NL1010281C2 - Werkwijze en inrichting voor de vervaardiging van een metalen band en het verminderen van het gevaar voor bandbreuk in zo'n band. - Google Patents

Description

WERKWIJZE EN INRICHTING VOOR DE VERVAARDIGING VAN EEN METALEN BAND EN HET VERMINDEREN VAN HET GEVAAR VOOR BANDBREUK IN ZO’N BAND

5 De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor de vervaardiging van een metalen band waarbij het gevaar voor bandbreuk wordt verminderd in een traject, waarin de band in bandrichting onder spanning wordt getransporteerd, waarbij in een voorafgaand voedingstraject van de metaalband eventueel aanwezige defecten in de randen worden gedetecteerd en aansluitend maatregelen worden 10 uitgevoerd om de gevolgen van die defecten voor het gevaar voor bandbreuk te verminderen. Tevens heeft de uitvinding betrekking op een inrichting ten gebruike bij het uitvoeren van de nieuwe werkwijze.

Een werkwijze van het bekendgestelde type wordt bijvoorbeeld toegepast bij het behandelen van een koudgewalste stalen band in een continu gloeilijn, hoewel de 15 uitvinding daartoe niet beperkt is.

Bij de vervaardiging van dunne stalen band wordt als regel het staal achtereenvolgend aan zogenaamde warm- en koudwalsbehandelingen onderworpen, om de uiteindelijke gewenste dikte van enkele tienden van millimeters te realiseren. Daarbij treden echter metallurgische veranderingen in het staal op die het voor 20 verdere verwerking minder geschikt maken.

Een gebruikelijke methode voor het verbeteren van de verwerkings-eigenschappen bestaat daarin dat de band onder enige trekspanning door een continu-gloeioven wordt geleid.

Een bekend probleem daarbij bestaat daarin dat in het voortraject van de 25 productie van de stalen band defecten in de randen van de banden kunnen zijn ontstaan die, als de band in de oven onder spanning komt te staan, tot bandbreuk kunnen leiden. Continu-gloeiovens zijn zeer gecompliceerde installaties, waarbij het doorrijgen van de band zeer veel tijd vergt. In het geval van een bandbreuk leidt dit tijdverlies tot enorme productieverliezen. Essentieel is het dus om het ontstaan van 30 bandbreuken tot het absolute minimum te beperken.

Een gebruikelijke methode daartoe bestaat daarin dat in het aan het gloeitraject voorafgaande voedingstraject van de metalen band defecten in rand van de band worden gedetecteerd. Veelal wordt hierbij een optisch-elektronisch systeem 1010281 -2- toegepast, waarbij een door een camera gedetecteerd defect wordt vertaald in een elektronisch signaal.

Opgemerkt wordt dat defecten kunnen bestaan uit haarscheurtjes vanaf de bandrand, doch ook uit losse flappen aan de rand of grovere insluitsels. Ook 5 plotselinge bandbreedte-overgangen kunnen soms als defecten worden beschouwd. Door een defect ontstaat een plaatselijke spanningsverhoging in de band indien de band onder spanning wordt gebracht. Deze spanningsverhoging kan een scheur inleiden die een bandbreuk ten gevolg heeft.

De meest eenvoudige aansluitende maatregel op het detecteren van een defect 10 bestaan daarin dat de band wordt stilgezet en dat ter plaatse van het defect een stuk uit de bandrand wordt verwijderd. Hoewel zo’n maatregel bandbreuk voorkomt, leidt hij toch tot productieverlies, terwijl verder een stuk band aan een afwijkende thermische behandeling is onderworpen geweest. Dit kan ook leiden tot kwaliteitsverschillen in de gegloeide band.

15 De uitvinding beoogt nu om zodanige aansluitende maatregelen uit te voeren dat de gevolgen van defecten in de randen van de band worden vermeden, zonder dat daartoe de snelheid van de band behoeft te worden gewijzigd. Met zulke maatregelen wordt dan beoogd een gegloeide band te verkrijgen welke over zijn lengte overal dezelfde thermische behandeling heeft gekregen, en daardoor ook geen 20 kwaliteitsverschillen vertoont.

De uitvinding bestaat nu daarin dat bij de in de aanhef vermelde werkwijze bij volle bandsnelheid een in de lengte beperkte strook van de rand, waarbinnen een defect is gedetecteerd, wordt weggesneden door een aangedreven schaarsysteem hetwelk dwars op de rand naar de band en terug bewogen wordt, van welk 25 schaarsysteem de richting de baan van de schaarsnede volgt en waarbij de aangedreven schaardelen ter plaatse van het schaarpunt een snelheidscomponente in de bandrichting hebben welke overeenkomt met de bandsnelheid. Dankzij deze nieuwe werkwijze wordt de mogelijke bron voor een bandbreuk geheel geëlimineerd, terwijl, buiten het gebied waarin de schaarsnede wordt aangebracht, de band 30 onberoerd blijft door verschillen in snelheid of een extra krachtinwerking. Door het geheel elimineren van het randdefect kan geen scheurvorming meer vanaf de rand ontstaan en doorlopen naar de rest van de band.

1010281 -3-

Meer in het bijzonder heeft de uitvinding betrekking op een werkwijze waarbij het aangedreven schaarsysteem een paar, ter weerszijden van de band geplaatste snijwalsen omvat, welk walsenpaar tijdens het scharen om een as, dwars op de band en door het schaarpunt, geroteerd wordt, met de assen van de snijwalsen loodrecht 5 gericht op de baan van de schaarsnede ter plaatse van het schaarpunt. Door een zodanig gebruik van snijwalsen als onderdeel van een schaarsysteem, wordt vermeden dat in een richting dwars op de schaarsnede door het schaarsysteem een kracht wordt uitgeoefend op de rest van de band. Daar de uitgeschaarde strook een beperkte lengte heeft, waarbij de schaarsnede vanaf de rand, door het materiaal, weer 10 bij de rand eindigt, zullen de snijwalsen tijdens het scharen telkens een andere positie moeten innemen. Om te voorkomen dat het schaarsysteem een trekkende of remmende invloed op de band uitoefent dient er daarbij voor zorggedragen te worden dat de snelheidscomponente in de bandrichting van de snijwalsen ter plaatse van het schaarpunt steeds overeenkomt met de bandsnelheid. Dat betekent dat de snijwalsen 15 op ieder punt van de schaarsnede een aangepaste snelheid moeten verkrijgen. Tevens dient de oriëntatie van het schaarsysteem voortdurend aangepast te worden aan iedere volgende plaats van de schaarsnede. Deze rotatie van het schaarsysteem is daarbij afhankelijk van de vorm van de schaarsnede.

De uitvinding heeft verder betrekking op een inrichting voor het verminderen 20 van het gevaar voor bandbreuk in een installatie omvattende een voedingssysteem voor een metalen band en een behandelingssysteem, waarin de band onder spanning gehouden wordt, welke inrichting in het voedingssysteem een detector omvat voor het detecteren van eventueel aanwezige defecten in de randen van de band. Deze inrichting omvat volgens de uitvinding een systeem hetwelk is voorzien voor het bij 25 volle bandsnelheid door scharen verwijderen van een strook van de rand, waarbinnen een defect is gedetecteerd, welk systeem de volgende componenten omvat: een paar ter weerszijden van de baan van de band geplaatste, een schaarsysteem vormende, snijwalsen; 30 - een eerste regelbare motor met een overbrengingssysteem voor het in onderling tegengestelde zin aandrijven van de snijwalsen; 1010281 -4- een tweede regelbare motor met een as loodrecht op het vlak van de band en door het schaarpunt van het schaarsysteem, welke motor in drijvende zin met het schaarsysteem is gekoppeld voor het veranderen van de schaarrichting daarvan; een zwenkarm welke aan zijn vrije einde de tweede regelbare motor draagt, en 5 welke in een vlak evenwijdig aan het vlak van de band, dwars op de bandrichting kan zwenken; een derde regelbare motor voor het aandrijven van de zwenkarm; een regelsysteem hetwelk de drie motoren gelijktijdig, in combinatie, en in afhankelijkheid van een gedetecteerd randdefect zodanig kan bekrachtigen dat 10 een het defect bevattende, in de lengte beperkte, strook van de rand door het schaarsysteem wordt weggesneden.

Meer in het bijzonder verdient het volgens de uitvinding de voorkeur dat het regelsysteem van de nieuwe inrichting verder de tweede regelbare motor zodanig bekrachtigt dat de assen van de snij walsen loodrecht gericht blijven op de baan van 15 de schaarsnede ter plaatse van het schaarpunt en dat de eerste motor zodanig wordt bekrachtigd dat de snijwalsen ter plaatse van het schaarpunt een snelheidscomponente in de bandrichting hebben welke overeenkomt met de bandsnelheid.

Hiervoor is reeds opgemerkt dat de nieuwe werkwijze zich niet beperkt tot 20 toepassing op stalen banden die, na koudgewalst te zijn, door een gloeioven worden geleidt. Toepassing is ook denkbaar op metalen banden van andere samenstelling, en ook op metaalbanden die door andere behandelingsinstallaties worden gevoerd, zoals een bekleedde band. Niettemin is gebleken dat de uitvinding in het bijzonder bij toepassing op het behandelen van koudgewalst stalen band in een continu gloeilijn 25 zeer goede resultaten oplevert.

De uitvinding zal vervolgens worden toegelicht aan de hand van enige figuren die schematisch de toepassing van de uitvinding illustreren op een continu gloeilijn voor stalen band.

Fig. 1 geeft een schematische voorstelling van een gloeilijn.

30 Fig. 2 toont schematisch het wegsnijden van een strook uit de rand van een band.

1010281 -5-

Fig. 3 toont in bovenaanzicht de plaatsing van de nieuwe inrichting ten opzichte van een lopende band.

Fig. 4 toont een aanzicht volgens IV-IV in figuur 3.

Fig. 5 toont een onderdeel van de nieuwe inrichting.

5 In Fig. 1 is met verwijzingscijfer 1 een koudgewalst stalen band aangegeven die vanaf een haspel 2 wordt afgerold en na behandeling op een opwikkelhaspel 3 wordt opgerold. Schematisch is met verwijzingscijfer 4 een doorloopgloeioven aangegeven. Alvorens de gloeioven 4 in te gaan doorloopt band 1 een intreebuffer 5, en na uittreden uit de oven wordt hij door een uittreebuffer 6 gevoerd. Schematisch is 10 met pijlen aangegeven dat het bandvolume in de intreebuffer 5 en in de uittreebuffer gevarieerd kan worden. Hiermee kunnen discontinuïteiten in de handloop worden opgevangen zonder dat daarmee de loop van de band in de gloeioven onregelmatig wordt. Dergelijke onregelmatigheden in de handloop kunnen ontstaan indien een nieuwe band op haspel 2 wordt geplaatst en in een lasinrichting 7 moet worden 15 vastgelast aan de oude band. Op soortgelijke wijze kan een volle haspel 3 losgeknipt worden van band 1, waarna de band op een nieuwe haspel moet worden geleid.

Een detector 8 is geplaatst voor intreebuffer 5. De afgebeelde detector 8 staat boven één van de randen van de band en is van een type dat een halogeenverlichting van onder de band met een camera bekijkt die boven de band is geplaatst. Het door 20 de camera ontvangen licht wordt gedetecteerd en vertaald in een scheur dan wel een ander defect. In handlichting achter de detector is een inrichting 9 geplaatst voor het bij volle bandsnelheid scharen van een in de lengte beperkte strook van de rand, waarbinnen een defect is gedetecteerd door detector 8. De inrichting 9 wordt gestuurd door het signaal dat afkomstig is van detector 8. Details van deze besturing 25 zijn in het navolgende niet verder beschreven.

Daar randdefecten zich kunnen voordoen in beide randen van de band zullen als regel een detector 8 en een inrichting 9 aan weerszijden van de band nabij beide randen zijn aangebracht, welke onafhankelijk van elkaar functioneren.

Fig. 2 toont in bovenaanzicht een staalband 1 welke in de pijlrichting 30 voortbeweegt. Met verwijzingscijfer 10 is een defect in de rand getoond, welk defect is afgebeeld met een scherp toelopende kerf. Bij het onder spanning brengen van de 1010281 -6- band binnen de gloeioven 4 bestaat een reëel gevaar dat deze kerf een doorlopende scheur ten gevolge heeft die tot bandbreuk kan leiden.

Met lijn 11 is ten opzichte van de band 1 het verloop van het schaarpunt van een schaarsysteem aangegeven. Ten dele zal deze baan door de band 1 verlopen 5 waardoor een schaarsnede 12 wordt gevormd. Ter illustratie is aangegeven hoe zo bij een bandsnelheid van 12 meter per seconde en een diepte van een randscheur 10 van circa 100 mm, een strook ter lengte van 2500 mm wordt uitgesneden. Het zal duidelijk zijn dat deze getallen slechts illustratief zijn voor een bepaalde randscheur, en dat de afmetingen van de strook kunnen variëren al naar gelang de aard van het 10 geconstateerde randdefect.

In Fig. 3 en 4 zijn de plaatsing en de beweging van het schaarsysteem ten opzichte van band 1 nader aangegeven. Een U-vormig gestel 16 draagt een paar snij walsen 17 welke samen een schaar vormen. Door het gestel 16 naar de rand van band 1 te bewegen vormen de snijwalsen 17 de schaarsnedel2 in de band (zie Fig. 15 2). De vorm van het U-vormige gestel 16 is zodanig dat de benen van de U

voldoende ver om de rand kunnen grijpen om randdefecten met maximaal te verwachten afmetingen te kunnen wegsnijden. In Fig. 5 is gestel 16 als onderdeel van een groter geheel meer in detail afgebeeld. Daaruit blijkt dat aan het gestel 16 een aandrijfmotor 18 is bevestigd voor het aandrijven voor snijwalsen 17.

20 Zoals verder uit Fig. 3 en 4 blijkt is gestel 16 verbonden aan een aandrijfmotor 15, waarvan de as verticaal verloopt door het schaarpunt van de snijwalsen 17. Motor 15 dient voor het richten van het gestel 16 ten opzichte van de schaarsnede, zodanig dat de assen van de snijwalsen 17 te allen tijde loodrecht gericht zijn op de schaarsnede. Hiermee wordt verkregen dat deze schaarsnede zo 25 zuiver mogelijk kan worden gemaakt en zelf niet meer aanleiding kan geven tot het vormen van randdefecten. Motor 15 bevindt zich aan het vrije einde van een zwenkarm 14, waarvan het zwenkpunt gevormd wordt door de as van een motor 13.

Motoren 13 en 15 zijn servomotoren welke geschikt zijn om zeer nauwkeurige kleine verdraaiingen te bewerkstelligen. Dergelijke motoren zijn van 30 algemene bekendheid uit de techniek van bewegingsrobots. Motor 18 dient ook nauwkeurig regelbaar te zijn, ten einde de snelheid van het walsenpaar aan te kunnen passen aan de helling van de schaarsnede ten opzichte van de bandrichting. Daarbij 1010281 -7- dienen namelijk de snelheidscomponenten van de snijwalsen in de bandrichting ter plaatse van het schaarpunt overeen te komen met de bandsnelheid, ten einde het langsslippen van de snijwalsen over de band te voorkomen.

Niet afgebeeld, doch wel aanwezig in de inrichting, is een regelsysteem 5 hetwelk de motoren 18, 13 en 15 gelijktijdig en in combinatie bekrachtigt, en wel in afhankelijkheid van een gedetecteerd randdefect. Gelijktijdig moet namelijk de zwenkarm 14 zover gezwenkt worden dat de uit te scharen strook het randdefect geheel wegsnijdt, dient tijdens de vorming van de schaarsnede de motor 15 het gestel 16 te richten ten opzichte van de plaatselijke heling van de schaarsnede, en dient de 10 motor 18 de snelheid van de snijwalsen aan te passen aan de bandsnelheid en de helling van de schaarsnede ter plaatse.

Door de schaarsnede 12 de vorm van een parabool te geven is gebleken dat de rotatiesnelheid van motor 15 tijdens het scharen vrijwel constant kan blijven.

In Fig. 5 is het schaarsysteem zelf in meer detail afgebeeld. Daarbij is 15 aangegeven hoe gestel 16 draaibaar is ten opzichte van het vaste huis van motor 15. Aandrijfmotor 18 drijft een as 19 aan, welke een tandriem 20 aandrijft. Deze tandriem 20 drijft zelf weer assen 21 en 22 met gelijke snelheid doch in tegengestelde zin aan, welke assen 21 en 22 de snijwalsen 17 aandrijven (niet afgebeeld). De loop van tandriem 20 is niet in detail afgebeeld, doch, daar het hier 20 een eenvoudig aandrijfsysteem betreft, zal deze voor de vakman duidelijk zijn.

Ten einde de snijwalsen een kleine diameter te kunnen laten hebben, en ten einde het gestel 16 met een grote stijfheid te kunnen construeren, is het van belang dat de twee U-benen van het gestel 16, waardoor de assen 21 en 22 verlopen, op korte afstand van elkaar staan. Indien band 1 trilt, dan wel indien een bandrand 25 enigszins golvend is, zou hierdoor het gevaar kunnen ontstaan dat de snijwalsen niet zuiver met de bandrand in insnijding kunnen komen. Daartoe is het systeem verder voorzien van vangbekken 23 en 24, welke ervoor zorgen dat de bandrand te allen tijde kan worden ingevangen bij het verzwenken van het schaarsysteem naar de bandrand toe.

1010281

Claims (5)

1. Werkwijze voor de vervaardiging van een metalen band waarbij het gevaar voor bandbreuk wordt verminderd in een traject, waarin de band in 5 bandrichting onder spanning wordt getransporteerd, waarbij in een voorafgaand voedingstraject van de metaalband eventueel aanwezige defecten in de randen van de band worden gedetecteerd en aansluitend maatregelen worden uitgevoerd om de gevolgen van die defecten voor het gevaar voor bandbreuk te verminderen, met het kenmerk, dat bij volle bandsnelheid een in 10 de lengte beperkte strook van de rand, waarbinnen een defect is gedetecteerd, wordt weggesneden door een aangedreven schaarsysteem hetwelk dwars op de rand naar de band en terug bewogen wordt, van welk schaarsysteem de richting de baan van de schaarsnede volgt en waarbij de aangedreven schaardelen ter plaatse van het schaarpunt een snelheidscomponente in de bandrichting hebben 15 welke overeenkomt met de bandsnelheid.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het aangedreven schaarsysteem een paar, ter weerszijden van de band geplaatste snijwalsen omvat, welk walsenpaar tijdens het scharen om een as, dwars op de band en 20 door het schaarpunt, geroteerd wordt, met de assen van de snijwalsen loodrecht gericht op de baan van de schaarsnede ter plaatse van het schaarpunt.

3. Inrichting voor het verminderen van het gevaar voor bandbreuk in een installatie omvattende een voedingssysteem voor een metalen band (1) en een 25 behandelingssysteem (4), waarin de band (1) onder spanning gehouden wordt, welke inrichting in het voedingssysteem een detector (8) omvat voor het detecteren van eventueel aanwezige defecten in de randen van de band, met het kenmerk, dat deze inrichting een systeem (9) omvat hetwelk is voorzien voor het bij volle bandsnelheid door scharen verwijderen van een strook van de 30 rand, waarbinnen een defect is gedetecteerd, welk systeem de volgende componenten omvat: 1010281 -9- - een paar ter weerszijden van de baan van de rand geplaatste, een schaarsysteem vormende, snijwalsen; - een eerste regelbare motor met een overbrengingssysteem voor het in onderling tegengestelde zin aandrijven van de snijwalsen; 5. een tweede regelbare motor met een as loodrecht op het vlak van de band en door het schaarpunt van het schaarsysteem, welke motor in drijvende zin met het schaarsysteem is gekoppeld voor het veranderen van de schaarrichting daarvan; - een zwenkarm welke aan zijn vrije einde de tweede regelbare motor draagt, 10 en welke in een vlak evenwijdig aan het vlak van de band, dwars op de bandrichting kan zwenken; - een derde regelbare motor voor het aandrijven van de zwenkarm; - een regelsysteem hetwelk de drie motoren gelijktijdig, in combinatie, en in afhankelijkheid van een gedetecteerd randdefect zodanig kan bekrachtigen 15 dat een het defect bevattende, in de lengte beperkte, strook van de rand door het schaarsysteem wordt weggesneden.

4. Inrichting volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat het regelsysteem verder de tweede regelbare motor zodanig kan bekrachtigen dat de assen van de 20 snijwalsen loodrecht gericht blijven op de baan van de schaarsnede ter plaatse van het schaarpunt en dat de eerste motor zodanig kan worden bekrachtigd dat de snijwalsen ter plaatse van het schaarpunt een snelheidscomponente in de bandrichting hebben welke overeenkomt met de bandsnelheid.

5. Inrichting volgens conclusie 3 of 4, met het kenmerk, dat het schaarsysteem verder is voorzien van vangbekken welke zorgen dat de bandrand wordt ingevangen bij het verzwenken van het schaarsysteem naar de bandrand. 1010 281