carry out a method according to one of the embodiments described above ,
  • the object is further achieved according to the invention by a machine-readable program code for a control and / or regulating device for a rolling train, wherein the program code has control commands that cause the control and / or regulating device for carrying out the method according to one of the embodiments described above.
  • the object is finally achieved according to the invention by a storage medium having stored thereon such machine-readable program code.
  • a slab is shown, which is also referred to as rolling stock 2, which is produced in a block casting process.
  • the slab 2 is in this embodiment, a so-called ingot, ie a block of a semiconductor material such as silicon.
  • the silicon was melted and poured into a mold not shown here. After solidification of the mass in the mold, the slab 2 is pulled out of the mold or pushed out. This is possible due to the slightly conical shape of the mold. Accordingly, the slab 2 also has a double conicity, which manifests itself in a thickness wedge and a wedge, which must be removed during rolling, especially during hot rolling.
  • the side surface 10b forms a lower side surface on which the rolling stock 2 rests during rolling.
  • the opposite side surface 10a is directed substantially upwards and open.
  • the rolling stock 2 in its original form is characterized by a length L which substantially corresponds to the distance between the base surface 4 and the smaller top surface 6.
  • the rolling stock 2 has a varying width B, which is defined perpendicular to the length L, and a likewise varying thickness D, which protrudes from the support plane of the side surface 10b and which rises steadily between the top surface 6 and the base 4.
  • the rolling stock 2 is rolled by means of a rolling line 13, which is indicated in FIG.
  • the rolling train 13 may comprise a plurality of rolling stands, but in the illustrated embodiment it comprises only a single, horizontal rolling stand 12, which in FIG. 3 symbolically indicated by the block 12.
  • the roll stand 12 is operated reversibly, ie the roll stand can reverse a rolling direction 14.
  • a control and / or regulating device 16 is provided, which comprises a stored on a storage medium not shown here program code 18.
  • the program code has control commands, in the execution of which the control and / or regulating device 16 controls the rolling train 13 in a suitable manner for producing the desired geometry of the rolling stock.
  • the rolling stock 2 moved with its base 4 or its top surface 6 forward into a nip not shown here in detail between two work rolls of the roll stand 12 in.
  • the rolling stock 2 is driven forward in the first nip with the top surface 6 in the nip and rolled in the direction of its length L.
  • the roll gap of the roll stand 12 is set such that the side surfaces 10a and 10b at each pass across their entire length with the work rolls come into contact, ie that the work rolls roll in the rolling direction over the entire length of the rolling stock 2.
  • This first roll pass sequence is called a pre-sequence.
  • the wedge-shaped course is inverted from the top surface 6 toward the bottom surface 4, so that the top surface 6 is now thicker than the bottom surface 4.
  • This intermediate geometry of the rolling stock 2a is shown in FIG FIG. 2 shown.
  • the rolling stock 2a has the shape of an irregular hexahedron in which the side surfaces 8a, 8b, 10a, 10b are further formed trapezoidal, but each two adjacent side surfaces 8a, 8b, 10a, 10b converge in the reverse direction.
  • the rolled stock 2a is rotated by about 90 ° after the termination of the pre-sequence, while still resting on its downwardly directed side surface 10b.
  • the rolling stock 2 is aligned in relation to the roll stand 12 in such a way that the rolling stock 2 with its lateral side faces 8a, 8b is moved into the rolling gap of the roll stand 12.
  • the traversing directions of the rolling stock 2a during a second rolling sequence, a so-called spreading sequence is in FIG. 3 shown by the arrow 14.
  • the hatched trapezium shows the rolling stock 2a before the Breitungssequenz and the superimposed, white block 2b represents the rolling stock 2 at the end of the Breitungssequenz.
  • This second roll pass sequence is used to reduce the latitude gradient. At the end of this rolling pass sequence, the desired sheet shape is essentially achieved.
  • FIG. 4 illustrates the orientation of the rolling stock 2 with respect to the nip during the spreading sequence.
  • the hatched square shows the rolling stock 2 and the white square 2b shows a cross section through the rolling stock 2 after the Breitungssequenz.
  • the rolling stock 2 can optionally be rotated again by 90 ° and further rolled in the course of a finished sequence in order to achieve a particularly high precision in the desired shape of the rolling stock 2.

Abstract

Verfahren sowie Walzstraße zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße, maschinenlesbarer Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung sowie Speichermedium Die Erfindung betrifft ein neuartiges Verfahren zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes (2), einer sogenannten Bramme, in einer Walzstrasse (13), wobei das Walzgut (2) vor dem Walzen die Form eines Pyramidenstumpfes mit einer Grundfläche (4), einer Deckfläche (6) und vier Seitenflächen (8a, 8b, 10a, 10b) aufweist, bei dem: - während einer ersten Walzstichsequenz zwei gegenüberliegende Seitenflächen (10a, 10b) des Walzgutes (2) in einer ersten Richtung (R 1 ) derart gewalzt werden, dass am Ende der ersten Walzstichsequenz alle Querschnittsflächen (4, 6) des Walzgutes (2), die quer zur Walzrichtung orientiert sind, die gleiche Fläche aufweisen, - das Walzgut (2) insbesondere um 90° gedreht wird, - während einer zweiten Walzstichsequenz die gleichen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen (10a, 10b) des Walzgutes (2) in einer zweiten Richtung (R 2 ) quer zur ersten Richtung (R 1 ) gewalzt werden, Die aus der Form des Walzgutes (2) nach der ersten Walzstichsequenz resultierende Umverteilung des Materials des Walzgutes (2) ermöglicht eine vollautomatische, hochpräzise Einstellung der gewünschten Geometrie, insbesondere ohne den Einsatz von vertikalen Walzgerüsten.

Description

  • Verfahren sowie Walzstraße zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes, Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße, maschinenlesbarer Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung sowie Speichermedium
  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes, einer sogenannten Bramme oder eines Ingots in einer Walzstrasse, wobei das Walzgut vor dem Walzen die Form eines Pyramidenstumpfes mit einer Grundfläche, einer Deckfläche und vier Seitenflächen aufweist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Walzstraße zum Walzen eines solchen Walzgutes, eine Steuer-und/oder Regeleinrichtung für eine solche Walzstraße, einen maschinenlesbaren Programmcode für eine derartige Steuer-und/oder Regeleinrichtung sowie ein Speichermedium für einen derartigen maschinenlesbaren Programmcode.
  • Bei manchen Walzgütern ist es nicht sinnvoll sie als Strangguss-Produkte herzustellen, da zu wenig von diesen Walzgütern gebraucht wird. Ein solches Walzgut wird dann z.B. in einem Blockgussverfahren herstellt und wird vor dem Walzvorgang als "Bramme" bezeichnet. Nach dem Walzen bildet die Bramme ein Blech oder ein Band, die idealerweise eine Quaderform aufweisen. Beim Blockgießen wird eine Kokille eingesetzt, die leicht konisch ausgeführt ist, wobei sich ihr Querschnitt nach unten verjüngt. Durch die besondere Form der Kokille löst sich die Bramme nach dem Erstarren komplett von der Kokillenwand, wenn die Bramme mittels spezieller Zangen aus der Kokille herausgedrückt wird. Ohne die Konizität oder Konvergenz der Kokille würde man die Bramme nicht aus der Kokille lösen können. Jedoch nimmt die Bramme die Form der Kokille an und anschließend besteht das Problem, dass die doppelte Konizität der Bramme, d.h. ein Dickenkeil und ein Breitenkeil der Bramme beim Walzen entfernt werden müssen.
  • Ein wesentliches Problem beim Walzen von Brammen ist das Erzielen einer rechteckigen Grundform mit einer über die Länge des Bleches oder des Bandes konstanten Breite. Zur Beeinflussung der Breite der Bramme werden heutzutage vertikal ausgerichtete Stauchwalzen eingesetzt, welche das Warmband in einem Längsrandbereich verdicken und somit die Breite des Bandes in einem gewissen Bereich reduzieren können.
  • Die DE 196 13 718 C1 und die DE 197 57 486 A1 offenbaren jeweils eine Anlage zur Herstellung von Warmband, wobei vor einem ersten Horizontalwalzgerüst ein Vertikalwalzgerüst vorgesehen ist, mit dem die beiden Längsrandbereiche eines gegossenen Halbzeugs gestaucht wird. Hierdurch ist eine Breitenabnahme der Bramme jedoch begrenzt.
  • Die vollständige Entfernung des Breitenkeils von Blockgussbrammen mit normal ausgeführten Vertikalgerüsten ist jedoch oft nicht möglich, da die Vertikalgerüste nicht stark genug ausgeführt werden können. Weiterhin würde die beim Vertikalwalzen auftretende Rückbreitung des Materials der Bramme eine Überkompensation des Breitenkeils erfordern. Die Rückbreitung erfolgt, weil die Breitenabnahme nicht gleichmäßig über die Breite verteilt wird, sondern die beiden Längsrandbereiche der Bramme stärker umgeformt werden. Es kommt zur Ausbildung sogenannter Dogbones.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neuartige Bearbeitung einer pyramidenstumpfförmigen Bramme zu einem Blech oder einem Band mit einer rechteckigen Grundform mit möglichst gleichmäßiger Breite und Dicke zu ermöglichen, bei der der Einsatz von vertikalen Walzgerüsten nicht vorgesehen ist.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Verfahren zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes in einer Walzstrasse, wobei das Walzgut vor dem Walzen die Form eines Pyramidenstumpfes mit einer Grundfläche, einer Deckfläche und vier Seitenflächen aufweist, bei dem:
    • während einer ersten Walzstichsequenz zwei gegenüberliegende Seitenflächen des Walzgutes in einer ersten Richtung gewalzt derart werden, dass am Ende der ersten Walzstichsequenz alle Querschnittsflächen des Walzgutes, die quer zur Walzrichtung orientiert sind, die gleiche Fläche aufweisen,
    • das Walzgut gedreht wird, insbesondere um 90°, und
    • während einer zweiten Walzstichsequenz die gleichen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Walzgutes in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung gewalzt werden.
  • Mit "Walzgut" wird hierbei sowohl die Bramme oder der Ingot vor dem Walzen als auch ihre Zwischenformen und Endform, die sie beim bzw. nach dem Walzen annehmen, bezeichnet. Und unter "Walzstichsequenz" wird eine Reihe von Walzstichen ohne Drehung des Walzgutes verstanden.
  • Vor dem Walzvorgang weist das Walzgut oder die Bramme, die beim Blockgießen in einer Kokille hergestellt wurde, aufgrund der Geometrie der Kokille einen Dickenkeil sowie einen Breitenkeil auf. Die Bramme weist somit die Form eines Pyramidenstumpfes mit einer Grundfläche, einer Deckfläche, die kleiner ist als die Grundfläche, und vier eine Mantelfläche bildende Seitenflächen auf. Beim Walzen liegt die Bramme mit einer Seitenfläche in einer horizontalen Auflageebene. Diese "nach unten" orientierte Seitenfläche, sowie die gegenüberliegende Seitenfläche, die "nach oben" gerichtet ist, kommen beim Walzstich in Kontakt mit den Arbeitswalzen der Walzgerüste der Walzstrasse, wenn die Walzgerüste horizontale Walzgerüste sind.
  • Die Bramme ist durch eine Länge charakterisiert, wobei die Länge der Bramme durch den Abstand zwischen der Grundfläche und der Deckfläche definiert ist. Eine Breite der Bramme verläuft in der Auflageebene quer zur Länge. Und eine Dicke der Bramme erstreckt sich im Wesentlichen senkrecht zur Auflageebene. Die Bramme wird in der Regel mit ihrer Deckfläche nach vorne in einen Walzspalt zwischen den Arbeitswalzen der Walzgerüste hinein gefahren, alternativ kann sie jedoch auch seitlich, d.h. mit einer der Seitenflächen nach vorne in den Walzspalt hinein gefahren werden, wobei dies von der Größe der Bramme abhängig ist. Die Drehung des Walzgutes um 90° erfolgt in der Auflageebene, d.h. die Seitenfläche, mit der das Walzgut in der Auflageebene liegt, bleibt nach der Drehung weiterhin in der Auflageebene und es ändert sich lediglich die Orientierung der Grundfläche, der Deckfläche und der weiteren zwei Seitenflächen gegenüber dem Walzspalt.
  • Die Erfindung basiert auf der Idee, bei einem zwei- oder mehrstufigen Walzvorgang eine günstige Materialverteilung zu ermöglichen, durch welche die gewünschte Quaderform auf einfache Weise erreicht wird. Diese optimale Materialverteilung erfolgt, indem am Ende der ersten Walzstichsequenz in Walzrichtung betrachtet alle Querschnittsflächen des Walzgutes zwischen der Grundfläche und der Deckfläche die gleiche Fläche aufweisen. Dadurch wird der keilförmige Verlaufs des Walzgutes in der ersten Richtung insbesondere invertiert. Beim Invertieren wird die Richtung des konvergierenden Verlaufs nach dem Walzen geändert, so dass an dessen Stelle ein divergierender Verlauf vorliegt. Anders ausgedrückt: eine Verdickung der Bramme wird durch eine Verjüngung in Walzrichtung ersetzt. Am Ende dieses Vorganges haben die Grundfläche, die Deckfläche sowie alle Querschnittsflächen zwischen der Grundfläche und der Deckfläche den gleichen Flächeninhalt, d.h. das Produkt aus Breite und Dicke ist stets das gleiche in Walzrichtung. Die aus der Inversion des keilförmigen Verlaufs der zwei gegenüberliegenden Seitenflächen resultierende Umverteilung des Materials des Walzgutes kombiniert mit dem Walzen des Walzgutes in zwei quer zueinander stehenden Richtungen ermöglicht eine vollautomatische, hochpräzise Einstellung der gewünschten Geometrie mit Hilfe einer Walzstraße, bei der der Einsatz von vertikalen Walzgerüsten nicht erforderlich ist. In Abhängigkeit von der gewünschten Endgeometrie des Walzgutes ist auch eine Ansteuerung der Walzstrasse denkbar, bei der der ursprüngliche Flächengradient in Walzrichtung nicht vollständig abgebaut oder überkompensiert wird.
  • Gemäß einer bevorzugten Ausführungsvariante wird während der ersten Walzstichsequenz in Längsrichtung des Walzgutes gewalzt, so dass insbesondere der Dickenkeil des Walzgutes invertiert wird. Die Walzstichsequenz kann auf mehreren Walzgerüsten erfolgen, wobei für jeden Stich insbesondere ein Walzgerüst vorgesehen ist. Die Walzstichsequenz kann jedoch auch auf wenigen oder gar auf nur einem Walzgerüst in einem reversiblen Betrieb, bei dem sich die Walzrichtung alternierend ändert, durchgeführt werden. Der Walzvorgang startet dabei in Längsrichtung des Walzgutes und die erste Walzstichsequenz, die weiterhin als Vorsequenz bezeichnet wird, dient dazu, den ursprünglichen Dickenunterschied in Längsrichtung des Walzgutes abzubauen und stattdessen einen neuen Dickengradient, allerdings in entgegengesetzte Richtung zum ersten Dickengradient, herzustellen. Dabei wird die Länge des Walzgutes insbesondere vergrößert.
  • Nach der ersten Walzstichsequenz wird das Walzgut mit Hilfe geeigneter Mittel um 90° gedreht, so dass es sozusagen seitlich in den Walzspalt hinein gefahren wird. Vorzugsweise wird dabei im Rahmen der zweiten Walzstichsequenz ein Breitenkeil des Walzgutes abgebaut. "Abgebaut" bedeutet in diesem Fall, dass nach der zweiten Walzstichsequenz eine gleichmäßige Breite des Walzgutes eingestellt ist und kein Breitengradient vorliegt. Wichtig bei der Drehung ist, dass die Seitenfläche, die auf einem Rollgang der Walzstrasse liegt, auch nach der Drehung auf dem Rollgang liegen bleibt. Es wird also nur um den Normalenvektor, der auf dieser einen Seitenfläche steht, gedreht. Die beschriebene Drehung um den Normalenvektor der auf dem Rollgang liegenden Seitenfläche erfolgt insbesondere mittels eines Drehrollganges. Der ist durch drei Merkmale charakterisiert:
    1. a) Die Rollgangsrollen haben rechts und links leicht verschiedene Durchmesser (d.h. sie sind keine Zylinder, sondern Kegelstümpfe oder aus zwei Zylindern unterschiedlicher Durchmesser zusammengesetzt).
    2. b) Die Rollgangsrollen sind so auf dem Rollgang angeordnet, dass alternierend an einer Seite Rollen (z.B. alle geradzahligen Rollen) mit ihrem großen Durchmesser von Rollen (z.B. alle ungeradzahligen Rollen) mit ihrem kleinern Durchmesser an zur gleichen Seite hin gefolgt ist.
    3. c) Die Rollen sind einzeln angetrieben.
  • Drehen sich alle Rollen in die gleiche Richtung, wird das Walzgut "normal" transportiert. Werden jedoch die ungeradzahligen Rollen entgegengesetzt zu den geradzahligen gedreht, dreht sich das Walzgut um den auf der Rollgangsebene stehenden Normalenvektor.
  • Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante wird das Walzgut mit Hilfe mindestens eines Walzgerüsts gewalzt, das derart eingestellt wird, dass bei jedem Walzstich die zwei gegenüberliegenden Seitenflächen des Walzgutes in Walzrichtung über ihre gesamte Länge von den Arbeitswalzen des Walzgerüstes gewalzt werden. Dies stellt einen kontinuierlichen Walzvorgang dar, bei dem bei jedem Walzstich die Arbeitswalzen des mindestens einen Walzgerüstes in Walzrichtung die Seitenflächen über ihre gesamte Länge kontaktieren. Es liegt somit eine dynamische Regelung der Höhe des Walzspaltes vor, bei der die Abmessung bzw. Höhe des Walzspaltes während de Walzstiches aktiv angepasst wird. Bei jedem Walzstich wird beim kontinuierlichen Walzvorgang eine Dickenveränderung des Walzgutes über die gesamte Länge des Walzgutes in Walzrichtung bewirkt. Die kontinuierliche Vorgehensweise hat somit den Vorteil, dass durch wenige Walzstiche eine größere Veränderung der Geometrie des Walzgutes erreicht wird.
  • Zum Erzeugen der gewünschten Geometrie des Walzgutes sind mindestens zwei Walzstichsequenzen erforderlich, wobei bei der einen in Längsrichtung und bei der anderen in Breitenrichtung gewalzt wird. Im Hinblick auf eine sehr hohe Präzision beim Einstellen der gewünschten Geometrie können nach der zweiten Walzstichsequenz kleine Korrekturen der Form des Walzgutes durchgeführt werden, indem das Walzgut ein weiteres Mal um 90° gedreht wird und eine weitere Walzstichsequenz erneut in der ersten Richtung erfolgt.
  • Die Länge der Walzstraße wird minimiert, indem die Walzstraße bevorzugt reversibel betrieben wird, d.h. dass mindestens eines der Walzgerüste der Walzstraße reversibel betrieben wird. Eine hohe Anzahl von Stichen wird dabei auf wenigen Walzgerüsten durchgeführt. Im Hinblick auf eine besonders platzsparende Lösung werden alle Walzstiche an einem einzigen Walzgerüst durchgeführt, d.h. dass die Walzstraßen lediglich ein Walzgerüst umfasst, welches reversibel betreibbar ist.
  • Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch eine Walzstraße zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes in Form eines Pyramidenstumpfes, umfassend mindestens ein Walzgerüst zum Walzen des Walzgutes in ersten Richtung und in einer zweiten Richtung quer zur ersten Richtung sowie Mittel zum Drehen des Walzgutes um 90°.
  • Die Aufgabe wird zudem erfindungsgemäß gelöst durch eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine derartige Walzstraße, mit einem maschinenlesbaren Programmcode, welcher Steuerbefehle aufweist, die bei dessen Ausführung die Steuer-und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung eines Verfahrens nach einer der oben beschriebenen Ausführungen veranlasst.
  • Die Aufgabe wird weiterhin erfindungsgemäß gelöst durch einen maschinenlesbaren Programmcode für eine Steuer- und/oder Regeleinrichtung für eine Walzstraße, wobei der Programmcode Steuerbefehle aufweist, die die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einer der oben beschriebenen Ausführungen veranlassen.
  • Die Aufgabe wird schließlich erfindungsgemäß gelöst durch ein Speichermedium mit einem darauf gespeicherten, solchen maschinenlesbaren Programmcode.
  • Die in Bezug auf das Verfahren angeführten Vorteile auf bevorzugten Ausgestaltungen sind sinngemäß die Walzstrasse und die Steuer- und/oder Regeleinrichtung zu übertragen.
  • Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird anhand einer Zeichnung näher erläutert. Hierin zeigen schematisch und stark vereinfacht:
    • FIG 1
    ein Walzgut vor dem Walzvorgang,
    FIG 2
    das Walzgut gemäß FIG 1 nach einer ersten Walzstichsequenz,
    FIG 3
    eine überlagerte Draufsicht auf eine Zwischengeometrie des Walzguts vor einer zweiten Walzstichsequenz sowie auf die Endgeometrie des Walzgutes nach einer zweiten Walzstichsequenz, und
    FIG 4
    einen Querschnitt durch die Zwischengeometrie und die Endgeometrie des Walzguts entsprechend vor dem Walzen und nach dem Ende des Walzvorganges.
  • Gleiche Bezugszeichen haben in den verschiedenen Figuren die gleiche Bedeutung.
  • In FIG 1 ist eine Bramme gezeigt, die weiterhin auch als Walzgut 2 bezeichnet ist, die in einem Blockgussverfahren hergestellt ist. Die Bramme 2 ist in diesem Ausführungsbeispiel ein sogenannter Ingot, d.h. ein Block aus einem Halbleitermaterial wie Silizium. Zum Herstellen des Ingots wurde das Silizium aufgeschmolzen und in eine hier nicht näher gezeigte Kokille gegossen. Nach dem Erstarren der Masse in der Kokille, wird die Bramme 2 aus der Kokille herausgezogen oder herausgedrückt. Dies ist möglich aufgrund der leicht konischen Form der Kokille. Entsprechend weist die Bramme 2 ebenfalls eine doppelte Konizität auf, die sich in einen Dickenkeil und einen Breitenkeils äußert, die beim Walzen, insbesondere bei Warmwalzen, entfernt werden muss.
  • Wie aus FIG 1 ersichtlich, weist das Walzgut 2 vor dem Warmwalzen die Form eines Pyramidenstumpfes auf, mit einer Grundfläche 4, einer Deckfläche 6 und zwei Paaren von gegenüberliegenden, trapezförmigen Seitenflächen 8a, 8b und 10a, 10b. Die Seitenfläche 10b bildet dabei eine untere Seitenfläche, auf der das Walzgut 2 beim Walzen aufliegt. Die gegenüberliegende Seitenfläche 10a ist im Wesentlichen nach oben gerichtet und offen. Das Walzgut 2 in seiner ursprünglichen Form ist durch eine Länge L gekennzeichnet, die im Wesentlichen dem Abstand zwischen der Grundfläche 4 und der kleineren Deckfläche 6 entspricht. Zudem weist das Walzgut 2 eine variierende Breite B auf, die senkrecht zur Länge L definiert ist, sowie eine ebenfalls variierende Dicke D, die aus der Auflageebene der Seitenfläche 10b herausragt und die zwischen der Deckfläche 6 und der Grundfläche 4 stetig ansteigt.
  • Um den Dickengradient und den Breitengradient zu entfernen, wird das Walzgut 2 mit Hilfe einer Walzstraße 13 gewalzt, die in Fig. 13 angedeutet ist. Die Walzstraße 13 kann mehrere Walzgerüste umfassen, im gezeigten Ausführungsbeispiel umfasst sie jedoch nur ein einziges, horizontales Walzgerüst 12, das in FIG 3 symbolisch durch den Block 12 angegeben ist. Das Walzgerüst 12 wird reversibel betrieben, d.h. das Walzgerüst kann eine Walzrichtung 14 umkehren. Zum Ansteuern des Walzgerüsts 12 bzw. der Walzstraße 13 ist eine Steuer-und/oder Regeleinrichtung 16 vorgesehen, die eine auf einem hier nicht näher gezeigten Speichermedium gespeicherten Programmcode 18 umfasst. Der Programmcode weist Steuerbefehle auf, bei deren Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung 16 die Walzstrasse 13 auf geeignete Weise zum Erzeugen der gewünschten Geometrie des Walzguts ansteuert.
  • Zum Beginn des Walzvorganges wird das Walzgut 2 gemäß FIG 1 mit seiner Grundfläche 4 oder seiner Deckfläche 6 nach vorne in einen hier nicht näher gezeigten Walzspalt zwischen zwei Arbeitswalzen des Walzgerüstes 12 hinein gefahren. Bevorzugt wird das Walzgut 2 beim ersten Stich mit der Deckfläche 6 nach vorne in den Walzspalt hinein gefahren und in Richtung seiner Länge L gewalzt. Dabei ist der Walzspalt des Walzgerüsts 12 derart eingestellt, dass die Seitenflächen 10a und 10b bei jedem Walzstich über ihre gesamte Länge mit den Arbeitswalzen in Kontakt kommen, d.h. dass die Arbeitswalzen in Walzrichtung über die gesamte Länge des Walzgutes 2 abrollen.
  • Es sind mehrere Walzstiche erforderlich, um den Dickengradient des Walzgutes 2 zu beseitigen. Diese erste Walzstichsequenz wird als Vorsequenz bezeichnet. Am Ende der Vorsequenz ist der keilförmige Verlauf von der Deckfläche 6 zur Grundfläche 4 hin invertiert, so dass die Deckfläche 6 nun dicker ist als die Grundfläche 4. Diese Zwischengeometrie des Walzgutes 2a ist in FIG 2 gezeigt. Nach der Vorsequenz weist das Walzgut 2a die Form eines unregelmäßigen Hexaeders auf, bei dem die Seitenflächen 8a, 8b, 10a, 10b weiterhin trapezförmig ausgebildet sind, jedoch konvergieren je zwei anliegende Seitenflächen 8a, 8b, 10a, 10b in umgekehrter Richtung. Das Walzgut 2a weist in diesem Stadium die Eigenschaft auf, dass die Grundfläche 4, die Deckfläche 6 und alle Querschnittsflächen in Längsrichtung (L) des Walzgutes (2) trotz ihrer unterschiedlichen Geometrien die gleiche Fläche oder Flächeninhalte aufweisen. Dies bedeutet, dass für jede Stelle (x) in Längsrichtung (L) das Produkt aus der Breite b(x) und der Dicke d(x) des Walzgutes das gleiche ist, wie das von der davor oder danach liegender Querschnitt: b ⁢ x - 1 * d ⁢ x - 1 = b x * d x = b ⁢ x + 1 * d ⁢ x + 1 f ⁢ u ¨ ⁢ r x von 0 bis L
    Figure imgb0001
  • Diese Materialverteilung ist entscheidend für die weitere Vorgehensweise, da ausgehend von dieser Geometrie des Walzgutes 2a die gewünschte Quaderform in nur wenigen Walzstichen erreichbar ist, wenn das Walzgut 2a senkrecht zu seiner Längsrichtung gewalzt wird.
  • Daher wird das Walzgut 2a nach dem Beenden der Vorsequenz um etwa 90° gedreht, wobei es weiterhin auf seiner nach unten gerichteten Seitenfläche 10b aufliegt. Bei der Drehung wird das Walzgut 2 derart in Bezug auf das Walzgerüst 12 ausgerichtet, dass das Walzgut 2 mit seinen seitlichen Seitenflächen 8a, 8b in den Walzspalt des Walzgerüsts 12 hinein gefahren wird. Die Verfahrrichtungen des Walzgutes 2a während einer zweiten Walzsequenz, einer sogenannten Breitungssequenz, ist in FIG 3 durch den Pfeil 14 gezeigt. Das schraffierte Trapez zeigt dabei das Walzgut 2a vor der Breitungssequenz und der überlagerte, weiße Block 2b stellt das Walzgut 2 am Ende der Breitungssequenz dar. Diese zweite Walzstichsequenz dient zum Abbauen des Breitengradients. Am Ende dieser Walzstichsequenz ist die gewünschte Blechform im Wesentlichen erreicht.
  • FIG 4 veranschaulicht die Orientierung des Walzgutes 2 gegenüber dem Walzspalt während der Breitungssequenz. Das schraffierte Viereck zeigt das Walzgut 2 vor und das weiße Viereck 2b zeigt einen Querschnitt durch das Walzgut 2 nach der Breitungssequenz.
  • Zum Abschluss des Walzvorganges kann das Walzgut 2 optional erneut um 90° gedreht werden und im Rahmen einer Fertigsequenz weitergewalzt werden, um eine besonders hohe Präzision bei der gewünschten Form des Walzgutes 2 zu erreichen.
  • Auch bei der Breitungssequenz sowie ggf. bei der Fertigsequenz erfolgt ein kontinuierliches Walzen der Seitenflächen 10a, 10b, bei dem die Arbeitswalzen des Walzgerüsts 12 die Seitenflächen 10a, 10b über ihre gesamte Länge in Walzrichtung kontaktieren. Gegenüber herkömmlichen, diskontinuierlichen Walzmethoden zur Bearbeitung von Brammen, insbesondere mittels vertikaler Walzgerüste, hat diese Vorgehensweise den Vorteil, dass bei jedem Walzstich eine größere Fläche des Walzgutes 2 bearbeitet wird und dass Rückbreitungen im Wesentlichen vermieden werden.

Claims (13)

  1. Verfahren zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes (2) in einer Walzstrasse (13), wobei das Walzgut (2) vor dem Walzen die Form eines Pyramidenstumpfes mit einer Grundfläche (4), einer Deckfläche (6) und vier Seitenflächen (8a, 8b, 10a, 10b) aufweist, bei dem:
    - während einer ersten Walzstichsequenz zwei gegenüberliegende Seitenflächen (10a, 10b) des Walzgutes (2) in einer ersten Richtung (R1) derart gewalzt werden, dass am Ende der ersten Walzstichsequenz alle Querschnittsflächen (4, 6) des Walzgutes (2), die quer zur Walzrichtung orientiert sind, die gleiche Fläche aufweisen,
    - das Walzgut (2) gedreht wird,
    - während einer zweiten Walzstichsequenz die gleichen zwei gegenüberliegenden Seitenflächen (10a, 10b) des Walzgutes (2) in einer zweiten Richtung (R2) quer zur ersten Richtung (R1) gewalzt werden.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    wobei bei der ersten Walzstichsequenz entlang einer Länge (L) des Walzgutes (2) gewalzt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    wobei bei der zweiten Walzstichsequenz entlang einer Breite (B) des Walzgutes (2) gewalzt wird und ein Breitenkeil des Walzgutes (2) abgebaut wird.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Walzgut (2) mit Hilfe mindestens eines Walzgerüsts (12) gewalzt wird und das Walzgerüst (12) derart eingestellt wird, dass bei jedem Walzstich die zwei gegenüberliegenden Seitenflächen (10a, 10b) des Walzgutes (2) in Walzrichtung (14) über ihre gesamte Länge von Arbeitswalzen des Walzgerüsts (12) gewalzt werden.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    wobei das Walzgut (2) nach der zweiten Walzstichsequenz gedreht wird und eine weitere Walzstichsequenz in der ersten Richtung (R1) durchgeführt wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Walzstrasse (13) reversibel betrieben wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei alle Walzstichsequenzen an einem einzigen Walzgerüst (12) durchgeführt werden.
  8. Walzstrasse (13) zum Walzen eines in einem Blockgussverfahren hergestellten Walzgutes (2) in Form eines Pyramidenstumpfes nach einem der vorhergehenden Ansprüche, umfassend mindestens ein Walzgerüst (12) zum Walzen des Walzgutes (2) in ersten Richtung (R1) und in einer zweiten Richtung (R2) quer zur ersten Richtung sowie Mittel zum Drehen des Walzgutes (2).
  9. Walzstrasse (13) nach Anspruch 8,
    wobei das mindestens eine Walzgerüst (12) derart einstellbar ist, dass bei jedem Walzstich Arbeitswalzen des Walzgerüsts (12) das Walzgut (2) in einer Walzrichtung (14) über seine gesamte Länge kontaktieren.
  10. Walzstrasse (13) nach Anspruch 9 oder 10,
    umfassend ein einziges Walzgerüst (12), das reversibel betreibbar ist.
  11. Steuer- und/oder Regeleinrichtung (16) für eine Walzstrasse (13), mit einem maschinenlesbaren Programmcode (18), welcher Steuerbefehle aufweist, die bei dessen Ausführung die Steuer- und/oder Regeleinrichtung (16) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 veranlassen.
  12. Maschinenlesbarer Programmcode (18) für eine Steuer-und/oder Regeleinrichtung (16) für eine Walzstrasse, wobei der Programmcode (18) Steuerbefehle aufweist, die die Steuer-und/oder Regeleinrichtung (16) zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7 veranlassen.
  13. Speichermedium mit einem darauf gespeicherten maschinenlesbaren Programmcode (18) gemäß Anspruch 12.
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