EP3421148B1 - Reinigen eines walzguts beim kaltwalzen des walzguts - Google Patents

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EP3421148B1
EP3421148B1 EP17178803.7A EP17178803A EP3421148B1 EP 3421148 B1 EP3421148 B1 EP 3421148B1 EP 17178803 A EP17178803 A EP 17178803A EP 3421148 B1 EP3421148 B1 EP 3421148B1
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EP
European Patent Office
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rolling
rolling stock
stock
cleaning
emulsion
Prior art date
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EP17178803.7A
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EP3421148A1 (de
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Martin Bergmann
Konrad Krimpelstätter
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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Priority to CN201880043593.6A priority patent/CN110809497A/zh
Priority to JP2019572081A priority patent/JP2020525297A/ja
Priority to US16/619,284 priority patent/US11554396B2/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/02—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0269—Cleaning
    • B21B45/0275—Cleaning devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/22—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length
    • B21B2001/221—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length by cold-rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for cleaning a rolling stock during cold rolling of the rolling stock.
  • the rolled stock which is generally in the form of a strip-shaped rolled strip, is generally deformed several times, with the thickness of the rolled stock being reduced with each deformation.
  • the forming is carried out, for example, in a so-called tandem train, through which the rolling stock is moved in one direction of passage and which has a plurality of rolling stands arranged one behind the other along the direction of passage, with each of which a forming is carried out.
  • the rolling stock is moved through the same roll stand in a number of rolling passes alternately in opposite directions through so-called reversing rolling, with the rolling stock being deformed in each rolling pass.
  • a roll stand generally has two work rolls arranged one above the other, which are spaced apart from one another by a roll gap through which the rolling stock is passed.
  • a rolling emulsion is usually applied to the rolling stock and/or to the work rolls.
  • a rolling emulsion usually contains water, rolling oil and an emulsifier to make the rolling oil miscible with the water.
  • a rolling emulsion can contain other components, for example at least one antioxidant, an anti-wear additive and/or an anti-corrosion additive.
  • DD 282 632 A5 discloses a device for cleaning cold-rolled strip after leaving the roll gap in the form of a holding plate on which V-shaped mechanical scrapers are mounted and which also includes bores for applying cleaning agent to the surface of the rolling stock.
  • a mechanical scraping device is naturally subject to wear and tear. In addition, hard particles that accidentally entered the scraper device can scratch the surface of the rolling stock.
  • DE 30 28 285 A1 discloses a method of cleaning metal strip during cold rolling, in which a cleaning solution is sprayed onto the top and bottom surfaces of the metal strip immediately before and after final rolling. If the rolling stock is cleaned before and after the last rolling, metal particles that were already firmly rolled into the rolling stock surface before the last rolling can either not be removed from the rolling stock surface at all or only with great effort.
  • the JP S56 169781A shows a method for cleaning a rolling stock during cold rolling of the rolling stock in a tandem train having several rolling stands, wherein - the rolling stock is moved through the tandem train in a direction of passage and - between two rolling stands water as a cleaning liquid is sprayed in a direction at a pressure of approximately 98 bar onto the Rolled stock is sprayed.
  • the invention is based on the object of specifying an improved method for cleaning a rolling stock during cold rolling of the rolling stock.
  • a first embodiment of the method according to the invention relates to the cleaning of a rolling stock during cold rolling of the rolling stock in a tandem train having a plurality of roll stands.
  • the rolling stock is moved through the tandem train in a direction of passage and between the first and second roll stands and/or between the second and third roll stands of the tandem train, a cleaning liquid is sprayed at a pressure between 6 bar and 100 bar in a spray direction which is one of the Has the opposite component in the direction of passage, sprayed onto the rolling stock, a rolling emulsion or an emulsion similar to the rolling emulsion or water being used as the cleaning liquid.
  • the first roll stand of a tandem train is understood to mean the roll stand of the tandem train through which the rolling stock travels first.
  • the second or third roll stand of a tandem train is understood to mean the second or third roll stand of the tandem train through which the rolling stock has passed.
  • the same rolling emulsion can be used as a cleaning fluid that is also used to reduce the friction between the rolling stock and the rolls of the roll stands of the tandem train or the rolls of the roll stand used for reversing rolling.
  • the piping of an existing emulsion system of the cold rolling mill can also be used, at least in part, for cleaning the rolling stock, which reduces the amount of piping required.
  • water is used as the cleaning liquid. Using water reduces over using more specific ones Cleaning fluids the cost of cleaning the rolling stock.
  • This embodiment enables the rolling stock to be cleaned between two roll stands of a tandem train. As a result, contamination of the rolling stock can be removed after it has passed through a rolling stand, before the rolling stock enters the following rolling stand. This prevents metal particles abraded when passing through a rolling stand from being rolled into the rolling stock surface by the following rolling stand, since they are already removed from the rolling stock before the rolling stock enters the following rolling stand.
  • Cleaning the rolling stock by spraying the rolling stock with a cleaning liquid has the advantage over mechanical scraping of metal particles and rolling emulsion residues from the rolling stock that contact of the cleaning device with the rolling stock and thus mechanical wear of the cleaning device through its contact with the rolling stock is avoided.
  • the metal particles to be removed have sizes in the range of a few ⁇ m and are only removed by the mechanical action of the cleaning spray jet; an increased temperature of the cleaning liquid is therefore not necessary, so that heating and the associated energy requirement, in contrast to conventional strip cleaning systems, which start behind the tandem train, are advantageously eliminated.
  • Spraying the rolling stock in a spraying direction that has a component opposite to the direction of passage advantageously increases the cleaning effect of the spraying by a component of the spraying direction that is opposite to the movement of the metal particles and rolling emulsion residues.
  • the aforementioned configuration of the first embodiment of the method takes into account that in a tandem train, the largest proportion of the metallic abrasion occurs in the first two Rolling stands of the tandem mill arises because the rolling stock entering the tandem mill has a high surface roughness and is still relatively soft and thick compared to its condition when it passed through the rear rolling mill stands.
  • the surface roughness of the rolled stock decreases with each roll, while the surface hardness of the rolled stock increases with each roll.
  • the metallic abrasion also decreases with each roll.
  • Relatively large amounts of rolling emulsion are used in cold rolling, for example about 6000 l/min per roll stand.
  • This typically creates a liquid lake of rolling emulsion with a depth of a few millimeters on the upper side of the rolling stock, through which the cleaning liquid has to penetrate in order to loosen the metal particles and rolling emulsion residues from the rolling stock.
  • the cleaning fluid typically has to be sprayed onto the rolling stock at a pressure of between 6 bar and 100 bar.
  • a further embodiment of the invention provides that the spraying direction has a component which is directed towards an edge area of the rolling stock.
  • the metal particles and rolling emulsion residues are moved by the cleaning liquid sprayed onto the rolling stock to an edge region of the rolling stock and can thus be removed from the rolling stock.
  • a further embodiment of the invention provides that the spray direction varies depending on a spray location sprayed with cleaning liquid along a width of the rolling stock transverse to the direction of passage.
  • the metal particles and rolling emulsion residues can be moved by the cleaning liquid sprayed onto the rolling stock, in particular to an edge region closest to the respective spray location.
  • a further embodiment of the invention provides that a spray angle between the spray direction and a rolling stock surface of the rolling stock can be adjusted. This allows the spray direction of the respective cold rolling mill to be adjusted in order to optimize the cleaning effect depending on the facility.
  • a further embodiment of the invention provides that cleaning liquid is sprayed onto the upper side and the underside of the rolling stock.
  • This embodiment of the invention takes into account that, as a rule, both sides of a rolling stock are contaminated by metal particles and rolling emulsion residues during cold rolling, and cleaning both sides is therefore advantageous.
  • figure 1 shows schematically a section of a first exemplary embodiment of a tandem train 1 for cold-rolling a rolling stock 5 that is moved in a throughput direction 3 through the tandem train 1 and that is present as a rolled strip.
  • the tandem train 1 has several roll stands 7, 9, of which figure 1 only two are shown.
  • the two roll stands 7, 9 shown can be a first and a second roll stand 7, 9 or a second and a third roll stand 7, 9 of the tandem train 1.
  • Each roll stand 7, 9 has two work rolls 11 arranged one above the other, which are spaced apart from one another by a roll gap, through which the rolling stock 5 is guided and thereby rolled.
  • each roll stand 7 has a back-up roll 13 for each work roll 11 .
  • the tandem train 1 has an emulsion system 15 for dispensing a rolling emulsion 16 onto the work roll 11 and the rolling stock 5 .
  • the rolling emulsion 16 typically contains water, rolling oil and an emulsifier to make the rolling oil miscible with the water.
  • the rolling emulsion 16 can contain other components, for example at least one antioxidant, an anti-wear additive and/or an anti-corrosion additive.
  • the rolling emulsion 16 is discharged on the inlet side in the region of the roll gap of each roll stand 7, 9 onto the top and bottom of the rolling stock 5 and the two work rolls 11 of the roll stand 7, 9 and on the outlet side onto the two work rolls 11 of the roll stand 7, 9.
  • the entry side designates that side of a roll stand 7, 9 on which the rolling stock 5 is moved into the roll stand 7, 9, and the exit side designates the side of the roll stand 7, 9 opposite the entry side.
  • the emulsion system 15 has an emulsion tank 17 for storing rolling emulsion 16 and for each rolling stand 7, 9 a collection container 19 for collecting rolling emulsion 16 dripping from the rolling stand 7, 9. Furthermore, the emulsion system 15 has pipelines through which the rolling emulsion 16 is conducted from the collection containers 19 into the emulsion tank 17 and from the emulsion tank 17 to the rolling stands 7 .
  • Two spray bars 21, 23 for cleaning the rolling stock 5 are arranged between the first roll stand 7 and the second roll stand 9, with an upper spray bar 21 being arranged above the rolling stock 5 and a lower spray bar 23 being arranged below the rolling stock 5.
  • Each spray bar 21, 23 has a plurality of nozzles 25, through which a cleaning liquid 26 can be sprayed onto the rolling stock 5 in a spray direction which has a component opposite to the direction of passage 3.
  • the cleaning liquid 26 is in this Exemplary embodiment filtered rolling emulsion 16, which is supplied to the spray bars 21, 23 from the emulsion system 15 via a filter 27 and a pump 29, respectively.
  • the filters 27 filter out contaminants, in particular metal particles abraded from the rolling stock 5 and the work rolls 11, from the rolling emulsion 16.
  • a pressure of between 6 bar and 100 bar is generated with the pumps 29 in each case, with which the cleaning liquid 26 is sprayed onto the rolling stock 5 .
  • the vertical distance between the nozzles 25 and the rolling stock 5 is approximately 20 cm, for example.
  • Embodiments of spray bars 21, 23 are below based on the Figures 3 to 6 described in more detail.
  • Spray bars 21, 23 shown can also be arranged between further roll stands 7, 9 of the tandem train 1 spray bars 21, 23.
  • figure 2 shows schematically a section of a second exemplary embodiment of a tandem train 1 for cold-rolling a rolling stock 5 that is moved in a throughput direction 3 through the tandem train 1 and that is present as a rolled strip.
  • This embodiment differs from that in figure 1 shown embodiment only in that the spray bars 21, 23 are not fed from the emulsion system 15, but from a separate cleaning system 31, which supplies the spray bars 21, 23 with a cleaning liquid 26 that differs from the rolling emulsion 16 of the emulsion system 15.
  • the cleaning liquid 26 of this exemplary embodiment is, for example, an emulsion similar to the rolling emulsion 16 of the emulsion system 15, but the composition of which differs from the rolling emulsion 16 of the emulsion system 15 in order to improve the cleaning effect.
  • the cleaning liquid 26 is water, for example.
  • the cleaning system 31 has a cleaning tank 33 for storing cleaning liquid 26 , from which cleaning liquid 26 is supplied to the spray bars 21 , 23 in each case via a pump 29 and optionally via a filter 27 .
  • FIGs 3 and 4 show schematically a first embodiment of a spray bar 21 between two roll stands 7, 9. It shows figure 3 the spray bar 21, the rolling stock 5 and the roll stands 7, 9 in a plan view, and figure 4 shows the spray bar 21, the rolling stock 5 and the work rolls 11 of the roll stands 7, 9 in a side view, with FIG figure 4 for the sake of clarity, only one spray jet is shown.
  • the spray bar 21 extends above the rolling stock 5 between opposite edge regions 35, 37 of the rolling stock 5.
  • the spray bar 21 has two spray bar legs, which extend from the center of the spray bar 21 to one of the edge regions 35, 37 and form an angle with one another form, so that the spray bar 21 is V-shaped, with the tip of the V facing the rolling stand 7 through which the rolling stock 5 first passes.
  • the nozzles 25 of the spray bar 21 are arranged on an output side of the spray bar 21 which faces the roll stand 7 through which the rolling stock 5 passes first. Each nozzle 25 emits cleaning liquid 26 onto the rolling stock 5 in a spray direction which has a component opposite to the direction of passage 3 .
  • FIGs 5 and 6 show schematically a second embodiment of a spray bar 21 between two roll stands 7, 9. It shows figure 5 the spray bar 21, the rolling stock 5 and the roll stands 7, 9 in a plan view analogous to figure 3 , and figure 6 shows the spray bar 21, the rolling stock 5 and the work rolls 11 of the roll stands 7, 9 in a side view analogous to FIG figure 4 .
  • the spray bar 21 does not extend in a V-shape, but rather straight above the rolling stock 5 between opposite edge regions 35, 37 of the rolling stock 5.
  • the nozzles 25 of the spray bar 21 are arranged on an output side of the spray bar 21, which corresponds to that of the rolling stock 5 facing the roll stand 7 passed through first, and each nozzle 25 emits cleaning liquid 26 onto the rolling stock 5 in a spraying direction which has a component opposite to the direction of passage 3 .
  • each nozzle 25 has a component which is directed towards that edge region 35, 37 which is closest to the respective nozzle 25.
  • this is achieved by the V-shape of the spray bar 21, it being possible for the cleaning liquid 26 to be dispensed perpendicularly to a course of the respective spray bar leg.
  • it is achieved by the alignment of the nozzles 25 in the spray bar 21.
  • the spray bar 21 is pivotably mounted, so that a spray angle 39 between the spray direction and the surface of the rolling stock sprayed with the cleaning liquid 26 of the rolling stock 5 can be adjusted.
  • the nozzles 25 are, for example, flat jet nozzles, each of which has a jet profile that widens from the nozzle 25 to the rolling stock 5 .
  • the nozzles 25 can be embodied as solid jet nozzles which have a jet profile with an essentially constant cross section.
  • the cleaning of the rolling stock 5 according to the invention is inexpensive to purchase and easy to connect to an existing plant automation, since apart from an additional pump 29, optionally a filter 27 for filtering out impurities and a control valve per spray bar 21, 23 or spray bar group, no further trades are required for connecting the spray bars 21, 23 are necessary.
  • the spray bars 21, 23 spray the cleaning liquid 26 onto the rolling stock 5 under relatively high pressure, only a significantly smaller quantity of cleaning liquid 26, for example about 500 l/min per interstand area, is used as rolling emulsion 16 from the emulsion system 15 (for example 6000 l /min per roll stand 7, 9) is applied to the rolling stock 5, so that the cooling behavior of the rolling stock 5 is not significantly influenced by the additional spray bars 21, 23 and therefore a complex control of the cleaning liquid quantities emitted by the spray bars 21, 23 is superfluous (the Spray bars 21, 23 are simply switched on with a volume flow that is constant in terms of time and space).
  • the cleaning of the rolling stock 5 according to the invention is also suitable as a cost-effective retrofit solution for existing tandem mills 1.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Reinigen eines Walzguts beim Kaltwalzen des Walzguts.
  • Beim Kaltwalzen eines Walzguts wird das Walzgut, das in der Regel als ein bandförmiges Walzband vorliegt, in der Regel mehrfach umgeformt, wobei bei jeder Umformung die Dicke des Walzguts reduziert wird. Die Umformungen werden beispielsweise in einer so genannten Tandemstraße durchgeführt, durch die das Walzgut in einer Durchlaufrichtung bewegt wird und die mehrere entlang der Durchlaufrichtung hintereinander angeordnete Walzgerüste aufweist, mit denen jeweils eine Umformung durchgeführt wird. Alternativ oder zusätzlich wird das Walzgut bei einem so genannten reversierenden Walzen in mehreren Walzstichen abwechselnd in einander entgegengesetzten Durchlaufrichtungen durch dasselbe Walzgerüst bewegt, wobei in jedem Walzstich eine Umformung des Walzguts durchgeführt wird.
  • Ein Walzgerüst weist in der Regel zwei übereinander angeordnete Arbeitswalzen auf, die voneinander durch einen Walzspalt beabstandet sind, durch den das Walzgut hindurchgeführt wird. Um die Reibung zwischen dem Walzgut und den Arbeitswalzen zu reduzieren, wird in der Regel eine Walzemulsion auf das Walzgut und/oder auf die Arbeitswalzen aufgebracht. Eine Walzemulsion enthält in der Regel Wasser, Walzöl und einen Emulgator, um das Walzöl mit dem Wasser mischbar zu machen. Zusätzlich kann eine Walzemulsion weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise wenigstens ein Antioxidans, ein Verschleißschutzadditiv und/oder ein Korrosionsschutzadditiv.
  • Beim Kaltwalzen werden Metallpartikel von dem Walzgut und von den Arbeitswalzen abgerieben. Ferner bleiben auf dem Walzgut Walzemulsionsrückstände, insbesondere Walzöl, haften. Die abgeriebenen Metallpartikel und Walzemulsionsrückstände verunreinigen die Walzgutoberfläche des kaltgewalzten Walzguts und beeinträchtigen dessen Oberflächenqualität. Um derartige Verunreinigungen zu reduzieren wird beispielsweise versucht, die Verschmutzung der Walzgutoberfläche in der Kaltwalzanlage möglichst gering zu halten, etwa durch Sauberhaltung der Anlage, entsprechende Wartung oder geringe Ölkonzentration in der Walzemulsion. Ferner wird das Walzgut beispielsweise nach dem Kaltwalzen gereinigt, wobei die Reinigung auf mechanischem Wege (etwa durch Bürsten), in Kombination mit einem Fluid oder chemisch erfolgen kann.
  • DD 282 632 A5 offenbart eine Vorrichtung zum Reinigen von kaltgewalztem Walzband nach Verlassen des Walzspaltes in Form einer Halteplatte, an der V-förmige mechanische Abstreifer montiert sind und die zusätzlich Bohrungen zum Applizieren von Reinigungsmittel auf die Walzgutoberfläche umfasst. Eine mechanische Abstreifvorrichtung unterliegt naturgemäß einem Verschleißvorgang. Zudem können zufällig in die Abstreifvorrichtung eingedrungene harte Partikel die Walzgutoberfläche zerkratzen.
  • DE 30 28 285 A1 offenbart ein Verfahren zum Säubern von Metallbändern beim Kaltwalzen, bei dem auf die Ober- und Unterfläche des Metallbandes unmittelbar vor und nach dem letzten Walzen eine Reinigungslösung gesprüht wird. Bei einer Reinigung des Walzguts erst vor und nach dem letzten Walzen können Metallpartikel, die vor dem letzten Walzen bereits fest in die Walzgutoberfläche eingewalzt wurden, jedoch entweder gar nicht mehr oder nur mit großem Aufwand von der Walzgutoberfläche entfernt werden.
  • Die JP S56 169781 A zeigt ein Verfahren zum Reinigen eines Walzguts beim Kaltwalzen des Walzguts in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Tandemstraße, wobei - das Walzgut in einer Durchlaufrichtung durch die Tandemstraße bewegt wird und - zwischen zwei Walzgerüsten Wasser als Reinigungsflüssigkeit in einer Sprührichtung mit einem Druck von circa 98 bar auf das Walzgut gesprüht wird.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Reinigen eines Walzguts beim Kaltwalzen des Walzguts anzugeben.
  • Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst.
  • Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Eine erste Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens betrifft das Reinigen eines Walzguts beim Kaltwalzen des Walzguts in einer mehrere Walzgerüste aufweisenden Tandemstraße. Bei dieser Ausführungsform wird das Walzgut in einer Durchlaufrichtung durch die Tandemstraße bewegt und zwischen dem ersten und zweiten Walzgerüst und/oder zwischen dem zweiten und dritten Walzgerüst der Tandemstraße wird eine Reinigungsflüssigkeit mit einem Druck zwischen 6 bar und 100 bar in einer Sprührichtung, die eine der Durchlaufrichtung entgegengesetzte Komponente aufweist, auf das Walzgut gesprüht, wobei als Reinigungsflüssigkeit eine Walzemulsion oder eine der Walzemulsion ähnliche Emulsion oder Wasser verwendet wird.
  • Unter dem ersten Walzgerüst einer Tandemstraße wird das von dem Walzgut zuerst durchfahrene Walzgerüst der Tandemstraße verstanden. Entsprechend wird unter dem zweiten beziehungsweise dritten Walzgerüst einer Tandemstraße das zweite beziehungsweise dritte von dem Walzgut durchfahrene Walzgerüst der Tandemstraße verstanden.
  • Insbesondere kann dieselbe Walzemulsion als Reinigungsflüssigkeit verwendet werden, die auch zur Verringerung der Reibung zwischen dem Walzgut und den Walzen der Walzgerüste der Tandemstraße beziehungsweise den Walzen des zum reversierenden Walzen eingesetzten Walzgerüsts verwendet wird. Dadurch kann insbesondere die Verrohrung eines bestehenden Emulsionssystems der Kaltwalzanlage zumindest teilweise auch zum Reinigen des Walzguts mitbenutzt werden, wodurch der Verrohrungsaufwand reduziert wird.
  • Alternativ wird beispielsweise Wasser als Reinigungsflüssigkeit verwendet. Die Verwendung von Wasser verringert gegenüber einer Verwendung spezieller Reinigungsflüssigkeiten die Kosten für die Reinigung des Walzguts.
  • Diese Ausführungsform ermöglicht das Reinigen des Walzguts zwischen zwei Walzgerüsten einer Tandemstraße. Dadurch kann eine Verunreinigung des Walzguts nach dem Durchgang durch ein Walzgerüst entfernt werden, bevor das Walzgut in das darauf folgende Walzgerüst einfährt. Dies verhindert, dass beim Durchgang durch ein Walzgerüst abgeriebene Metallpartikel durch das nachfolgende Walzgerüst in die Walzgutoberfläche eingewalzt werden, da sie bereits vor dem Einfahren des Walzguts in das nachfolgende Walzgerüst von dem Walzgut entfernt werden.
  • Die Reinigung des Walzguts durch Besprühen des Walzguts mit einer Reinigungsflüssigkeit hat gegenüber einem mechanischen Abstreifen von Metallpartikeln und Walzemulsionsrückständen von dem Walzgut den Vorteil, dass ein Kontakt der Reinigungsvorrichtung mit dem Walzgut und damit ein mechanischer Verschleiß der Reinigungsvorrichtung durch dessen Kontakt mit dem Walzgut vermieden wird. Die zu entfernenden Metallpartikel haben Größen im Bereich von wenigen µm und werden nur durch die mechanische Wirkung des Reinigungssprühstrahls entfernt; eine erhöhte Temperatur der Reinigungsflüssigkeit ist daher nicht nötig, so dass eine Heizung und ein damit einhergehender Energiebedarf im Unterschied zu herkömmlichen Bandreinigungsanlagen, die hinter der Tandemstraße ansetzen, vorteilhaft entfallen. Das Besprühen des Walzguts in einer Sprührichtung, die eine der Durchlaufrichtung entgegengesetzte Komponente aufweist, erhöht vorteilhaft die Reinigungswirkung des Besprühens durch eine der Bewegung der Metallpartikel und Walzemulsionsrückstände entgegengerichtete Komponente der Sprührichtung.
  • Die vorgenannte Ausgestaltung der ersten Ausführungsform des Verfahrens berücksichtigt, dass in einer Tandemstraße der größte Anteil des metallischen Abriebs in den ersten beiden Walzgerüsten der Tandemstraße entsteht, da das in die Tandemstraße einlaufende Walzgut eine hohe Oberflächenrauheit aufweist und noch relativ weich und dick verglichen mit seinem Zustand beim Durchlaufen der hinteren Walzgerüste ist. In der Regel nimmt die Oberflächenrauheit des Walzguts nämlich bei jedem Walzen ab, während die Oberflächenhärte des Walzguts mit jedem Walzen zunimmt. Dadurch nimmt auch der metallische Abrieb mit jedem Walzen ab. Es ist daher vorteilhaft, das Walzgut bereits nach dem ersten und/oder zweiten Walzgerüst der Tandemstraße zu reinigen, um zu verhindern, dass die große Menge der beim Durchgang des Walzguts durch die ersten beiden Walzgerüste abgeriebenen Metallpartikel durch die nachfolgenden Walzgerüste in die Walzgutoberfläche eingewalzt und nicht mehr oder nur unter großem Aufwand entfernt werden kann. Gegenüber einer Reinigung des Walzguts erst am Ende der Tandemstraße können dadurch die Sauberkeit und Oberflächenqualität des Walzguts deutlich verbessert und nachfolgende Reinigungsmaßnahmen reduziert werden.
  • Beim Kaltwalzen werden relativ große Mengen Walzemulsion eingesetzt, beispielsweise pro Walzgerüst etwa 6000 l/min. Dadurch entsteht auf der Oberseite des Walzguts typischerweise ein Flüssigkeitssee aus Walzemulsion mit einer Tiefe von einigen Millimetern, der von der Reinigungsflüssigkeit durchstoßen werden muss, um die Metallpartikel und Walzemulsionsrückstände von dem Walzgut zu lösen. Hierzu muss die Reinigungsflüssigkeit typischerweise mit einem Druck zwischen 6 bar und 100 bar auf das Walzgut gesprüht werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sprührichtung eine Komponente aufweist, die zu einem Randbereich des Walzguts gerichtet ist. Dadurch werden die Metallpartikel und Walzemulsionsrückstände von der auf das Walzgut gesprühten Reinigungsflüssigkeit zu einem Randbereich des Walzguts hin bewegt und können so von dem Walzgut entfernt werden.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Sprührichtung in Abhängigkeit von einem mit Reinigungsflüssigkeit besprühten Sprühort entlang einer Breite des Walzguts quer zu der Durchlaufrichtung variiert. Dadurch können die Metallpartikel und Walzemulsionsrückstände von der auf das Walzgut gesprühten Reinigungsflüssigkeit insbesondere zu einem dem jeweiligen Sprühort nächstliegenden Randbereich bewegt werden.
  • Dementsprechend sieht eine Weitergestaltung der beiden vorgenannten Ausgestaltungen der Erfindung vor, dass die Komponente der Sprührichtung, die zu einem Randbereich des Walzguts gerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Sprühort zu demjenigen Randbereich des Walzguts gerichtet ist, der dem Sprühort am nächsten liegt.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass ein Sprühwinkel zwischen der Sprührichtung und einer Walzgutoberfläche des Walzguts einstellbar ist. Dadurch kann die Sprührichtung der jeweiligen Kaltwalzanlage angepasst werden, um die Reinigungswirkung anlagenabhängig zu optimieren.
  • Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass Reinigungsflüssigkeit auf die Oberseite und die Unterseite des Walzguts gesprüht wird. Diese Ausgestaltung der Erfindung berücksichtigt, dass in der Regel beide Seiten eines Walzguts beim Kaltwalzen durch Metallpartikel und Walzemulsionsrückstände verunreinigt werden und somit die Reinigung beider Seiten vorteilhaft ist.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung von Ausführungsbeispielen, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Dabei zeigen:
    • FIG 1 einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Tandemstraße,
    • FIG 2 einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Tandemstraße,
    • FIG 3 ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sprühbalkens zwischen zwei Walzgerüsten in einer Draufsicht,
    • FIG 4 den in Figur 3 gezeigten Sprühbalken zwischen zwei Walzgerüsten in einer Seitenansicht,
    • FIG 5 ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sprühbalkens zwischen zwei Walzgerüsten in einer Draufsicht,
    • FIG 6 den in Figur 5 gezeigten Sprühbalken zwischen zwei Walzgerüsten in einer Seitenansicht.
  • Einander entsprechende Teile sind in den Figuren mit denselben Bezugszeichen versehen.
  • Figur 1 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines ersten Ausführungsbeispiels einer Tandemstraße 1 zum Kaltwalzen eines in einer Durchlaufrichtung 3 durch die Tandemstraße 1 bewegten Walzguts 5, das als ein Walzband vorliegt.
  • Die Tandemstraße 1 weist mehrere Walzgerüste 7, 9 auf, von denen in Figur 1 nur zwei dargestellt sind. Insbesondere können die beiden dargestellten Walzgerüste 7, 9 ein erstes und ein zweites Walzgerüst 7, 9 oder ein zweites und ein drittes Walzgerüst 7, 9 der Tandemstraße 1 sein. Jedes Walzgerüst 7, 9 weist zwei übereinander angeordnete Arbeitswalzen 11 auf, die voneinander durch einen Walzspalt beabstandet sind, durch den das Walzgut 5 hindurchgeführt und dabei gewalzt wird. Ferner weist jedes Walzgerüst 7 für jede Arbeitswalze 11 eine Stützwalze 13 auf.
  • Des Weiteren weist die Tandemstraße 1 ein Emulsionssystem 15 zur Ausgabe einer Walzemulsion 16 auf die Arbeitswalze 11 und das Walzgut 5 auf. Die Walzemulsion 16 enthält in der Regel Wasser, Walzöl und einen Emulgator, um das Walzöl mit dem Wasser mischbar zu machen. Zusätzlich kann die Walzemulsion 16 weitere Bestandteile enthalten, beispielsweise wenigstens ein Antioxidans, ein Verschleißschutzadditiv und/oder ein Korrosionsschutzadditiv. Die Walzemulsion 16 wird eingangsseitig in den Bereich des Walzspalts jedes Walzgerüsts 7, 9 auf die Oberseite und die Unterseite des Walzguts 5 und die beiden Arbeitswalzen 11 des Walzgerüsts 7, 9 und ausgangsseitig auf die beiden Arbeitswalzen 11 des Walzgerüsts 7, 9 ausgegeben. Dabei bezeichnet die Eingangsseite diejenige Seite eines Walzgerüsts 7, 9, auf der das Walzgut 5 in das Walzgerüst 7, 9 eingefahren wird, und die Ausgangsseite bezeichnet die der Eingangsseite gegenüberliegende Seite des Walzgerüsts 7, 9.
  • Das Emulsionssystem 15 weist einen Emulsionstank 17 zur Speicherung von Walzemulsion 16 und für jedes Walzgerüst 7, 9 einen Auffangbehälter 19 zum Auffangen von dem Walzgerüst 7, 9 abtropfender Walzemulsion 16 auf. Ferner weist das Emulsionssystem 15 Rohrleitungen auf, durch die Walzemulsion 16 aus den Auffangbehältern 19 in den Emulsionstank 17 und aus dem Emulsionstank 17 zu den Walzgerüsten 7 geleitet wird.
  • Zwischen dem ersten Walzgerüst 7 und dem zweiten Walzgerüst 9 sind zwei Sprühbalken 21, 23 zum Reinigen des Walzguts 5 angeordnet, wobei ein oberer Sprühbalken 21 oberhalb des Walzguts 5 angeordnet ist und ein unterer Sprühbalken 23 unterhalb des Walzguts 5 angeordnet ist.
  • Jeder Sprühbalken 21, 23 weist mehrere Düsen 25 auf, durch die jeweils eine Reinigungsflüssigkeit 26 in einer Sprührichtung, die eine der Durchlaufrichtung 3 entgegengesetzte Komponente aufweist, auf das Walzgut 5 sprühbar ist. Die Reinigungsflüssigkeit 26 ist in diesem Ausführungsbeispiel gefilterte Walzemulsion 16, die den Sprühbalken 21, 23 aus dem Emulsionssystem 15 jeweils über ein Filter 27 und eine Pumpe 29 zugeführt wird. Mit den Filtern 27 werden Schmutzstoffe, insbesondere von dem Walzgut 5 und den Arbeitswalzen 11 abgeriebene Metallpartikel, aus der Walzemulsion 16 herausgefiltert. Mit den Pumpen 29 wird jeweils ein Druck zwischen 6 bar und 100 bar erzeugt, mit dem die Reinigungsflüssigkeit 26 auf das Walzgut 5 gesprüht wird. Der vertikale Abstand der Düsen 25 von dem Walzgut 5 beträgt beispielsweise etwa 20 cm. Ausführungsbeispiele von Sprühbalken 21, 23 werden unten anhand der Figuren 3 bis 6 näher beschrieben.
  • Analog zu den in Figur 1 dargestellten Sprühbalken 21, 23 können auch zwischen weiteren Walzgerüsten 7, 9 der Tandemstraße 1 Sprühbalken 21, 23 angeordnet sein.
  • Figur 2 zeigt schematisch einen Ausschnitt eines zweiten Ausführungsbeispiels einer Tandemstraße 1 zum Kaltwalzen eines in einer Durchlaufrichtung 3 durch die Tandemstraße 1 bewegten Walzguts 5, das als ein Walzband vorliegt. Dieses Ausführungsbeispiel unterscheidet sich von dem in Figur 1 gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich dadurch, dass die Sprühbalken 21, 23 nicht aus dem Emulsionssystem 15 gespeist werden, sondern aus einem separaten Reinigungssystem 31, das den Sprühbalken 21, 23 eine Reinigungsflüssigkeit 26 zuführt, die sich von der Walzemulsion 16 des Emulsionssystem 15 unterscheidet.
  • Die Reinigungsflüssigkeit 26 dieses Ausführungsbeispiels ist beispielsweise eine der Walzemulsion 16 des Emulsionssystems 15 ähnliche Emulsion, deren Zusammensetzung sich jedoch von der Walzemulsion 16 des Emulsionssystems 15 zur Verbesserung der Reinigungswirkung unterscheidet. Alternativ ist die Reinigungsflüssigkeit 26 beispielsweise Wasser.
  • Das Reinigungssystem 31 weist einen Reinigungstank 33 zur Speicherung von Reinigungsflüssigkeit 26 auf, aus dem den Sprühbalken 21, 23 jeweils über eine Pumpe 29 und optional über ein Filter 27 Reinigungsflüssigkeit 26 zugeführt wird.
  • Die Figuren 3 und 4 zeigen schematisch ein erstes Ausführungsbeispiel eines Sprühbalkens 21 zwischen zwei Walzgerüsten 7, 9. Dabei zeigt Figur 3 den Sprühbalken 21, das Walzgut 5 und die Walzgerüste 7, 9 in einer Draufsicht, und Figur 4 zeigt den Sprühbalken 21, das Walzgut 5 und die Arbeitswalzen 11 der Walzgerüste 7, 9 in einer Seitenansicht, wobei in Figur 4 der Übersichtlichkeit halber nur ein Sprühstrahl dargestellt ist.
  • Der Sprühbalken 21 erstreckt sich oberhalb des Walzguts 5 zwischen sich gegenüberliegenden Randbereichen 35, 37 des Walzguts 5. Der Sprühbalken 21 weist zwei Sprühbalkenschenkel auf, die sich von der Mitte des Sprühbalkens 21 zu jeweils einem der Randbereiche 35, 37 hin erstrecken und einen Winkel miteinander bilden, so dass der Sprühbalken 21 V-förmig ausgebildet ist, wobei die Spitze des V dem von dem Walzgut 5 zuerst durchlaufenen Walzgerüst 7 zugewandt ist. Die Düsen 25 des Sprühbalkens 21 sind auf einer Ausgabeseite des Sprühbalkens 21 angeordnet, die dem von dem Walzgut 5 zuerst durchlaufenen Walzgerüst 7 zugewandt ist. Jede Düse 25 gibt Reinigungsflüssigkeit 26 in einer Sprührichtung auf das Walzgut 5 aus, die eine der Durchlaufrichtung 3 entgegengesetzte Komponente aufweist.
  • Die Figuren 5 und 6 zeigen schematisch ein zweites Ausführungsbeispiel eines Sprühbalkens 21 zwischen zwei Walzgerüsten 7, 9. Dabei zeigt Figur 5 den Sprühbalken 21, das Walzgut 5 und die Walzgerüste 7, 9 in einer Draufsicht analog zu Figur 3, und Figur 6 zeigt den Sprühbalken 21, das Walzgut 5 und die Arbeitswalzen 11 der Walzgerüste 7, 9 in einer Seitenansicht analog zu Figur 4.
  • Im Unterschied zu dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Sprühbalken 21 nicht V-förmig sondern gerade oberhalb des Walzguts 5 zwischen sich gegenüberliegenden Randbereichen 35, 37 des Walzguts 5. Wiederum sind die Düsen 25 des Sprühbalkens 21 auf einer Ausgabeseite des Sprühbalkens 21 angeordnet, die dem von dem Walzgut 5 zuerst durchlaufenen Walzgerüst 7 zugewandt ist, und jede Düse 25 gibt Reinigungsflüssigkeit 26 in einer Sprührichtung auf das Walzgut 5 aus, die eine der Durchlaufrichtung 3 entgegengesetzte Komponente aufweist.
  • In beiden in den Figuren 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen eines Sprühbalkens 21 weist die Sprührichtung jeder Düse 25 eine Komponente auf, die zu demjenigen Randbereich 35, 37 gerichtet ist, der der jeweiligen Düse 25 am nächsten liegt. In dem in den Figuren 3 und 4 gezeigten Ausführungsbeispiel wird dies durch die V-Form des Sprühbalkens 21 erreicht, wobei die Ausgabe der Reinigungsflüssigkeit 26 senkrecht zu einem Verlauf des jeweiligen Sprühbalkenschenkels erfolgen kann. In dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel wird es durch die Ausrichtung der Düsen 25 in dem Sprühbalken 21 erreicht. Das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel ermöglicht daher gegenüber dem in den Figuren 5 und 6 gezeigten Ausführungsbeispiel eine einfachere Anordnung der Düsen 25 in dem Sprühbalken 21, während das in den Figuren 5 und 6 gezeigte Ausführungsbeispiel eine einfachere geometrische Gestaltung des Sprühbalkens 21 selbst aufweist als das in den Figuren 3 und 4 gezeigte Ausführungsbeispiel.
  • In beiden in den Figuren 3 bis 6 gezeigten Ausführungsbeispielen eines Sprühbalkens 21 kann ferner vorgesehen sein, das der Sprühbalken 21 schwenkbar gelagert ist, so dass ein Sprühwinkel 39 zwischen der Sprührichtung und der mit der Reinigungsflüssigkeit 26 besprühten Walzgutoberfläche des Walzguts 5 einstellbar ist.
  • Die Düsen 25 sind beispielsweise Flachstrahldüsen, die jeweils ein sich von der Düse 25 zu dem Walzgut 5 hin weitendes Strahlprofil aufweisen. Alternativ können die Düsen 25 als Vollstrahldüsen ausgebildet sein, die ein Strahlprofil mit einem im Wesentlichen konstanten Querschnitt aufweisen.
  • Das erfindungsgemäße Reinigen des Walzguts 5 ist kostengünstig in der Anschaffung und einfach in der Anbindung an eine bestehende Anlagenautomatisierung, da bis auf eine zusätzliche Pumpe 29, gegebenenfalls ein Filter 27 zum Ausfiltern von Verunreinigungen und ein Steuerventil pro Sprühbalken 21, 23 beziehungsweise Sprühbalkengruppe keine weiteren Gewerke zur Anbindung der Sprühbalken 21, 23 nötig sind. Da die Sprühbalken 21, 23 die Reinigungsflüssigkeit 26 unter relativ hohem Druck auf das Walzgut 5 sprühen, wird ferner nur eine wesentlich geringere Menge an Reinigungsflüssigkeit 26, beispielsweise etwa 500 l/min pro Zwischengerüstbereich, als Walzemulsion 16 von dem Emulsionssystem 15 (beispielsweise 6000 l/min pro Walzgerüst 7, 9) auf das Walzgut 5 aufgebracht, so dass das Abkühlverhalten des Walzguts 5 durch die zusätzlichen Sprühbalken 21, 23 nicht wesentlich beeinflusst wird und somit eine aufwändige Steuerung der von den Sprühbalken 21, 23 ausgegebenen Reinigungsflüssigkeitsmengen überflüssig ist (die Sprühbalken 21, 23 werden einfach mit einem zeitlich und räumlich konstanten Mengenfluss zugeschaltet). Aus den genannten Gründen eignet sich das erfindungsgemäße Reinigen des Walzguts 5 auch als eine kostengünstige Nachrüstlösung für bestehende Tandemstraßen 1.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch bevorzugte Ausführungsbeispiele näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Tandemstraße
    3
    Durchlaufrichtung
    5
    Walzgut
    7, 9
    Walzgerüst
    11
    Arbeitswalze
    13
    Stützwalze
    15
    Emulsionssystem
    16
    Walzemulsion
    17
    Emulsionstank
    19
    Auffangbehälter
    21, 23
    Sprühbalken
    25
    Düse
    26
    Reinigungsflüssigkeit
    27
    Filter
    29
    Pumpe
    31
    Reinigungssystem
    33
    Reinigungstank
    35, 37
    Randbereich
    39
    Sprühwinkel

Claims (6)

  1. Verfahren zum Reinigen eines Walzguts (5) beim Kaltwalzen des Walzguts (5) in einer mehrere Walzgerüste (7, 9) aufweisenden Tandemstraße (1), wobei
    - das Walzgut (5) in einer Durchlaufrichtung (3) durch die Tandemstraße (1) bewegt wird,
    - zwischen dem ersten Walzgerüst (7, 9) und dem zweiten Walzgerüst (7, 9) der Tandemstraße (1) und/oder zwischen dem zweiten Walzgerüst (7, 9) und dem dritten Walzgerüst (7, 9) der Tandemstraße (1) eine Reinigungsflüssigkeit (26) mit einem Druck zwischen 6 bar und 100 bar in einer Sprührichtung, die eine der Durchlaufrichtung (3) entgegengesetzte Komponente aufweist, auf das Walzgut (5) gesprüht wird,
    - wobei als Reinigungsflüssigkeit (26) eine Walzemulsion (16) oder Wasser verwendet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Sprührichtung eine Komponente aufweist, die zu einem Randbereich (35, 37) des Walzguts (5) gerichtet ist.
  3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Sprührichtung in Abhängigkeit von einem mit Reinigungsflüssigkeit (26) besprühten Sprühort entlang einer Breite des Walzguts (5) quer zu der Durchlaufrichtung (3) variiert.
  4. Verfahren nach den Ansprüchen 2 und 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Komponente der Sprührichtung, die zu einem Randbereich (35, 37) des Walzguts (5) gerichtet ist, in Abhängigkeit von dem Sprühort zu demjenigen Randbereich (35, 37) des Walzguts (5) gerichtet ist, der dem Sprühort am nächsten liegt.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass ein Sprühwinkel (39) zwischen der Sprührichtung und einer Walzgutoberfläche des Walzguts (5) einstellbar ist.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass Reinigungsflüssigkeit (26) auf eine Oberseite und eine Unterseite des Walzguts (5) gesprüht wird.
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