WO2017207396A1 - Verfahren und vorrichtung zur stabilisierung einer bewegung eines gewalzten metallischen bandes auf einem rollgang - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur stabilisierung einer bewegung eines gewalzten metallischen bandes auf einem rollgang Download PDF

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WO2017207396A1
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Bernd Linzer
Pascal Ostheimer
Juergen Schiefer
Michael Zahedi
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Primetals Technologies Austria GmbH
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Primetals Technologies Austria GmbH
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    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Definitions

  • the present invention relates to an apparatus and a method for stabilizing a rolled metallic strip, preferably a steel strip, which is moved on a roller table in a hot rolling mill.
  • hot strip In a hot rolling mill or a thin slab casting and rolling (TSCR) plant, in particular an Arvedi-ESP cast-and-roll composite plant, hot strip can be produced in a number of ways:
  • a slab is rolled in at least one rolling train to a finished strip, cooled the finished strip in a cooling section and then wound with a coiler to coils (engl, coils).
  • an endlessly cast strand is rolled in a first and second rolling train, the finished strip is cooled in a cooling section and then wound up into coils in a reeling device.
  • the resulting hot strip is only immediately before Coiler device divided by means of a so-called flying scissors into appropriate lengths and wound on the reels alternately to steel coils.
  • hot strips with final thicknesses of 0.6 to 6 mm are produced, depending on the final thickness of a max. Speed of 17 m / s.
  • the tape heads are transported after the cut via roller tables to one of the two coiler lines, optionally also to a third coiler, where the winding takes place.
  • the tape heads also go through the
  • JP 08 174 031 A and JP 08 174 033 A describe the suppression of the bending of tape heads in the outlet of a finishing train through a plurality of successively arranged air bars, each with a plurality of air nozzles.
  • upstream distance sensors will increase the height of
  • Compressed air is these devices for high
  • JP 3 275997 B2 describes an endless working
  • Outlet and reel area In front of the reel device is a pair of scissors, which cuts the endless belt. To avoid tape running instabilities
  • Spray nozzles can not be excluded. How the device can be improved, is not apparent from the Scriptures.
  • the KR 2013 04 66 00 A describes a device for
  • the fans generate high air flows with low overpressure and therefore require a large installation space and large cable cross-sections from the fans to the belt. Large and heavy equipment is required, too Maintenance must be lifted or ideally opened.
  • the band can be stabilized without excessive cooling of the tape or to change the structure, and how even in the case of a failure of compressed air, the band can be sufficiently stabilized without damaging the blowing devices, is not apparent from the prior art.
  • Compressed air supply is sufficient and the device is protected against damage.
  • the device according to the invention comprises a plurality of protective skids, each of which is oriented substantially in the direction of travel of the band, for guiding a "flying" band Distance in the width direction of the tape.
  • the skids are rounded at the input end of the device, so that the tape is securely inserted into the device. Between the skids are in
  • Nozzle rows each with a plurality of nozzles arranged.
  • the nozzles are set back from the underside of the skids, so that a bulging band can not touch or destroy the nozzles.
  • a compressed air supply and a network of hose or piping supplies the rows of nozzles
  • Compressed air so that the nozzles can apply compressed air to the top of the belt.
  • the device according to the invention either
  • the device has at least three, five or seven etc. skids.
  • Compressing compressed air it is expedient if at least one nozzle is arranged between two skids in a row of nozzles.
  • the device can be piped simple and robust when the nozzles of a row of nozzles are supplied via a common hose or pipe with compressed air.
  • the device has a, preferably in Tape running direction aligned, joint and a
  • Pivoting drive can be pivoted towards the belt and away from the belt. Especially with regard to the volume of
  • Airflow noise through the nozzles it has been found to be favorable when a nozzle as a single or multi-hole nozzle, and / or as a round or flat jet nozzle, but preferably as a multi-channel flat jet nozzle is formed.
  • a nozzle preferably a plurality of nozzles, particularly preferably at least one row of nozzles, in the
  • Tape running direction and / or the width direction of the belt is adjustable.
  • nozzles of a nozzle row are designed to be switchable.
  • the shutdown can be done, for example, by a switching valve or a ball valve.
  • two nozzles which are arranged symmetrically to the tape longitudinal axis, switched off. Turning off reduces the compressed air consumption and volume for narrower bands. It is favorable, if the alignment one or more
  • Nozzle rows with respect to the band by an actuator such as a pneumatic or hydraulic cylinder, is adjustable. As a result, the orientation of the nozzles during operation can be set automatically.
  • Compressed air supply and a nozzle is arranged
  • the adjustment of the amount of compressed air or the pressure of the compressed air in a hose or pipe by a pressure or flow control.
  • At least one compressed air reservoir and a valve are installed between the compressed air supply and a hose or pipe, so that the compressed air storage bridges consumption peaks, the valve enable and shut off the flow of compressed air and the Delivery of compressed air with respect to the pressure or the amount can be controlled or regulated.
  • the compressed air storage is first by the
  • the valve is closed again and recharged the compressed air reservoir. It is expedient if the device according to the invention in a hot rolling mill between one of the cooling section
  • a method of stabilizing a strip of a rolled steel strip on a roller table in a hot rolling mill according to claim 14.
  • a valve which is arranged between a compressed air reservoir and a nozzle of the device is closed, and then the compressed air reservoir is filled to a pressure> p.
  • a valve which is arranged between a compressed air reservoir and a nozzle of the device is at least partially opened. This allows the compressed air to flow to the nozzle at a pressure p.
  • valve is controlled either flow-controlled or pressure-controlled.
  • FIG. 2 a shows an illustration of an unstable movement of a belt 1.
  • FIG. 3 shows a perspective view of a belt
  • 6a, 6b, 6c show a front view, a plan view and a side view of a device 100 according to the invention in the pivoted state
  • FIGS. 11a-11c show a schematic representation of FIG
  • FIG. 1 schematically shows the forces F A and G acting on a band 1 when the band 1 is moved over a roller table 2.
  • the buoyancy force F A is proportional to the square of the velocity v and the angle between the tape head la and the horizontal.
  • the flow lines of the air are schematically represented by arrows in FIG.
  • the device comprises seven arranged in the strip running direction R skids 3 for guiding a steel strip, not shown, wherein the skids 3 in the width direction B have a distance from one another.
  • the steel strip is moved in the strip running direction R at a speed between the underside of the skids 3 and the roller table 2.
  • the strip running direction R the strip running direction
  • Device 100 ten rows of nozzles 4-1 to 4-10, wherein each row of nozzles has a plurality of widthwise B arranged nozzles 5.
  • the nozzles 5 are installed opposite the underside of the skids 3 by the distance A (see FIGS. 6a and 6c).
  • the nozzles 5 are formed as flat jet nozzles, whereby the volume of the airflow noise is reduced during operation and the top of the belt 1 in the width direction B is uniformly supplied with compressed air.
  • Device 100 to move toward the belt and away from the belt is a pivot drive 10 and a hinge. 9
  • the band In the retracted state of the pivot drive 10, the band can be stabilized with compressed air.
  • the tape is freely accessible, which is particularly favorable for maintenance.
  • the compressed air for stabilizing the band is guided via a compressed air supply 6 to a rotary union arranged at the joint 9, further via a network of pipes 7 and common pipes 8 to the nozzles 5 of the individual nozzle rows 4-1 to 4-10.
  • Compressed air supply 6 may be an already existing at the hot rolling mill compressed air network or a separate
  • Compressor station for supplying one or more
  • Devices 100 with compressed air. 4 the adjustment of nozzle rows 4 by means of an actuator 11 is shown.
  • the nozzle rows 4 are rotatably suspended (symbolically represented by a bearing shell in the middle of the nozzle rows), so that the spray angle of the nozzles 5 can be adjusted during operation.
  • FIG. 5 shows an arrangement of several devices 100 according to the invention in a hot rolling mill.
  • Cooling section 14 a pair of scissors 12 is arranged, which can separate a not shown here band.
  • the tape is endless until it is separated by the shears 12. Only by separating a tape head is formed (see reference numeral la in Fig 2a).
  • the tape is initially wound on the first reeling device 19a and
  • the tape is to be wound on the second reeling device 19b.
  • the both in the direction of tape R subsequent devices 100 pivoted to the tape and supplies the nozzles with compressed air.
  • a tape head is formed by the four pivoted devices 100 on the roller table 2 to the reel 19b is performed.
  • the devices 100 can be swung open again, since the tape is stabilized by the tape tension during coiling.
  • FIGS. 6a to 6c show three views of a device 100 according to the invention, which can be pivoted away via a pivot drive 10 (here a hydraulic or pneumatic cylinder) of a belt, not shown.
  • the nozzles 5 have - as shown in Figure 6a - at a distance A to the underside of the skids 3, so that they can not be damaged by the belt.
  • the roller table with a driven roller shown in FIG. 6a is not shown in FIGS. 6b and 6c for reasons of clarity.
  • the device 100 is shown in the unfolded or pivoted state.
  • FIG. 9 shows a device 100 according to the invention whose rows of nozzles 4 and protective runners 3 are arranged in the direction of travel of the strip R.
  • the outer and inner rows of nozzles 4 are switched off via valves (switching valves here) 15 symmetrically to the center of the band.
  • FIG. 10 shows a schematic representation of a nozzle 5 whose spraying direction can be adjusted by means of a ball head and its spray jet 18 by rotating the nozzle head.
  • the nozzle 5 is detachably screwed by means of a thread in a pipeline.
  • Constipation or wear can be easily replaced.
  • FIGS. 11a to 11c show the method steps of the method according to the invention. Moved in Fig IIa a rolled strip 1 of steel with a thickness of 0.8 mm and a speed of 16 m / s on a roller table 2 on a pair of scissors 12 to. A compressed air reservoir 16 is charged by a compressed air supply 6 to a pressure of 6 bar. In this case, the valve 15 is closed and the two devices 100 are in the swung-open state. Subsequently, the devices 100 for
  • roller 2 swung (see Fig IIb) and the valve 15 is opened, so that compressed air can flow from the compressed air reservoir 16 to the nozzle 5 of the devices 100.
  • the pressure control valve 17 By the pressure control valve 17, the pressure of the compressed air in the pipes is kept at a constant 4 bar and applied to the top of the belt 1. Due to the compressed air, the belt 1 is stabilized on the roller table 2, so that it does not start to "fly" due to the flow forces.
  • Reel 19a was deflected and was started with the reeling, the valve 15 is closed again, thereby completing the application of compressed air to the tape. Subsequently, the devices 100 are opened again. Then the compressed air reservoir 16 is recharged and prepared the devices for the next sequence.
  • the pressure of the compressed air is mechanically adjustable via the pressure control valves 17. Alternatively, but also
  • pressurized pressure control valves are used.
  • the compressed air can also be via a flow control

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Abstract

Die Erfindung betrifft die Stabilisierung eines Bandes (1) auf einem Rollgang (2). Durch die Stabilisierung soll das Band (1) nur geringfügig abgekühlt werden. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst, umfassend: - mehrere, jeweils in Bandlaufrichtung (R) ausgerichtete, Schutzkufen (3) zur Führung des Bandes (1), wobei die Schutzkufen (3) oberhalb des Rollgangs (2) angeordnet sind und die Schutzkufen (3) zueinander einen Abstand in einer Breitenrichtung (B) des Bands (1) aufweisen; - mehrere in Bandlaufrichtung (R) oder in der Breitenrichtung (B) des Bands angeordnete Düsenreihen (4), wobei jede Düsenreihe (4) mehrere Düsen (5) aufweist und die Düsen (5) gegenüber einer Unterseite der Schutzkufen (3) zurückgesetzt sind, sodass ein aufgewölbtes Band (1) die Düsen (5) nicht berühren kann; und - eine Druckluftversorgung (6) und ein Netz von Schlauch- oder Rohrleitungen (7) zur Versorgung der Düsen (5) mit Druckluft, wobei die Düsen (5) Druckluft auf die Oberseite des Bandes (1) zur Stabilisierung der Bewegung des Bands (1) auf dem Rollgang (2) aufbringen können.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Stabilisierung einer Bewegung eines gewalzten metallischen Bandes auf einem Rollgang
Gebiet der Technik
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Stabilisierung eines gewalzten metallischen Bandes, vorzugsweise eines Stahlbands, das auf einem Rollgang in einem Warmwalzwerk bewegt wird.
In einem Warmwalzwerk oder einer Gieß-Walz-Verbundanlage (engl. Thin Slab Casting and Rolling TSCR) , insbesondere einer Arvedi-ESP Gieß-Walz-Verbundanlage, kann Warmband auf mehrere Arten produziert werden:
Im sogenannten Batch Betrieb wird eine Bramme in zumindest einer Walzstraße zu einem Fertigband gewalzt, das Fertigband in einer Kühlstrecke abgekühlt und anschließend mit einer Haspeleinrichtung zu Bunden (engl, coils) aufgehaspelt.
Im sogenannten Semi-Endlos (engl, semi-endless) Betrieb wird ein endloser Strang in einer ersten Walzstraße zu einem Zwischenband mit einer Dicke von ^ 15 mm vorgewalzt, das Zwischenband mit einer Schere zerteilt, in einer zweiten Walzstraße zu einem Fertigband mit Enddicken von ^ 3,5 mm fertiggewalzt, anschließend in einer Kühlstrecke abgekühlt und danach mit einer oder mehreren Haspeleinrichtungen zu Bunden aufgehaspelt. Die Geschwindigkeiten des fertigen Warmbands liegen dabei abhängig von der Enddicke bei max. 3 m/s. Bei diesem Verhältnis von minimaler Enddicke und maximaler Bandgeschwindigkeit können die Bandköpfe noch stabil über den Rollgang zur Haspeleinrichtung transportiert werden .
Im sogenannten Endlos (engl, endless) Betrieb wird ein endlos gegossener Strang in einer ersten und zweiten Walzstraße gewalzt, das Fertigband in einer Kühlstrecke abgekühlt und danach in einer Haspeleinrichtung zu Bunden aufgehaspelt. Das entstandene Warmband wird erst unmittelbar vor der Haspeleinrichtung mittels einer sogenannten fliegenden Schere in passende Längen zerteilt und auf den Haspeleinrichtungen alternierend zu Stahlbunden gewickelt. Bei diesem Verfahren werden Warmbänder mit Enddicken von 0,6 bis 6 mm produziert, die abhängig von der Enddicke eine max. Geschwindigkeit von 17 m/s aufweisen können.
Im Endlos Betrieb werden die Bandköpfe nach dem Schnitt über Rollgänge zu einer der beiden Haspelanlagen, optional auch zu einer dritten Haspelanlage, transportiert, wo das Aufwickeln stattfindet. Dabei durchlaufen die Bandköpfe auch die
Haspeltreiber. Da die Bänder im unteren Dickenbereich (bis zu 0,6 mm) nur eine sehr geringe Steifigkeit aufweisen, können die Bandköpfe bei der Vorwärtsbewegung beim plötzlichen Kontaktstoß mit den Transportrollen nach oben gebogen werden. Ab diesem Zeitpunkt treten zufolge der geänderten Anström- und Druckverhältnisse zwischen der Ober- und Unterseite des Bandkopfes starke Auftriebskräfte auf, die von der
Anströmgeschwindigkeit und dem Winkel zwischen dem Bandkopf und der Horizontalen abhängen. Den Auftriebskräften wirkt die Gewichtskraft des aufgebogenen Bandabschnittes entgegen (siehe Fig 1) . Ist die Auftriebskraft größer als die
Gewichtskraft, so hebt der Bandkopf vom Rollgang ab. Die Bewegung des Bandes wird instabil, das Band beginnt zu „fliegen" und klappt gegebenenfalls zurück (siehe Fig 2a bis 2c) . Diese Vorfälle führen zu einem Qualitätsverlust der Bänder und können auch zu einem sogenannten „Cobhle" mit Anlagenstillstand führen. Stand der Technik
Die JP 08 174 031 A und JP 08 174 033 A beschreiben die Unterdrückung des Aufbiegens von Bandköpfen im Auslauf einer Fertigwalzstraße durch mehrere hintereinander angeordnete Luftbalken mit jeweils mehreren Luftdüsen. Durch
vorgeschaltete Abstandssensoren wird die Höhe der
Bandverformung gemessen und basierend auf den Messwerten die auf das Band aufgebrachte Luftmenge bzw. -druck eingestellt. Durch das Messen und das anschließende Einstellen der
Druckluft sind diese Vorrichtungen für hohe
Bandgeschwindigkeiten nicht geeignet. Die JP 3 275997 B2 beschreibt einen endlos arbeitenden
Auslauf- und Haspelbereich. Vor der Haspeleinrichtung befindet sich eine Schere, die das endlos geförderte Band zerteilt. Zur Vermeidung von BandlaufInstabilitäten
(Aufbiegen, Fliegen...) werden Führungselemente in Richtung Band abgesenkt aus denen Luft quer zur Bandlaufrichtung mit hoher Geschwindigkeit austritt. Dadurch entsteht eine
Druckdifferenz zwischen der Ober- und Unterseite des Bands, die ein leichtes Ansaugen bewirkt und dadurch den Bandlauf im Kopfbereich stabilisiert.
Aus der KR 20120044180 A ist eine Vorrichtung zur Vermeidung des Aufbiegens eines Bandkopfes mit mehreren, jeweils in Breitenrichtung angeordneten, Düsenreihen mit Spritzdüsen und zwischen den Düsenreihen angeordneten Rollen bekannt. Obwohl die Spritzdüsen in einigen Ausführungsformen einen Abstand zur Unterseite der Rollen aufweisen, kann insbesondere bei einem Ausfall der Druckversorgung für die Spritzdüsen eine Kollision zwischen dem aufgebogenen Bandkopf und den
Spritzdüsen nicht ausgeschlossen werden. Wie die Vorrichtung verbessert werden kann, geht aus der Schrift nicht hervor.
Die KR 2013 04 66 00 A beschreibt eine Vorrichtung zur
Vermeidung des Abhebens eines Bandkopfes durch eine Vielzahl von oben liegender Ventilatoren, die Luft über DUsenbleche in Bandrichtung blasen. Zwischen den Düsenblechen sind kleine, drehbar gelagerte, Rollen angeordnet, die im Falle eines aufsteigenden Bandkopfes eine Kollision verhindern sollen. Diese Lösung hat folgende Nachteile:
- Die Ventilatoren erzeugen hohe Luftströme mit geringem Überdruck und benötigen daher einen großen Einbauraum sowie große Leitungsquerschnitte von den Ventilatoren zum Band. Es sind große und schwere Apparaturen erforderlich, die zu Wartungszwecken gehoben oder idealerweise aufgeklappt werden müssen .
- Die oben angeordneten und drehbar gelagerten Rollen bieten in vielen Fällen keinen geeigneten Kollisionsschutz gegen aufsteigende Bandköpfe, und vor allem keinen sicheren Betrieb der Anlage. Je nach Berührwinkel und Berührort des Bandkopfes mit der Apparatur können dennoch Schäden oder Cobbles mit Anlagenstopps verursacht werden. Wie die schnelle Bewegung eines dünnen Bands auf einem
Rollgang durch Luft-Blaseinrichtungen zuverlässig
stabilisiert werden kann, ohne das Band dabei unzulässig stark abzukühlen bzw. das Gefüge zu verändern, und wie selbst bei einem Ausfall von Druckluft das Band ausreichend stabilisiert werden kann ohne die Blaseinrichtungen zu beschädigen, geht aus dem Stand der Technik nicht hervor.
Zusammenfassung der Erfindung Die Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Stands der Technik zu überwinden und eine Vorrichtung und ein
Verfahren zur Stabilisierung der Bewegung eines gewalzten metallischen Bandes auf einem Rollgang anzugeben, mit denen ein schnelles, dünnes, metallisches Band
- auf dem Rollgang stabilisiert wird,
- dabei jedoch nur geringfügig abgekühlt wird, und
- die Stabilisierung selbst bei einem Ausfall der
Druckluftversorgung ausreichend ist und die Vorrichtung gegen Beschädigungen geschützt wird.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung nach Anspruch 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche. Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst mehrere, jeweils im Wesentlichen in Bandlaufrichtung ausgerichtete, Schutzkufen zur Führung eines „fliegenden" Bandes. Die Schutzkufen sind oberhalb des Rollgangs angeordnet und weisen zueinander einen Abstand in der Breitenrichtung des Bandes auf. Vorzugsweise sind die Schutzkufen am eingangsseitigen Ende der Vorrichtung abgerundet, sodass das Band sicher in die Vorrichtung eingeführt wird. Zwischen den Schutzkufen sind in
Bandlaufrichtung oder quer zur Bandlaufrichtung mehrere
Düsenreihen mit jeweils mehreren Düsen angeordnet. Die Düsen sind gegenüber der Unterseite der Schutzkufen zurückgesetzt, sodass ein aufgewölbtes Band die Düsen nicht berühren bzw. zerstören kann. Eine Druckluftversorgung und ein Netz von Schlauch- oder Rohrleitungen versorgt die Düsenreihen mit
Druckluft, sodass die Düsen Druckluft auf die Oberseite des Bandes aufbringen können.
Zur Stabilisierung eines dünnen Bands auf einem Rollgang weist die erfindungsgemäße Vorrichtung entweder
- mehrere, in der Breitenrichtung (d.h. quer zur
Bandlaufrichtung) des Bandes ausgerichtete, Düsenreihen auf, die zueinander einen Abstand in Bandlaufrichtung aufweisen, oder
- mehrere, in Bandlaufrichtung ausgerichtete, Düsenreihen auf, die zueinander einen Abstand in der Breitenrichtung des Bandes aufweisen.
Für eine ausreichende Führung des Bandes ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung zumindest drei, fünf oder sieben etc. Schutzkufen aufweist.
Um das Band in dessen Breitenrichtung gleichmäßig mit
Druckluft zu beaufschlagen, ist es zweckmäßig, wenn in einer Düsenreihe zumindest eine Düse zwischen zwei Schutzkufen angeordnet ist.
Die Vorrichtung kann einfach und robust verrohrt werden, wenn die Düsen einer Düsenreihe über eine gemeinsame Schlauch- oder Rohrleitung mit Druckluft versorgt werden.
Aus Gründen der Zugänglichkeit und der Wartung ist es vorteilhaft, wenn die Vorrichtung über ein, vorzugsweise in Bandlaufrichtung ausgerichtetes, Gelenk und einen
Schwenkantrieb zum Band hin und vom Band weg geschwenkt werden kann. Insbesondere hinsichtlich der Lautstärke der
Luftstromgeräusche durch die Düsen hat es sich als günstig herausgestellt, wenn eine Düse als Ein- oder Mehrlochdüse, und/oder als Rund- oder Flachstrahldüse, bevorzugt aber als eine Mehrkanal-Flachstrahldüse, ausgebildet ist.
Insbesondere bei wechselnden Bandbreiten ist es zweckmäßig, wenn die Ausrichtung einer Düse, bevorzugt mehrerer Düsen, besonders bevorzugt zumindest einer Düsenreihe, in der
Bandlaufrichtung und/oder der Breitenrichtung des Bands einstellbar ist.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn ein, mehrere oder alle Düsen einer Düsenreihe abschaltbar ausgebildet sind. Das Abschalten kann bspw. durch ein Schaltventil oder einen Kugelhahn erfolgen. Zweckmäßigerweise werden zwei Düsen, die symmetrisch zur Bandlängsachse angeordnet sind, abgeschaltet. Durch das Abschalten wird der Druckluftverbrauch und die Lautstärke bei schmäleren Bändern reduziert. Günstig ist es, wenn die Ausrichtung ein oder mehrerer
Düsenreihen gegenüber dem Band durch einen Aktuator, wie einem Pneumatik- oder Hydraulikzylinder, einstellbar ist. Dadurch kann die Ausrichtung der Düsen während des Betriebs automatisiert eingestellt werden.
Da die Stabilisierung eines Bandes auf einem Rollgang durch eine erfindungsgemäße Vorrichtung einerseits viel Druckluft benötigt und anderseits ein übermäßiges Abkühlen des Bands durch Druckluft vermieden werden soll, ist es vorteilhaft, wenn ein Druck der Druckluft durch die Druckluftversorgung und/oder durch ein Ventil, das zwischen der
Druckluftversorgung und einer Düse angeordnet ist,
eingestellt werden kann. Vorzugsweise erfolgt die Einstellung der Druckluftmenge bzw. des Drucks der Druckluft in einer Schlauch- oder Rohrleitung durch eine Druck- oder Durchflussregelung.
Um Verbrauchsspitzen auch mit kleineren Druckluftversorgungen abdecken zu können, ist es vorteilhaft, wenn zwischen der Druckluftversorgung und einer Schlauch- oder Rohrleitung zumindest ein Druckluftspeicher und ein Ventil installiert sind, sodass der Druckluftspeicher Verbrauchsspitzen überbrücken, das Ventil den Durchfluss von Druckluft freigeben und absperren und die Abgabe von Druckluft hinsichtlich des Drucks oder der Menge gesteuert oder geregelt erfolgen kann.
Der Druckluftspeicher wird zuerst durch die
Druckluftversorgung aufgefüllt, wobei ein Ventil, das zwischen dem Ausgang des Druckluftspeichers und einer Düse angeordnet ist, geschlossen ist. Zur Stabilisierung des Bandes wird das Ventil geöffnet, wodurch Druckluft aus dem Druckluftspeicher entnommen wird. Nach dem Beenden der
Stabilisierung wird das Ventil wieder geschlossen und der Druckluftspeicher erneut aufgeladen. Zweckmäßig ist es, wenn die erfindungsgemäße Vorrichtung in einem Warmwalzwerk zwischen einer der Kühlstrecke
nachgeordneten Schere und einer Haspeleinrichtung, oder zwischen zwei Haspeleinrichtungen angeordnet ist. Die erfindungsgemäß Aufgabe wird ebenfalls durch ein
Verfahren zur Stabilisierung eines Bandlaufs eines gewalzten Stahlbands auf einem Rollgang in einem Warmwalzwerk nach Anspruch 14 gelöst.
Figure imgf000009_0001
Beim erfindungsgemäßen Verfahren werden folgende Schritte durchgeführt :
- Heranführen (z.B. Einschwenken oder Absenken) der erfindungsgemäßen Vorrichtung an die Oberseite des Bands;
- Aufbringen von Druckluft mit einem Druck p auf die Oberseite des Bands mittels der Düsen der Vorrichtung, wodurch die Bewegung des Bands auf dem Rollgang stabilisiert wird;
- Beenden des Aufbringens von Druckluft; und
- Wegführen (z.B. durch Aufschwenken oder Anheben) der Vorrichtung, sodass die Vorrichtung von der Oberseite des Bands weggeführt wird. Durch das Heranführen wird die Vorrichtung an die Oberseite des Bands herangeführt, ansonsten ist der Bereich nach der Schere (meist eine sog. „fliegende Schere") oder der Bereich zwischen zwei Haspeleinrichtungen frei zugänglich. Beim Aufbringen von Druckluft auf die Oberseite des Stahlbands wird anfangs begonnen, die Düsen mit Druckluft zu versorgen. Anschließend wird Druckluft mit einem Druck p den Düsen zugeführt. Dadurch wird die Bewegung des Stahlbands
stabilisiert. Schließlich wird das Aufbringen von Druckluft beendet und die Vorrichtung vom Band Weggeführt.
Zweckmäßig ist es, wenn vor dem Aufbringen von Druckluft ein Ventil, das zwischen einem Druckluftspeicher und einer Düse der Vorrichtung angeordnet ist, geschlossen wird, und anschließend der Druckluftspeicher auf einen Druck > p aufgefüllt wird.
Während des Aufbringens von Druckluft auf die Oberseite des Stahlbands ist es zweckmäßig, wenn ein Ventil, das zwischen einem Druckluftspeicher und einer Düse der Vorrichtung angeordnet ist, zumindest teilweise geöffnet wird. Dadurch kann die Druckluft mit einem Druck p zur Düse strömen.
Vorzugsweise wird das Ventil entweder durchflussgeregelt oder druckgeregelt angesteuert. Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei die folgenden Figuren zeigen:
Fig 1 eine Darstellung der Auftriebskräfte FA aufgrund der Bewegung eines aufgebogenen Bandes 1 auf einem Rollgang 2
Fig 2a...2c eine Darstellung einer instabilen Bewegung eines Bandes 1 Fig 3 eine perspektivische Darstellung einer
erfindungsgemäßen Vorrichtung 100
Fig 4 ein Schema zur Verstellung des Sprühwinkels von
DUsenreihen mittels eines Aktuators 11
Fig 5 eine Vorderansicht mehrerer erfindungsgemäßer
Vorrichtungen 100 in einem Warmwalzwerk
Fig 6a, 6b, 6c eine Vorderansicht, eine Draufsicht und eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 im eingeschwenkten Zustand
Fig 7 und 8 eine Vorderansicht und eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100 im aufgeschwenkten Zustand
Fig 9 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Vorrichtung mit abschaltbaren Düsenreihen 4
Fig 10 eine schematische Darstellung einer Düse 5, deren Sprührichtung und Sprühstrahl 18 einstellbar sind Fig lla-llc eine schematische Darstellung der
Verfahrensschritte bei Stabilisierung eines dünnen Bandes 1 in einem Warmwalzwerk Beschreibung der Ausführungsformen
Die Fig 1 zeigt schematisch die auf ein Band 1 einwirkenden Kräfte FA und G, wenn das Band 1 über einen Rollgang 2 bewegt wird. Die Auftriebskraft FA ist proportional zum Quadrat der Geschwindigkeit v und abhängig vom Winkel zwischen dem Bandkopf la und der Horizontalen . Die Gewichtskraft G hingegen ist proportional zur Banddicke t. Übersteigt die Auftriebskraft FA die Gewichtskraft G, so erfährt das Band 1 eine resultierende Kraft F = FA— G nach oben, die das Band 1 nach oben bewegt. Wird die Bewegung nicht gestoppt, beginnt das Band „zu fliegen", d.h. es hebt vom Rollgang 2 ab, oder der Bandkopf la wird durch die Strömungskräfte umgebogen. Die Strömungslinien der Luft sind in Fig 1 schematisch durch Pfeile dargestellt. Die unterschiedlichen Phasen beim
Umbiegen eines Bandkopfs sind in den Fig 2a bis 2c gezeigt.
In Fig 3 ist eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100 zur
Stabilisierung eines gewalzten metallischen Bandes auf einem Rollgang 2 dargestellt. Die Vorrichtung umfasst sieben in Bandlaufrichtung R angeordnete Schutzkufen 3 zur Führung eines nicht dargestellten Stahlbandes, wobei die Schutzkufen 3 in Breitenrichtung B einen Abstand zueinander aufweisen. Im Betrieb wird das Stahlband in Bandlaufrichtung R mit einer Geschwindigkeit zwischen der Unterseite der Schutzkufen 3 und dem Rollgang 2 bewegt. In Bandlaufrichtung R weist die
Vorrichtung 100 zehn Düsenreihen 4-1 bis 4-10 auf, wobei jede Düsenreihe mehrere in Breitenrichtung B angeordnete Düsen 5 aufweist. Um die Düsen 5 vor Beschädigungen zu schützen, sind die Düsen 5 gegenüber der Unterseite der Schutzkufen 3 um den Abstand A (siehe Fig 6a und 6c) zurückgesetzt eingebaut.
Somit kann selbst ein wie in den Fig 2a bis 2c dargestellter aufgewölbter Bandkopf die Düsen nicht beschädigen. Konkret sind die Düsen 5 als Flachstrahldüsen ausgebildet, wodurch die Lautstärke der Luftstromgeräusche im Betrieb reduziert wird und die Oberseite des Bands 1 in Breitenrichtung B gleichmäßig mit Druckluft beaufschlagt wird. Um die
Vorrichtung 100 zum Band hin und vom Band weg bewegen zu können, ist ein Schwenkantrieb 10 und ein Gelenk 9
vorgesehen. Im eingefahrenen Zustand des Schwenkantriebs 10 kann das Band mit Druckluft stabilisiert werden. Im
ausgefahrenen Zustand des Schwenkantriebs 10 ist das Band frei zugänglich, was insbesondere bei Wartungsarbeiten günstig ist. Die Druckluft zur Stabilisierung des Bands wird über eine Druckluftversorgung 6 zu einer beim Gelenk 9 angeordneten Drehdurchführung, weiter über ein Netz von Rohrleitungen 7 und gemeinsame Rohrleitungen 8 zu den Düsen 5 der einzelnen Düsenreihen 4-1 bis 4-10 geführt. Die
Druckluftversorgung 6 kann ein bereits beim Warmwalzwerk vorhandenes Druckluftnetz sein oder eine separate
Kompressorstation zur Versorgung einer oder mehrerer
Vorrichtungen 100 mit Druckluft. In Fig 4 ist das Verstellen von Düsenreihen 4 mittels eines Aktuators 11 dargestellt. Die Düsenreihen 4 sind drehbar aufgehängt (symbolisch durch eine Lagerschale in der Mitte der Düsenreihen dargestellt) , sodass der Sprühwinkel der Düsen 5 während des Betriebs eingestellt werden kann.
Die Fig 5 zeigt eine Anordnung mehrerer erfindungsgemäßer Vorrichtungen 100 in einem Warmwalzwerk. Nach einer
Kühlstrecke 14 ist eine Schere 12 angeordnet, die ein hier nicht dargestelltes Band trennen kann. Bei einer Arvedi ESP Gieß-Walz-Verbundanlage liegt das Band bis zum Trennen durch die Schere 12 endlos vor. Erst durch das Trennen entsteht ein Bandkopf (siehe Bezugszeichen la in Fig 2a) . Hier soll zur Illustration angenommen werden, dass das Band anfangs auf der ersten Haspeleinrichtung 19a aufgewickelt wird und
anschließend das Band auf der zweiten Haspeleinrichtung 19b aufgewickelt werden soll. Vor dem Trennen des Bandes mittels der Schere 12 werden zusätzlich zu den beiden Vorrichtungen 100 zwischen der Schwere 12 und der Haspeleinrichtung 19a die beiden in Bandlaufrichtung R nachfolgenden Vorrichtungen 100 zum Band eingeschwenkt und die Düsen mit Druckluft versorgt. Durch das Trennen des Bands entsteht ein Bandkopf der durch die vier eingeschwenkten Vorrichtungen 100 auf dem Rollgang 2 zur Haspeleinrichtung 19b geführt wird. Nach dem Beginn des Aufhaspeln des Bands durch die Haspeleinrichtung 19b können die Vorrichtungen 100 wieder aufgeschwenkt werden, da das Band durch den Bandzug beim Aufhaspeln stabilisiert wird. Die Fig 6a bis 6c zeigen drei Ansichten einer erfindungsgemäßen Vorrichtung 100, die über einen Schwenkantrieb 10 (hier ein Hydraulik- oder Pneumatikzylinder) von einem nicht dargestellten Band weggeschwenkt werden kann. Die Düsen 5 weisen - wie in Fig 6a dargestellt - einen Abstand A zur Unterseite der Schutzkufen 3 auf, sodass diese nicht vom Band beschädigt werden können. Der in Fig 6a dargestellte Rollgang mit einer angetriebenen Rolle ist in den Fig 6b und 6c aus Gründen der Übersichtlichkeit nicht dargestellt. In den Fig 7 und 8 ist die Vorrichtung 100 im aufgeklappten bzw. aufgeschwenkten Zustand dargestellt.
Die Fig 9 zeigt eine erfindungsgemäße Vorrichtung 100, deren Düsenreihen 4 und Schutzkufen 3 in Bandlaufrichtung R angeordnet sind. Die äußeren und die inneren Düsenreihen 4 sind über Ventile (hier Schaltventile) 15 symmetrisch zur Bandmitte abschaltbar. Somit kann der Druckluftverbrauch bei schmäleren Bändern reduziert werden. Die Fig 10 zeigt schematische eine Darstellung einer Düse 5, deren Sprührichtung mittels eines Kugelkopfes und dessen Sprühstrahl 18 durch Verdrehen des Düsenkopfes einstellbar sind. Die Düse 5 ist lösbar mittels eines Gewindes in eine Rohrleitung eingeschraubt. Somit kann die Düse 5 bei
Verstopfung oder Abnutzung einfach ausgewechselt werden.
In den Fig IIa bis 11c sind die Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. In Fig IIa bewegt sich ein gewalztes Band 1 aus Stahl mit einer Dicke von 0,8 mm und einer Geschwindigkeit von 16 m/s auf einem Rollgang 2 auf eine Schere 12 zu. Ein Druckluftspeicher 16 wird durch eine Druckluftversorgung 6 auf einen Druck von 6 bar aufgeladen. Dabei ist das Ventil 15 geschlossen und die beiden Vorrichtungen 100 befinden sich im aufgeschwenkten Zustand. Anschließend werden die Vorrichtungen 100 zum
Rollgang 2 eingeschwenkt (siehe Fig IIb) und das Ventil 15 wird geöffnet, sodass Druckluft aus dem Druckluftspeicher 16 zu den Düsen 5 der Vorrichtungen 100 strömen kann. Durch das Druckregelventil 17 wird die der Druck der Druckluft in den Rohrleitungen auf konstant 4 bar gehalten eingestellt und auf die Oberseite des Bandes 1 aufgebracht. Durch die Druckluft wird das Band 1 auf dem Rollgang 2 stabilisiert, sodass es aufgrund der Strömungskräfte nicht zu „fliegen" beginnt.
Nachdem das Band 1 von den Haspeltreibern 13 zur
Haspeleinrichtung 19a umgelenkt wurde und mit dem Aufhaspeln begonnen wurde, wird das Ventil 15 wieder geschlossen und dadurch das Aufbringen von Druckluft auf das Band beendet. Anschließend werden die Vorrichtungen 100 wieder aufgeklappt. Sodann wird der Druckluftspeicher 16 wieder aufgeladen und die Vorrichtungen für die nächste Sequenz vorbereitet. Der Druck der Druckluft ist über die Druckregelventile 17 mechanisch einstellbar. Alternativ können aber auch
elektrisch einstellbare Druckregelventile oder
druckbeaufschlagte Druckregelventile verwendet werden. Die Druckluft kann auch über eine Durchflussregelung
durchflussgeregelt aufgebracht werden. Obwohl die Erfindung im Detail durch die bevorzugten
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 Band
la Bandkopf
2 Rollgang
3 Schutzkufe
4, 4-1...4-10 Düsenreihe
5 Düse
6 Druckluftversorgung
7 Netz von Rohrleitungen
8 Gemeinsame Rohrleitung
9 Gelenk
10 Schwenkantrieb
11 Aktuator
12 Schere
13 Haspeltreiber
14 Kühlstrecke
15 Ventil
16 Druckluftspeicher
17 Druckregler
18 Sprühstrahl
19 Haspeleinrichtung
100 Vorrichtung zur Stabilisierung
A Abstand
B Breitenrichtung des Bands
FA Auftriebskraft
G Gewichtskraft
R Bandlaufrichtung
t Banddicke
v Geschwindigkeit α Winkel

Claims

Ansprüche
1. Vorrichtung (100) zur Stabilisierung eines gewalzten metallischen Bandes (1), vorzugsweise Stahlbands, auf einem Rollgang (2) in einem Warmwalzwerk, wobei das Band (1) eine Ober- und Unterseite aufweist und in einer Bandlaufrichtung (R) auf dem Rollgang (2) bewegt wird, umfassend:
- mehrere, jeweils in Bandlaufrichtung (R)
ausgerichtete, Schutzkufen (3) zur Führung des Bandes (1), wobei die Schutzkufen (3) oberhalb des Rollgangs (2) angeordnet sind und die Schutzkufen (3) zueinander einen Abstand in einer Breitenrichtung (B) des Bands (1) aufweisen;
- mehrere in Bandlaufrichtung (R) oder in der
Breitenrichtung (B) des Bands angeordnete Düsenreihen (4, 4-1 bis 4-10) , wobei jede Düsenreihe (4) mehrere Düsen (5) aufweist und die Düsen (5) gegenüber einer Unterseite der Schutzkufen (3) zurückgesetzt sind, sodass ein aufgewölbtes Band (1) die Düsen (5) nicht berühren kann; und
- eine Druckluftversorgung (6) und ein Netz von
Schlauch- oder Rohrleitungen (7) zur Versorgung der Düsen (5) mit Druckluft, wobei die Düsen (5) Druckluft auf die
Oberseite des Bandes (1) zur Stabilisierung der Bewegung des Bands (1) auf dem Rollgang (2) aufbringen können. 2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zumindest drei Schutzkufen (3) aufweist.
3. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Düsenreihe (4) wenigstens eine Düse (5) zwischen zwei Schutzkufen (3) angeordnet ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Düsen (5) einer Düsenreihe (4) über eine gemeinsame Schlauch- oder Rohrleitung (8) mit Druckluft versorgt werden.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung durch ein Gelenk (9) und einen Schwenkantrieb (10) zum Band (1) hin und vom Band (1) weg geschwenkt werden kann.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Düse (5) als Ein- oder Mehrlochdüse, und/oder als eine Rund- oder Flachstrahldüse, bevorzugt als Mehrkanal-Flachstrahldüse, ausgebildet ist.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung einer Düse (5) , bevorzugt mehrerer Düsen (5) , besonders bevorzugt einer Düsenreihe, gegenüber dem Band (1) einstellbar ist.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausrichtung ein oder mehrerer Düsenreihen (4) gegenüber dem Band (1) durch einen Aktuator (11), wie einem Pneumatikoder Hydraulikzylinder, einstellbar ist.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein oder mehrere Düsen einer Düsenreihe, bevorzugt durch ein Schaltventil oder einen Kugelhahn, abschaltbar sind.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass ein Druck der Druckluft durch die Druckluftversorgung (6) und/oder durch ein Ventil (15) , das zwischen der Druckluftversorgung (6) und einer Düse (5) angeordnet ist, eingestellt werden kann.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckluft in einer Schlauch- oder Rohrleitung durch einen Druck- oder Durchflussregler eingestellt wird.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen der Druckluftversorgung (6) und einer Schlauch- oder Rohrleitung zumindest ein
Figure imgf000019_0001
15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Aufbringen von Druckluft folgende Schritte
durchgeführt werden:
- Schließen eines Ventils (15), das zwischen einem Druckluftspeicher (16) und einer Düse (5) der Vorrichtung
(100) angeordnet ist; und
- Auffüllen des Druckluftspeichers (16) auf einen Druck
> P-
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass beim Aufbringen von Druckluft ein Ventil (15), das zwischen einem Druckluftspeicher (16) und einer Düse (5) der Vorrichtung (100) angeordnet ist, zumindest teilweise geöffnet wird, wodurch die Druckluft zur Düse (5) strömt .
17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass das die Öffnung des Ventils (15) durchflussgeregelt oder druckgeregelt eingestellt wird.
18. Verfahren nach einem der Ansprüche 14 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass das Heranführen durch Einschwenken oder Absenken und/oder das Wegführen durch Wegschwenken oder Anheben erfolgt.
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