WO2020201072A1 - Compressing device for a metal strip, and method for operating same - Google Patents

Compressing device for a metal strip, and method for operating same Download PDF

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WO2020201072A1
WO2020201072A1 PCT/EP2020/058683 EP2020058683W WO2020201072A1 WO 2020201072 A1 WO2020201072 A1 WO 2020201072A1 EP 2020058683 W EP2020058683 W EP 2020058683W WO 2020201072 A1 WO2020201072 A1 WO 2020201072A1
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WO
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metal strip
hold
upsetting
edging
down element
Prior art date
Application number
PCT/EP2020/058683
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German (de)
French (fr)
Inventor
Stefan Wendt
Michael Lipowski
Heinz-Adolf MÜLLER
Original Assignee
Sms Group Gmbh
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B13/00—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories
    • B21B13/06—Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged vertically, e.g. edgers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/14—Guiding, positioning or aligning work
    • 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
    • B21B1/224—Edge rolling of flat products

Definitions

  • the present invention relates to an upsetting device for a metal strip, a rolling train comprising the upsetting device according to the invention and a method for upsetting rolling a metal strip.
  • the maximum possible decrease in width (dB), i.e. the difference between the width of the metal strip before the edging rolling and the width of the metal strip after the edging rolling, in relation to the piercing thickness of the metal strip, is limited in conventional upsetting devices. If the metal strip is compressed too much, the metal strip can buckle during the compression rolling, so that the target width is not achieved and thus quality losses and production restrictions are possible. In practice, for example, it has been shown that the metal strip bulges with a reduction in width (dB) of 0.30 times the thickness of the metal strip.
  • slab sizing is a discontinuous process that is used to reduce the width of raw slabs comes.
  • the upsetting tool performs a lateral upsetting of the semi-finished product in a rocking movement. Upsetting is therefore - in terms of forming technology - a forging process. With each adjustment / detachment of the upsetting press tool, a swelling load is exerted on the edge of the slab, which increases the risk of the semi-finished product buckling.
  • the present invention is based on the object of specifying an upsetting device, a rolling train and a method for upsetting rolling which can be adapted to changing dimensions of the metal strips to be processed with less effort.
  • the present invention relates to an upsetting device for a metal strip having at least two rotationally symmetrical upsetting rollers arranged opposite each other transversely to the transport direction of the metal strip for continuous upsetting rolling of the metal strip, at least one which is arranged between the two upsetting rollers and is height-adjustable via an actuator Hold-down element with which the metal strip can be held down in the event of a decrease in width (dB) by a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness.
  • dB decrease in width
  • the upsetting device according to the invention allows metal strips to be edged in a particularly wide parameter window, so that changing dimensions of the metal strips to be processed can be implemented. From a width reduction (dB) of 0.30 times the metal strip thickness, the frequency of bulges increases significantly, with parameters such as e.g. The metal strip strength, the temperature homogeneity of the metal strip, the friction have an influence. In the case of width reductions in the regular range, that is, below the risk value of 0.30 times the metal strip thickness, the upsetting device according to the invention allows width reductions without adjustment or with only forceless adjustment of the claimed hold-down device.
  • width reductions above 0.30, in particular from 0.50 to 0.80 times the metal strip thickness, in which bulges would often occur without the use of the hold-down element can be realized by the upsetting device according to the invention with use of the hold-down element without bulging of the metal strip.
  • the upsetting device according to the invention preferably has upsetting rollers which are designed as caliber rollers.
  • the deformations or bulges that occur at the edges of the metal strip as a result of large reductions in width can be compensated for particularly effectively by combining the use of the hold-down element with caliber rollers via the conical end sections of the caliber roller.
  • the upsetting device is limited for technological reasons. Therefore, the maximum possible decrease in width (dB) is 3 times the metal strip thickness, more preferably a maximum of that 2.5 times the metal strip thickness, furthermore preferably 2 times the metal strip thickness and most preferably 1.5 times the metal strip thickness.
  • the term “upsetting” or “upsetting rollers” is understood in the context of the present invention to mean a reduction in the width of the metal strip.
  • the upsetting device according to the invention is also suitable to the same extent for upsetting rolling sheet metal or heavy metal sheets.
  • the two rotationally symmetrical edging rolls are designed as caliber rolls, each of the caliber rolls comprising a cylindrical main section and two conical end sections arranged on each side of the cylindrical main section.
  • the cylindrical main section is characterized in that its surface line extends parallel to the axis of rotation of the caliber roller.
  • the preferred embodiment as a caliber roller is characterized by particularly good guiding properties.
  • the two rotationally symmetrical edging rolls are designed as caliber rolls, each of the
  • Caliber rolling comprises an at least partially, particularly preferably completely, conical main section and two conical end sections arranged on each side of the at least partially conical main section.
  • the main conical section is distinguished by the fact that its surface line is inclined at an acute angle to the axis of rotation of the caliber roller.
  • the height of the preferably cylindrical or preferably partially, particularly preferably completely, conical main section of the caliber roller is based on the metal strip thickness, the decrease in width and the force with which the hold-down element is positioned on the metal strip. Particular attention must be paid to avoiding compression beads on the metal strip and its edge.
  • the hold-down element preferably comprises a hold-down roller for rolling on the metal strip and / or a sliding surface for sliding on the metal strip. If the hold-down element comprises a hold-down roller, this can be designed in the form of a non-driven hold-down roller.
  • a rotary drive can be provided for this. The rotary drive can be used to adapt the circumferential speed of the hold-down roller - preferably before it is placed on the metal belt - to the transport speed of the metal strip and thus to minimize the friction between the hold-down roller and the metal belt.
  • the actuator via which the hold-down element can be adjusted in height, can for example be driven hydraulically.
  • it can be a hydraulic cylinder.
  • An electromechanical drive is also conceivable. With a hydraulic drive, in particular, a force-controlled adjustment of the hold-down element to the metal strip can be easily implemented. In contrast to this, an electromechanical drive can simplify a position-controlled adjustment of the hold-down element to the metal strip.
  • the upsetting device may have a force and / or position regulating device, within which a control signal is generated in each case for controlling the actuator.
  • the upsetting device can have a table for supporting the metal strip on the side of the metal strip opposite the hold-down element.
  • the table has at least one, preferably a plurality of table rollers.
  • the table has at least one sliding element with a sliding surface.
  • the upsetting device has a cooling device.
  • the cooling device can in particular be provided to cool the hold-down element and to reduce its thermal wear to decrease.
  • the cooling device can in particular be designed to cool the hold-down element from the inside, so that wetting of the metal strip or sheet to be rolled with cooling fluid can be reduced to a minimum.
  • the cooling device can also be designed for external cooling of the hold-down element. External cooling can be more easily implemented structurally.
  • the two edging rolls and the hold-down element which can be adjusted in height via the actuator are arranged in a common edging roll stand. This results in a particularly simple and space-saving structure.
  • a control device is provided as a component of the control device, via which the hold-down element can be controlled.
  • the upsetting device has a detector for determining the entry strip thickness of the metal strip before it enters the upsetting device, which detector can be forwarded to the control device using signals.
  • the strip thickness can be transmitted from a higher-level system to the control device.
  • a calculation device assigned to the hold-down element is advantageously provided, which is coupled to the control device for signaling purposes. The computation device receives the input strip thickness and the planned reduction in width to be carried out by the upsetting device as input variables.
  • the degree of bulging in relation to the planned decrease in width (dB) can then be determined via the calculation device, so that the hold-down element can be optimally positioned against the metal strip in accordance with the respective specification.
  • the degree of bulging can take place, for example, in accordance with the material properties of the metal strip, if the material properties are fed to the calculation device as a further optional input variable. This means that material properties relevant to forming technology, such as strength, temperature, etc. can be included in the calculation.
  • a Position detector is provided which is coupled to the control device for signaling purposes.
  • the head and / or end area of the metal strip is determined via a position detector before it is passed through the at least two rotationally symmetrical edging rollers, in order to activate the hold-down device when the head of the metal strip is detected, or against the metal strip especially if, in addition, the reduction in width during edging is a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness.
  • the hold-down device is deactivated again or lifted from the metal strip, taking the belt speed into account.
  • the present invention relates to a rolling train comprising at least one roll stand for rolling the metal strip and at least one upsetting device according to the invention arranged upstream or downstream of the roll stand in the transport direction of the metal strip.
  • a rolling train typically has several rolling stands.
  • the upsetting device described above can be arranged between two roll stands of the rolling train.
  • the rolling train can, however, also have only a single rolling stand.
  • the upsetting device can then be provided before or after the individual roll stand.
  • the present invention relates to a method for edging a metal strip.
  • the method here comprises the following steps: a) edging of the metal strip by continuously guiding the metal strip between at least two rotationally symmetrical edging rolls arranged opposite one another transversely to the transport direction of the metal strip; and b) adjusting at least one arranged between the two rotationally symmetrical edging rollers and adjustable in height via an actuator Hold-down element against the metal strip as soon as the reduction in width during edging reaches a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness.
  • the process according to the invention is preferably a hot rolling process.
  • the adjustment of the at least one hold-down element, which can be adjusted in height by means of the actuator, is preferably effected via a signal generated by the control device.
  • the at least one hold-down element is preferably actuated in a force- and / or position-controlled manner via the actuator.
  • the force and / or the position can be calculated using the calculation unit.
  • the actual force with which the at least one hold-down element is placed against the metal strip and / or the actual position at which the at least one hold-down element is placed against the metal strip is monitored and that the at least one
  • Hold-down element is reset over a predetermined distance when the actual force exceeds a predetermined force threshold value and / or the actual position exceeds a predetermined target position.
  • the monitoring enables qualitative monitoring as well as protection against overload damage.
  • FIG. 2 shows the upsetting device shown in FIG. 1 in a top view
  • FIG. 3 shows the upsetting device shown in FIG. 1 in a (front) view
  • FIG. 4 shows an illustration of an edging roller in a front view.
  • a section of a rolling train 1 with a first horizontal rolling stand 2 and a second horizontal rolling stand 3 is shown by way of example.
  • the metal strip 4 for example a
  • Upsetting device 9 arranged.
  • the upsetting device 9 has two rotationally symmetrical upsetting rollers 11, 12, arranged opposite one another transversely to the transport direction 10 of the metal strip 4, for the continuous upsetting rolling of the metal strip 4.
  • Both edging rollers 1 1, 12 can be designed as conventional edging rollers 1 1.1, 12.1.
  • Upsetting rollers 1 1.1, 12.1 designed in this way have an essentially cylindrical body, as shown by the dashed illustration 11.1, 12.1.
  • the two edging rollers 11, 12 are preferably designed as caliber rollers 1 1.2, 12.2 and each comprise a cylindrical main section 13 and two conical end sections 14, 15 arranged on each side of the cylindrical main section 13.
  • the two edging rollers 1 1, 12 can be designed as caliber rollers 1 1.3, 12.3 and each comprise a conical main section 13.1 and two conical end sections 14.1, 15.1 arranged on each side of the conical main section 13.1 (FIG. 4).
  • the upsetting device 9 comprises a hold-down element 17, which is arranged between the two upsetting rollers 1 1, 12 and is height-adjustable via an actuator 16, with which the metal strip 4, when the width decreases (dB) by a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness , can be held down in order to prevent the metal strip 4 from buckling.
  • the hold-down element 17 can have a hold-down roller for rolling on the metal strip 4 and / or a sliding surface for sliding on the metal strip 4.
  • the hold-down element 17 is designed in the form of a non-driven hold-down roller.
  • the actuator 16 via which the hold-down roller 17 can be adjusted in height, is hydraulically driven in the embodiment variant shown, an electromechanical drive also being conceivable.
  • a guide link (not shown) can be provided for more stable guidance of the hold-down element 17 through the actuator 16.
  • the backdrop can also enable component separation and simplifies the assembly situation for maintenance and repair purposes.
  • a cooling device can also be provided.
  • the cooling medium can be fed inside and / or outside to the hold-down element or the hold-down roller 17.
  • the shown upsetting device 9 has a table 18 for supporting the on the side of the metal strip 4 opposite the hold-down roller 17 Metal band 4 on.
  • the table 18 here comprises a table roller 19 which can be positioned against the metal strip 4 from below.
  • the upsetting device 9 comprises a control device 21 via which the hold-down element 17 can be controlled.
  • a detector 22 for determining a strip thickness of the metal strip 4 is coupled to this control device 21 for signaling purposes.
  • a position detector 23 is provided, which is also coupled with the control device 21 for signaling purposes. Via the position detector 23, the head and / or the end area of the
  • the hold-down element 17 is positioned in a targeted manner against the metal strip 4 as soon as the reduction in width during edging reaches a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness. Furthermore, a calculation device 24 is provided which is coupled to the control device 21 for signaling purposes.
  • the degree of bulging in relation to the planned decrease in width (dB) can be determined via the calculation device, so that the hold-down element 17 can be optimally adjusted according to the respective specification of the metal strip 4.
  • the degree of bulging can take place, for example, in accordance with the material properties of the metal strip. This means that material properties relevant to forming technology, such as strength, temperature, etc.
  • the then upset-rolled metal strip 4 has a second piercing thickness 25 that is greater than the first end thickness 6.
  • Metal strip 4 is again reduced in its thickness, starting from the second piercing thickness 25 to a second final thickness 26.
  • the upsetting device 9 according to the invention allows for upsetting rolling of metal strips 4 in a particularly wide parameter window, so that changing dimensions of the metal strips 4 to be processed can be realized.
  • the upsetting device 9 according to the invention also allows width reductions (dB), depending on the variant. beyond the maximum possible value of at least 0.30, preferably of at least 0.50. The bulges that form within the metal strip 4 with these greater decreases in width are effectively compensated for using the hold-down element 17.
  • FIG. 4 shows the three different embodiment variants of the rotationally symmetrical edging rollers 1 1, 12 in a combined schematic representation.
  • the two rotationally symmetrical upsetting rollers 1 1, 12 can essentially be formed from a cylindrical body.
  • the two rotationally symmetrical edging rollers 1 1, 12 are designed as caliber rollers 1 1.2, 12.2.
  • the main section 13 itself is cylindrical.
  • the main section 13 can be at least partially, preferably completely, conical, as can be seen from the dashed illustration 11.3, 12.3.
  • the main conical section is characterized in that its surface line is inclined at an acute angle ⁇ to the axis of rotation of the caliber roller 11.3, 12.3.

Landscapes

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

Abstract

The present invention relates to a compressing device (9) for a metal strip (4), comprising: at least two rotationally symmetrical compression rollers (11, 12), which are arranged opposite one another transversely to the transport direction (10) of the metal strip (4) and are for continuous compressive rolling of the metal strip (4); and at least one hold-down element (17), which is arranged between the two compression rollers (11, 12) and can be adjusted in height by means of an actuator (16) and by means of which the metal strip (4) can be held down, with a width reduction by a factor of at least 0.30 times the thickness of the metal strip. Moreover, the invention relates to a roll mill train (1) and to a method for compression rolling a metal strip (4).

Description

Stauchvorrichtung für ein Metallband und Verfahren zu deren Betrieb Upsetting device for a metal strip and method for its operation
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Stauchvorrichtung für ein Metallband, eine Walzstraße umfassend die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung sowie ein Verfahren zum Stauchwalzen eines Metallbands. The present invention relates to an upsetting device for a metal strip, a rolling train comprising the upsetting device according to the invention and a method for upsetting rolling a metal strip.
Das Walzen von flachen Halbzeugen, z.B. aus Stahl oder einem Nichteisen-Metall (NE-Metall), führt nicht nur zu einer Reduktion der Dicke des Metallbandes, sondern gleichzeitig auch zu einer erhöhten Breite des Metallbandes. Typischerweise sind daher in Walzstraßen zum Flachwalzen zusätzlich Stauchvorrichtungen vorgesehen, um das Metallband vor einem nächsten Walzstich in seiner Breite zu stauchen. The rolling of flat semi-finished products, e.g. made of steel or a non-ferrous metal (non-ferrous metal), not only leads to a reduction in the thickness of the metal strip, but at the same time also to an increased width of the metal strip. Typically, therefore, compression devices are additionally provided in rolling trains for flat rolling in order to compress the width of the metal strip before the next rolling pass.
Die maximal mögliche Breitenabnahme (dB), d.h. die Differenz zwischen der Breite des Metallbandes vor dem Stauchwalzen und der Breite des Metallbandes nach dem Stauchwalzen, in Bezug auf die Anstichdicke des Metallbandes ist bei herkömmlichen Stauchvorrichtungen begrenzt. Wenn das Metallband zu stark gestaucht wird, kann es zu einem Ausbeulen des Metallbandes während des Stauchwalzens kommen, so dass sich die Zielbreite nicht einstellt und somit Qualitätseinbußen und Produktionseinschränkungen möglich sind. So zeigt sich in der Praxis, dass bereits bei einer Breitenabnahme (dB) von 0,30 mal der Metallbanddicke das Metallband ausbeult. The maximum possible decrease in width (dB), i.e. the difference between the width of the metal strip before the edging rolling and the width of the metal strip after the edging rolling, in relation to the piercing thickness of the metal strip, is limited in conventional upsetting devices. If the metal strip is compressed too much, the metal strip can buckle during the compression rolling, so that the target width is not achieved and thus quality losses and production restrictions are possible. In practice, for example, it has been shown that the metal strip bulges with a reduction in width (dB) of 0.30 times the thickness of the metal strip.
Aus den Druckschriften JP S62-1 18933, JP S63-13612, JP 5338265 B2 und JP 2015- 123486 sind lediglich Verfahren und Vorrichtungen zum Stauchen mit einem reduzierten Beulrisiko für Brammen bekannt. Hierzu werden, bei den aus dem Stand der Technik bekannten Brammenstauchpressen, Ausbeulverhinderungsrollen verwendet, welche die Bramme zwischen den Stauchpressen nach oben und unten abstützen und somit ein Ausbeulen der Bramme verhindern. From the documents JP S62-1 18933, JP S63-13612, JP 5338265 B2 and JP 2015-123486 only methods and devices for upsetting with a reduced risk of buckling for slabs are known. For this purpose, in the slab upsetting presses known from the prior art, buckling prevention rollers are used, which support the slab upwards and downwards between the upsetting presses and thus prevent the slab from buckling.
Beim Brammenstauchpressen handelt es sich jedoch um ein diskontinuierliches Verfahren, welches bei der Breitenreduktion von Rohbrammen zur Anwendung kommt. Dabei führt das Stauchwerkzeug in einer wiegenden Bewegung eine seitliche Stauchung des Halbzeugs durch. Beim Stauchpressen handelt es sich somit - umformtechnisch - um einen Schmiedevorgang. Mit jeder Anstellung/Ablösung des Stauchpresswerkzeuges wird eine schwellende Belastung auf die Brammenkante ausgeübt, wodurch sich die Gefahr des Ausknickens des Halbzeugs erhöht. However, slab sizing is a discontinuous process that is used to reduce the width of raw slabs comes. The upsetting tool performs a lateral upsetting of the semi-finished product in a rocking movement. Upsetting is therefore - in terms of forming technology - a forging process. With each adjustment / detachment of the upsetting press tool, a swelling load is exerted on the edge of the slab, which increases the risk of the semi-finished product buckling.
Beim Stauchwalzen hingegen handelt es sich um einen kontinuierlichen Abrollvorgang, welcher sich technologisch von dem oben beschriebenen Schmiedevorgang signifikant unterscheidet Upsetting, on the other hand, is a continuous unwinding process, which technologically differs significantly from the forging process described above
Ausgehend von dem bekannten Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Stauchvorrichtung, eine Walzstraße sowie ein Verfahren zum Stauchwalzen anzugeben, welche mit geringerem Aufwand an wechselnde Abmessungen der zu bearbeitenden Metallbänder angepasst werden kann. Starting from the known prior art, the present invention is based on the object of specifying an upsetting device, a rolling train and a method for upsetting rolling which can be adapted to changing dimensions of the metal strips to be processed with less effort.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch den Gegenstand des Patentanspruchs 1 , durch den Gegenstand des Patentanspruchs 7 sowie durch das Verfahren des Patentanspruch 8 gelöst. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängig formulierten Ansprüchen angegeben. Die in den abhängig formulierten Ansprüchen einzeln aufgeführten Merkmale sind in technologisch sinnvoller Weise miteinander kombinierbar und können weitere Ausgestaltungen der Erfindung definieren. Darüber hinaus werden die in den Ansprüchen angegebenen Merkmale in der Beschreibung näher präzisiert und erläutert, wobei weitere bevorzugte Ausgestaltungen der Erfindung dargestellt werden. According to the invention, this object is achieved by the subject matter of claim 1, by the subject matter of claim 7 and by the method of claim 8. Further advantageous refinements of the invention are specified in the dependent claims. The features listed individually in the dependently formulated claims can be combined with one another in a technologically meaningful manner and can define further embodiments of the invention. In addition, the features specified in the claims are specified and explained in more detail in the description, with further preferred embodiments of the invention being presented.
Gemäß einem ersten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Stauchvorrichtung für ein Metallband aufweisend mindestens zwei quer zur Transportrichtung des Metallbands gegenüberliegend angeordnete rotationssymmetrische Stauchwalzen zum kontinuierlichen Stauchwalzen des Metallbands, zumindest ein zwischen den beiden Stauchwalzen angeordnetes und über ein Stellglied höhenverstellbares Niederhalterelement mit dem das Metallband, bei einer Breitenabnahme (dB) mit einem Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke, niederhaltbar ist. According to a first aspect, the present invention relates to an upsetting device for a metal strip having at least two rotationally symmetrical upsetting rollers arranged opposite each other transversely to the transport direction of the metal strip for continuous upsetting rolling of the metal strip, at least one which is arranged between the two upsetting rollers and is height-adjustable via an actuator Hold-down element with which the metal strip can be held down in the event of a decrease in width (dB) by a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness.
Die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung erlaubt ein Stauchwalzen von Metallbändern in einem besonders weiten Parameterfenster, so dass wechselnde Abmessungen der zu bearbeitenden Metallbänder realisierbar sind. Ab einer Breitenabnahme (dB) von 0,30 mal der Metallbanddicke steigt die Häufigkeit von Ausbeulungen signifikant an, wobei Parameter, wie z.B. die Metallbandfestigkeit, die Temperaturhomogenität des Metallbandes, die Reibung einen Einfluss haben. Bei Breitenabnahmen im regulären Bereich, also unterhalb des Gefahrenwertes von 0,30 mal der Metallbanddicke, erlaubt die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung Breitenabnahmen ohne Anstellung oder mit nur kraftloser Anstellung des beanspruchten Niederhalters. Jedoch auch Breitenabnahmen oberhalb von 0,30, insbesondere von 0,50 bis 0,80 mal der Metallbanddicke, bei denen ohne Einsatz des Niederhalterelements gehäuft Ausbeulungen auftreten würden, können von der erfindungsgemäßen Stauchvorrichtung mit Einsatz des Niederhalterelements ohne Ausbeulung des Metallbandes realisiert werden. The upsetting device according to the invention allows metal strips to be edged in a particularly wide parameter window, so that changing dimensions of the metal strips to be processed can be implemented. From a width reduction (dB) of 0.30 times the metal strip thickness, the frequency of bulges increases significantly, with parameters such as e.g. The metal strip strength, the temperature homogeneity of the metal strip, the friction have an influence. In the case of width reductions in the regular range, that is, below the risk value of 0.30 times the metal strip thickness, the upsetting device according to the invention allows width reductions without adjustment or with only forceless adjustment of the claimed hold-down device. However, width reductions above 0.30, in particular from 0.50 to 0.80 times the metal strip thickness, in which bulges would often occur without the use of the hold-down element, can be realized by the upsetting device according to the invention with use of the hold-down element without bulging of the metal strip.
Bei besonders hohen Breitenabnahmen (dB) von 0,80 bis 3,0 mal der Metallbanddicke können sich trotz des Einsatzes des Niederhalterelements lokale Ausbeulungen bilden. Diese verlagern sich allerdings zu den beiden Rändern des Metallbandes. Um dies zu verhindern weist die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung vorzugsweise Stauchwalzen auf, die als Kaliberwalzen ausgebildet sind. Über die konisch ausgebildeten Endabschnitte der Kaliberwalze können die an den Rändern des Metallbands, infolge von hohen Breitenabnahmen, entstehenden Verformungen bzw. Ausbeulungen durch Kombination des Einsatzes des Niederhalterelements mit Kaliberwalzen besonders wirkungsvoll ausgeglichen werden. In the case of particularly large reductions in width (dB) of 0.80 to 3.0 times the metal strip thickness, local bulges can form despite the use of the hold-down element. However, these shift to the two edges of the metal strip. In order to prevent this, the upsetting device according to the invention preferably has upsetting rollers which are designed as caliber rollers. The deformations or bulges that occur at the edges of the metal strip as a result of large reductions in width can be compensated for particularly effectively by combining the use of the hold-down element with caliber rollers via the conical end sections of the caliber roller.
Hinsichtlich der maximal möglichen Breitenabnahme ist die Stauchvorrichtung aus technologischen Gründen limitiert. Daher beträgt die maximal mögliche Breitenabnahme (dB) das 3-fache der Metallbanddicke, mehr bevorzugt maximal das 2,5-fache der Metallbanddicke, weiterhin bevorzugt das 2-fache der Metallbanddicke und am meisten bevorzugt das 1 ,5-fache der Metallbanddicke. With regard to the maximum possible decrease in width, the upsetting device is limited for technological reasons. Therefore, the maximum possible decrease in width (dB) is 3 times the metal strip thickness, more preferably a maximum of that 2.5 times the metal strip thickness, furthermore preferably 2 times the metal strip thickness and most preferably 1.5 times the metal strip thickness.
Mit dem Begriff „Stauchen“ bzw. „Stauchwalzen“ wird im Sinne der vorliegenden Erfindung eine Reduzierung der Breite des Metallbands verstanden. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung in gleichem Maße ebenfalls zum Stauchwalzen von Blechen oder Grobblechen geeignet ist. In einer ersten bevorzugten Ausführungsvariante sind die beiden rotationssymmetrischen Stauchwalzen als Kaliberwalzen ausgebildet, wobei jede der Kaliberwalzen einen zylinderförmigen Hauptabschnitt sowie zwei an jeder Seite des zylinderförmigen Hauptabschnitts angeordnete, konisch ausgebildete Endabschnitte umfasst. Der zylinderförmige Hauptabschnitt zeichnet sich dadurch aus, dass dessen Mantellinie sich parallel zur Rotationsachse der Kaliberwalze erstreckt. Die bevorzugte Ausführung als Kaliberwalze zeichnet sich durch besonders gute Führungseigenschaften aus. The term “upsetting” or “upsetting rollers” is understood in the context of the present invention to mean a reduction in the width of the metal strip. In this context it is provided that the upsetting device according to the invention is also suitable to the same extent for upsetting rolling sheet metal or heavy metal sheets. In a first preferred embodiment, the two rotationally symmetrical edging rolls are designed as caliber rolls, each of the caliber rolls comprising a cylindrical main section and two conical end sections arranged on each side of the cylindrical main section. The cylindrical main section is characterized in that its surface line extends parallel to the axis of rotation of the caliber roller. The preferred embodiment as a caliber roller is characterized by particularly good guiding properties.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsvariante sind die beiden rotationssymmetrischen Stauchwalzen als Kaliberwalzen ausgebildet, wobei jede derIn a second preferred embodiment, the two rotationally symmetrical edging rolls are designed as caliber rolls, each of the
Kaliberwalzen einen zumindest teilweise, besonders bevorzugt vollständig, konisch ausgebildeten Hauptabschnitt sowie zwei an jeder Seite des zumindest teilweise konischen Hauptabschnitts angeordnete, konisch ausgebildete Endabschnitte umfasst. Der konische Hauptabschnitt zeichnet sich dadurch aus, dass dessen Mantellinie in einem spitzen Winkel zur Rotationsachse der Kaliberwalze geneigt ist. Caliber rolling comprises an at least partially, particularly preferably completely, conical main section and two conical end sections arranged on each side of the at least partially conical main section. The main conical section is distinguished by the fact that its surface line is inclined at an acute angle to the axis of rotation of the caliber roller.
Die Höhe des bevorzugt zylinderförmigen oder des bevorzugt teilweise, besonders bevorzugt vollständig, konischen Hauptabschnitts der Kaliberwalze orientiert sich hierbei an der Metallbanddicke, der Breitenabnahme sowie der Kraft, mit welcher das Niederhalterelement auf das Metallband angestellt wird. Hierbei muss besonders auf die Vermeidung von Stauchwülsten am Metallband und dessen Rand Rücksicht genommen werden. Vorzugsweise umfasst das Niederhalterelement eine Niederhalterrolle zum Abrollen auf dem Metallband und/oder eine Gleitfläche zum Gleiten auf dem Metallband. Sofern das Niederhalterelement eine Niederhalterrolle umfasst, kann diese in Form einer nicht angetriebenen Niederhalterrolle ausgeführt sein. Ferner kann ein Rotationsantrieb für diese vorgesehen sein. Der Rotationsantrieb kann dazu verwendet werden, die Umfangsgeschwindigkeit der Niederhalterrolle - vorzugsweise vor deren Aufsetzen auf das Metallband - an die Transportgeschwindigkeit des Metallbands anzupassen und somit die Reibung zwischen der Niederhalterrolle und dem Metallband zu minimieren. The height of the preferably cylindrical or preferably partially, particularly preferably completely, conical main section of the caliber roller is based on the metal strip thickness, the decrease in width and the force with which the hold-down element is positioned on the metal strip. Particular attention must be paid to avoiding compression beads on the metal strip and its edge. The hold-down element preferably comprises a hold-down roller for rolling on the metal strip and / or a sliding surface for sliding on the metal strip. If the hold-down element comprises a hold-down roller, this can be designed in the form of a non-driven hold-down roller. Furthermore, a rotary drive can be provided for this. The rotary drive can be used to adapt the circumferential speed of the hold-down roller - preferably before it is placed on the metal belt - to the transport speed of the metal strip and thus to minimize the friction between the hold-down roller and the metal belt.
Das Stellglied, über das das Niederhalterelement höhenverstellbar ist, kann beispielsweise hydraulisch angetrieben sein. Zum Beispiel kann es sich hierbei um einen Hydraulikzylinder handeln. Ebenso ist ein elektromechanischer Antrieb denkbar. Mit einem hydraulischen Antrieb kann insbesondere eine kraftgeregelte Anstellung des Niederhalterelements an das Metallband einfach realisiert werden. Im Unterschied dazu kann ein elektromechanischer Antrieb eine positionsgeregelte Anstellung des Niederhalterelements an das Metallband vereinfachen. Dazu weist die Stauchvorrichtung gegebenenfalls eine Kraft- und/oder Positionsregeleinrichtung auf, innerhalb derer jeweils ein Steuersignal generiert wird zur Ansteuerung des Stellglieds. The actuator, via which the hold-down element can be adjusted in height, can for example be driven hydraulically. For example, it can be a hydraulic cylinder. An electromechanical drive is also conceivable. With a hydraulic drive, in particular, a force-controlled adjustment of the hold-down element to the metal strip can be easily implemented. In contrast to this, an electromechanical drive can simplify a position-controlled adjustment of the hold-down element to the metal strip. For this purpose, the upsetting device may have a force and / or position regulating device, within which a control signal is generated in each case for controlling the actuator.
Darüber hinaus kann die Stauchvorrichtung auf der zum Niederhalterelement gegenüberliegenden Seite des Metallbands einen Tisch zum Abstützen des Metallbands aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weist der Tisch zumindest eine, vorzugsweise eine Mehrzahl von Tischrollen auf. In einer alternativen Ausführungsform weist der Tisch wenigstens ein Gleitelement mit einer Gleitfläche auf. Weiter kann vorgesehen sein, dass die Stauchvorrichtung eine Kühlvorrichtung aufweist. Die Kühlvorrichtung kann insbesondere dazu vorgesehen sein, das Niederhalterelement zu kühlen und deren thermisch bedingte Abnutzung zu verringern. Die Kühlvorrichtung kann insbesondere zum Kühlen des Niederhalterelements von innen eingerichtet sein, so dass eine Benetzung des zu walzenden Metallbands oder Bleches mit Kühlfluid auf ein Mindestmaß reduziert werden kann. Alternativ oder ergänzend kann die Kühlvorrichtung auch zum äußeren Kühlen des Niederhalterelements eingerichtet sein. Eine Außenkühlung kann konstruktiv einfacher umsetzbar sein. In addition, the upsetting device can have a table for supporting the metal strip on the side of the metal strip opposite the hold-down element. In a preferred embodiment, the table has at least one, preferably a plurality of table rollers. In an alternative embodiment, the table has at least one sliding element with a sliding surface. It can further be provided that the upsetting device has a cooling device. The cooling device can in particular be provided to cool the hold-down element and to reduce its thermal wear to decrease. The cooling device can in particular be designed to cool the hold-down element from the inside, so that wetting of the metal strip or sheet to be rolled with cooling fluid can be reduced to a minimum. As an alternative or in addition, the cooling device can also be designed for external cooling of the hold-down element. External cooling can be more easily implemented structurally.
In einer besonders bevorzugten Ausführungsvariante sind die beiden Stauchwalzen sowie das über das Stellglied höhenverstellbare Niederhalterelement in einem gemeinsamen Stauchwalzgerüst angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein konstruktiv besonders einfacher und zudem platzsparender Aufbau. In a particularly preferred embodiment variant, the two edging rolls and the hold-down element which can be adjusted in height via the actuator are arranged in a common edging roll stand. This results in a particularly simple and space-saving structure.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante ist eine Steuereinrichtung als Komponente der Steuervorrichtung vorgesehen, über die das Niederhalterelement steuerbar ist. In diesem Zusammenhang ist vorzugsweise vorgesehen, dass die Stauchvorrichtung einen Detektor zur Bestimmung der Eingangsbanddicke des Metallbands vor Einlauf in die Stauchvorrichtung aufweist, die signaltechnisch an die Steuereinrichtung weiterleitbar ist. Gleichermaßen kann die Banddicke aus einem übergeordneten System an die Steuereinrichtung übermittelt werden. Weiterhin ist vorteilhafterweise eine dem Niederhalterelement zugeordnete Berechnungseinrichtung vorgesehen, die mit der Steuereinrichtung signaltechnisch gekoppelt ist. Die Berechnungseinrichtung empfängt als Eingangsgrößen zwingend notwendig die Eingangsbanddicke sowie die von der Stauchvorrichtung durchzuführende geplante Breitenabnahme. Über die Berechnungseinrichtung ist dann der Grad der Ausbeulung in Bezug auf die geplante Breitenabnahme (dB) ermittelbar, so dass das Niederhalterelement entsprechend der jeweiligen Spezifikation des Metallbands optimal an dieses anstellbar ist. Der Grad der Ausbeulung kann beispielsweise nach Maßgabe der Materialeigenschaften des Metallbands erfolgen, wenn die Materialeigenschaften als weitere optionale Eingangsgröße der Berechnungseinrichtung zugeführt werden. Somit können umformtechnisch relevante Materialeigenschaften, wie Festigkeit, Temperatur, etc. Eingang in die Berechnung finden. In einer weiteren bevorzugten Ausführung ist ein Positionsdetektor vorgesehen, der mit der Steuereinrichtung signaltechnisch gekoppelt ist. Hierüber ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass der Kopf- und/oder Endbereich des Metallbands vor der Hindurchführung durch die mindestens zwei rotationssymmetrischen Stauchwalzen über einen Positionsdetektor ermittelt wird, um bei Erkennung des Kopfes des Metallbandes den Niederhalter unter Berücksichtigung der Bandgeschwindigkeit zu aktivieren bzw. gegen das Metallband anzustellen, insbesondere, wenn zusätzlich die Breitenabnahme beim Stauchwalzen einen Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke erreicht. Bei Detektion des Endes des Metallbandes wird der Niederhalter unter Berücksichtigung der Bandgeschwindigkeit wieder deaktiviert bzw. vom Metallband angehoben. In a further preferred embodiment variant, a control device is provided as a component of the control device, via which the hold-down element can be controlled. In this context, it is preferably provided that the upsetting device has a detector for determining the entry strip thickness of the metal strip before it enters the upsetting device, which detector can be forwarded to the control device using signals. Likewise, the strip thickness can be transmitted from a higher-level system to the control device. Furthermore, a calculation device assigned to the hold-down element is advantageously provided, which is coupled to the control device for signaling purposes. The computation device receives the input strip thickness and the planned reduction in width to be carried out by the upsetting device as input variables. The degree of bulging in relation to the planned decrease in width (dB) can then be determined via the calculation device, so that the hold-down element can be optimally positioned against the metal strip in accordance with the respective specification. The degree of bulging can take place, for example, in accordance with the material properties of the metal strip, if the material properties are fed to the calculation device as a further optional input variable. This means that material properties relevant to forming technology, such as strength, temperature, etc. can be included in the calculation. In a further preferred embodiment is a Position detector is provided which is coupled to the control device for signaling purposes. This advantageously provides that the head and / or end area of the metal strip is determined via a position detector before it is passed through the at least two rotationally symmetrical edging rollers, in order to activate the hold-down device when the head of the metal strip is detected, or against the metal strip especially if, in addition, the reduction in width during edging is a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness. When the end of the metal strip is detected, the hold-down device is deactivated again or lifted from the metal strip, taking the belt speed into account.
Die Signale des Positionsdetektors und die Metallbandgeschwindigkeit gehen dann ebenfalls als optionale Eingangsgrößen in die Steuereinrichtung ein. Gemäß einem zweiten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung eine Walzstraße umfassend zumindest ein Walzgerüst zum Walzen des Metallbands sowie zumindest eine in Transportrichtung des Metallbands stromaufwärts oder stromabwärts des Walzgerüsts angeordnete erfindungsgemäße Stauchvorrichtung. Typischerweise weist eine Walzstraße mehrere Walzgerüste auf. Die voranstehend beschriebene Stauchvorrichtung kann zwischen zwei Walzgerüsten der Walzstraße angeordnet sein. Die Walzstraße kann allerdings auch nur ein einzelnes Walzgerüst aufweisen. Die Stauchvorrichtung kann dann vor oder nach dem einzelnen Walzgerüst vorgesehen sein. Gemäß einem dritten Aspekt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zum Stauchwalzen eines Metallbands. Das Verfahren umfasst hierbei die Schritte: a) Stauchwalzen des Metallbands durch kontinuierliches Führen des Metallbands zwischen mindestens zwei quer zur Transportrichtung des Metallbands gegenüberliegend angeordneten rotationssymmetrischen Stauchwalzen; und b) Anstellen zumindest eines zwischen den beiden rotationssymmetrischen Stauchwalzen angeordneten und über ein Stellglied höhenverstellbaren Niederhalterelements gegen das Metallband, sobald die Breitenabnahme beim Stauchwalzen einen Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke erreicht. The signals from the position detector and the speed of the metal strip are then also entered into the control device as optional input variables. According to a second aspect, the present invention relates to a rolling train comprising at least one roll stand for rolling the metal strip and at least one upsetting device according to the invention arranged upstream or downstream of the roll stand in the transport direction of the metal strip. A rolling train typically has several rolling stands. The upsetting device described above can be arranged between two roll stands of the rolling train. The rolling train can, however, also have only a single rolling stand. The upsetting device can then be provided before or after the individual roll stand. According to a third aspect, the present invention relates to a method for edging a metal strip. The method here comprises the following steps: a) edging of the metal strip by continuously guiding the metal strip between at least two rotationally symmetrical edging rolls arranged opposite one another transversely to the transport direction of the metal strip; and b) adjusting at least one arranged between the two rotationally symmetrical edging rollers and adjustable in height via an actuator Hold-down element against the metal strip as soon as the reduction in width during edging reaches a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren handelt es sich bevorzugt um ein Warmwalzverfahren. Das Anstellen des zumindest einen über das Stellglied höhenverstellbaren Niederhalterelements erfolgt vorzugsweise über ein von der Steuereinrichtung generiertes Signal. The process according to the invention is preferably a hot rolling process. The adjustment of the at least one hold-down element, which can be adjusted in height by means of the actuator, is preferably effected via a signal generated by the control device.
Vorzugsweise wird das zumindest eine Niederhalterelement über das Stellglied kraft- und/oder positionsgeregelt angesteuert. Dabei kann die Kraft und/oder die Position über die Berechnungseinheit berechnet werden. The at least one hold-down element is preferably actuated in a force- and / or position-controlled manner via the actuator. The force and / or the position can be calculated using the calculation unit.
Weiterhin ist vorteilhafterweise vorgesehen, dass die Ist-Kraft, mit welcher das zumindest eine Niederhalterelement gegen das Metallband angestellt wird, und/oder die Ist-Position an welcher das zumindest eine Niederhalterelement gegen das Metallband angestellt wird, überwacht und dass das zumindest eineFurthermore, it is advantageously provided that the actual force with which the at least one hold-down element is placed against the metal strip and / or the actual position at which the at least one hold-down element is placed against the metal strip is monitored and that the at least one
Niederhalterelement über eine vorgegebene Strecke zurückgestellt wird, wenn die Ist- Kraft einen vorgegebenen Kraftschwellenwert und/oder die Ist-Position eine vorgegebene Soll-Position überschreitet. Die Überwachung ermöglicht gleichermaßen eine qualitative Überwachung als auch einen Schutz gegen Überlastschäden. Hold-down element is reset over a predetermined distance when the actual force exceeds a predetermined force threshold value and / or the actual position exceeds a predetermined target position. The monitoring enables qualitative monitoring as well as protection against overload damage.
Die Erfindung sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figuren näher erläutert. Es ist darauf hinzuweisen, dass die Erfindung durch die gezeigten Ausführungsbeispiele nicht beschränkt werden soll. Insbesondere ist es, soweit nicht explizit anders dargestellt, auch möglich, Teilaspekte der in den Figuren erläuterten Sachverhalte zu extrahieren und mit anderen Bestandteilen und Erkenntnissen aus der vorliegenden Beschreibung und/oder Figuren zu kombinieren. Insbesondere ist darauf hinzuweisen, dass die Figuren und insbesondere die dargestellten Größenverhältnisse nur schematisch sind. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen gleiche Gegenstände, so dass ggf. Erläuterungen aus anderen Figuren ergänzend herangezogen werden können. Es zeigen: Fig. 1 eine Ausführungsvariante der erfindungsgemäßen Stauchvorrichtung in einer (Seiten-)Ansicht, beispielhaft angeordnet zwischen zwei Walzgerüsten einer Walzstraße; The invention and the technical environment are explained in more detail below with reference to the figures. It should be pointed out that the invention is not intended to be restricted by the exemplary embodiments shown. In particular, unless explicitly stated otherwise, it is also possible to extract partial aspects of the facts explained in the figures and to combine them with other components and findings from the present description and / or figures. In particular, it should be pointed out that the figures and in particular the size relationships shown are only schematic. The same reference symbols denote the same objects, so that explanations from other figures can be used in addition, if necessary. Show it: 1 shows an embodiment variant of the upsetting device according to the invention in a (side) view, arranged by way of example between two roll stands of a rolling train;
Fig. 2 die in Figur 1 gezeigte Stauchvorrichtung in einer Draufsicht; FIG. 2 shows the upsetting device shown in FIG. 1 in a top view;
Fig. 3 die in Figur 1 gezeigte Stauchvorrichtung in einer (Front-)Ansicht; und 3 shows the upsetting device shown in FIG. 1 in a (front) view; and
Fig. 4 eine Darstellung einer Stauchwalze in einer Frontansicht. 4 shows an illustration of an edging roller in a front view.
In den Fig. 1 bis 3 ist beispielhaft ein Abschnitt einer Walzstraße 1 mit einem ersten Horizontalwalzgerüst 2 und einem zweiten Horizontalwalzgerüst 3 dargestellt. Mittels des ersten Horizontalwalzgerüsts 2 wird das Metallband 4, beispielsweise ein1 to 3, a section of a rolling train 1 with a first horizontal rolling stand 2 and a second horizontal rolling stand 3 is shown by way of example. By means of the first horizontal roll stand 2, the metal strip 4, for example a
Stahlband, in seiner Dicke, ausgehend von einer ersten Anstichdicke 5 zu einer ersten Enddicke 6, reduziert. Die Dickenreduktion führt gleichzeitig zu einer Vergrößerung der Breite des Metallbands 4 von einer Anstichbreite 7 zu einer Endbreite 8. Um die Breite des Metallbands 4 auch nach dem Walzen innerhalb der gewünschten Grenzen zu halten, ist zwischen den beiden Horizontalwalzgerüsten 2, 3 eineSteel strip, in its thickness, starting from a first piercing thickness 5 to a first final thickness 6, reduced. The reduction in thickness simultaneously leads to an increase in the width of the metal strip 4 from a tapping width 7 to a final width 8. In order to keep the width of the metal strip 4 within the desired limits even after rolling, there is one between the two horizontal rolling stands 2, 3
Stauchvorrichtung 9 angeordnet. Upsetting device 9 arranged.
Die Stauchvorrichtung 9 weist in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante zwei quer zur Transportrichtung 10 des Metallbands 4 gegenüberliegend angeordnete rotationssymmetrische Stauchwalzen 1 1 , 12 zum kontinuierlichen Stauchwalzen des Metallbands 4 auf. In the embodiment variant shown here, the upsetting device 9 has two rotationally symmetrical upsetting rollers 11, 12, arranged opposite one another transversely to the transport direction 10 of the metal strip 4, for the continuous upsetting rolling of the metal strip 4.
Beide Stauchwalzen 1 1 , 12 können als konventionelle Stauchwalzen 1 1.1 , 12.1 ausgeführt sein. Derart ausgebildete Stauchwalzen 1 1.1 , 12.1 weisen einen im Wesentlichen zylindrischen Körper auf, wie anhand der gestrichelten Darstellung 11.1 , 12.1 dargestellt. Both edging rollers 1 1, 12 can be designed as conventional edging rollers 1 1.1, 12.1. Upsetting rollers 1 1.1, 12.1 designed in this way have an essentially cylindrical body, as shown by the dashed illustration 11.1, 12.1.
Bevorzugt sind die beiden Stauchwalzen 11 , 12 in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante als Kaliberwalzen 1 1.2, 12.2 ausgebildet und umfassen je einen zylinderförmigen Hauptabschnitt 13 sowie zwei an jeder Seite des zylinderförmigen Hauptabschnitts 13 angeordnete, konisch ausgebildete Endabschnitte 14, 15. In einer alternativen Ausführungsvariante können die beiden Stauchwalzen 1 1 , 12 als Kaliberwalzen 1 1.3, 12.3 ausgebildet sein und je einen konischen Hauptabschnitt 13.1 sowie zwei an jeder Seite des konischen Hauptabschnitts 13.1 angeordnete, konisch ausgebildete Endabschnitte 14.1 , 15.1 umfassen (Fig. 4). In the embodiment variant shown here, the two edging rollers 11, 12 are preferably designed as caliber rollers 1 1.2, 12.2 and each comprise a cylindrical main section 13 and two conical end sections 14, 15 arranged on each side of the cylindrical main section 13. In an alternative embodiment, the two edging rollers 1 1, 12 can be designed as caliber rollers 1 1.3, 12.3 and each comprise a conical main section 13.1 and two conical end sections 14.1, 15.1 arranged on each side of the conical main section 13.1 (FIG. 4).
Weiterhin umfasst die Stauchvorrichtung 9 in der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante ein zwischen den beiden Stauchwalzen 1 1 , 12 angeordnetes und über ein Stellglied 16 höhenverstellbares Niederhalterelement 17 mit dem das Metallband 4 bei einer Breitenabnahme (dB) mit einem Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke, niederhaltbar ist, um ein Ausbeulen des Metallbands 4 zu verhindern. Furthermore, in the embodiment variant shown here, the upsetting device 9 comprises a hold-down element 17, which is arranged between the two upsetting rollers 1 1, 12 and is height-adjustable via an actuator 16, with which the metal strip 4, when the width decreases (dB) by a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness , can be held down in order to prevent the metal strip 4 from buckling.
Das Niederhalterelement 17 kann eine Niederhalterrolle zum Abrollen auf dem Metallband 4 und/oder eine Gleitfläche zum Gleiten auf dem Metallband 4 aufweisen. In der vorliegend dargestellten Ausführungsvariante ist das Niederhalterelement 17 in Form einer nicht angetriebenen Niederhalterrolle ausgebildet. The hold-down element 17 can have a hold-down roller for rolling on the metal strip 4 and / or a sliding surface for sliding on the metal strip 4. In the embodiment variant shown here, the hold-down element 17 is designed in the form of a non-driven hold-down roller.
Das Stellglied 16, über das die Niederhalterrolle 17 höhenverstellbar ist, wird in der gezeigten Ausführungsvariante hydraulisch angetrieben, wobei ein elektromechanischer Antrieb ebenfalls denkbar ist. The actuator 16, via which the hold-down roller 17 can be adjusted in height, is hydraulically driven in the embodiment variant shown, an electromechanical drive also being conceivable.
Zur stabileren Führung des Niederhalteelements 17 durch das Stellglied 16 kann eine nicht gezeigte Führungskulisse vorgesehen sein. Die Kulisse kann neben der Führungsfunktion zusätzlich eine Bauteiltrennung ermöglichen und erleichtert die Montagesituation zu Wartungs- und Reparaturzwecken. Zur Erhöhung der Standzeiten des Niederhalteelements 17 kann zusätzlich eine Kühleinrichtung vorgesehen sein. Das Kühlmedium kann innen und/oder außen dem Niederhalteelement bzw. der Niederhalterrolle 17 zugeführt werden. Weiterhin weist die gezeigte Stauchvorrichtung 9 auf der zur Niederhalterrolle 17 gegenüberliegenden Seite des Metallbands 4 einen Tisch 18 zum Abstützen des Metallbands 4 auf. Der Tisch 18 umfasst hierbei eine Tischrolle 19, die von unten gegen das Metallband 4 anstellbar ist. A guide link (not shown) can be provided for more stable guidance of the hold-down element 17 through the actuator 16. In addition to the guiding function, the backdrop can also enable component separation and simplifies the assembly situation for maintenance and repair purposes. To increase the service life of the hold-down element 17, a cooling device can also be provided. The cooling medium can be fed inside and / or outside to the hold-down element or the hold-down roller 17. Furthermore, the shown upsetting device 9 has a table 18 for supporting the on the side of the metal strip 4 opposite the hold-down roller 17 Metal band 4 on. The table 18 here comprises a table roller 19 which can be positioned against the metal strip 4 from below.
Wie insbesondere aus Figur 2 ersichtlich, sind die beiden Stauchwalzen 1 1 , 12 sowie das über das Stellglied 16 höhenverstellbare in Form einer Niederhalterrolle ausgebildete Niederhalterelement 17 in einem gemeinsamen Stauchwalzgerüst 20 angeordnet. Hierdurch ergibt sich ein konstruktiv besonders einfacher und zudem platzsparender Aufbau. Weiterhin umfasst die Stauchvorrichtung 9 in der gezeigten Ausführungsvariante eine Steuereinrichtung 21 , über die das Niederhalterelement 17 steuerbar ist. Mit dieser Steuereinrichtung 21 ist ein Detektor 22 zur Bestimmung einer Banddicke des Metallbands 4 signaltechnisch gekoppelt. Weiterhin ist ein Positionsdetektor 23 vorgesehen, der ebenfalls mit der Steuereinrichtung 21 signaltechnisch gekoppelt ist. Über den Positionsdetektor 23 wird der Kopf- und/oder der Endbereich desAs can be seen in particular from FIG. 2, the two edging rollers 1 1, 12 and the holding-down element 17, which is height-adjustable in the form of a holding-down roller via the actuator 16, are arranged in a common edging-roll stand 20. This results in a particularly simple and space-saving structure. Furthermore, in the embodiment variant shown, the upsetting device 9 comprises a control device 21 via which the hold-down element 17 can be controlled. A detector 22 for determining a strip thickness of the metal strip 4 is coupled to this control device 21 for signaling purposes. Furthermore, a position detector 23 is provided, which is also coupled with the control device 21 for signaling purposes. Via the position detector 23, the head and / or the end area of the
Metallbands 4 vor der Hindurchführung durch die zwei Stauchwalzen 1 1 , 12 ermittelt. Anhand der ermittelten Position sowie der Metallbandgeschwindigkeit erfolgt das Anstellen des Niederhalterelements 17 gezielt gegen das Metallband 4, sobald die Breitenabnahme beim Stauchwalzen einen Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke erreicht. Weiterhin ist eine Berechnungseinrichtung 24 vorgesehen, die mit der Steuereinrichtung 21 signaltechnisch gekoppelt ist. Über die Berechnungseinrichtung ist der Grad der Ausbeulung in Bezug auf die geplante Breitenabnahme (dB) ermittelbar, so dass das Niederhalterelement 17 entsprechend der jeweiligen Spezifikation des Metallbands 4 optimal anstellbar ist. Der Grad der Ausbeulung kann beispielsweise nach Maßgabe der Materialeigenschaften des Metallbands erfolgen. Somit können umformtechnisch relevante Materialeigenschaften, wie Festigkeit, Temperatur, etc. Eingang in die Berechnung finden. Das sodann stauchgewalzte Metallband 4 weist eine zur ersten Enddicke 6 größere zweite Anstichdicke 25 auf. Über das zweite Horizontalwalzgerüst 3 wird das Metallband 4 nochmals in seiner Dicke, ausgehend von der zweiten Anstichdicke 25 zu einer zweiten Enddicke 26, reduziert. Metal band 4 determined before being passed through the two edging rollers 1 1, 12. On the basis of the determined position and the speed of the metal strip, the hold-down element 17 is positioned in a targeted manner against the metal strip 4 as soon as the reduction in width during edging reaches a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness. Furthermore, a calculation device 24 is provided which is coupled to the control device 21 for signaling purposes. The degree of bulging in relation to the planned decrease in width (dB) can be determined via the calculation device, so that the hold-down element 17 can be optimally adjusted according to the respective specification of the metal strip 4. The degree of bulging can take place, for example, in accordance with the material properties of the metal strip. This means that material properties relevant to forming technology, such as strength, temperature, etc. can be included in the calculation. The then upset-rolled metal strip 4 has a second piercing thickness 25 that is greater than the first end thickness 6. About the second horizontal roll stand 3 is Metal strip 4 is again reduced in its thickness, starting from the second piercing thickness 25 to a second final thickness 26.
Die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung 9 erlaubt ein Stauchwalzen von Metallbändern 4 in einem besonders weiten Parameterfenster, so dass wechselnde Abmessungen der zu bearbeitenden Metallbänder 4 realisierbar sind. Neben Breitenabnahmen bei den zu bearbeitenden Metallbändern 4 im regulären Bereich, also unterhalb der maximal möglichen Breitenabnahme (dB) von 0,30 mal, vorzugsweise 0,50 mal der Metallbanddicke, erlaubt die erfindungsgemäße Stauchvorrichtung 9 - je nach Ausführungsvariante - zudem Breitenabnahmen (dB) über den maximal möglichen Wert von mindestens 0,30, vorzugsweise von mindestens 0,50, hinaus. Die bei diesen höheren Breitenabnahmen sich ausbildenden Ausbeulungen innerhalb des Metallbands 4 werden unter Einsatz des Niederhalterelements 17 wirkungsvoll ausgeglichen. Bei besonders hohen Breitenabnahmen, d.h. bei Breitenabnahmen (dB) von mindestens 0,8 der Metallbanddicke sind die sich ausbildenden Ausbeulungen durch den Einsatz des Niederhalterelements 17 zwar lokal reduzierbar, verlagern sich allerdings zu den beiden Rändern des Metallbands 4, so dass dieses im Querschnitt eine konvexe Form 27 (Figur 3) ausbildet. Um dies zu verhindern, sind die Stauchwalzen 1 1 , 12 als Kaliberwalzen 1 1.2, 12.2 ausgebildet. Über die konisch ausgebildeten Endabschnitte 14, 15 der Kaliberwalzen können die, an den Rändern des Metallbands 4 infolge von hohen Breitenabnahmen entstehenden, Verformungen sodann wirkungsvoll ausgeglichen werden. Figur 4 zeigt die drei unterschiedlichen Ausführungsvarianten der rotationssymmetrischen Stauchwalzen 1 1 , 12 in einer vereinten schematischen Darstellung. Wie anhand der gestrichelten Darstellung 1 1.1 , 12.1 erkennbar, können die beiden rotationssymmetrischen Stauchwalzen 1 1 , 12 im Wesentlichen aus einem zylindrischen Körper gebildet sein. In einer weiteren bevorzugten Ausführungsvariante sind die beiden rotationssymmetrischen Stauchwalzen 1 1 , 12 als Kaliberwalzen 1 1.2, 12.2 ausgeführt. Diese weisen im oberen und unteren Endabschnitt 14, 15 jeweils Kaliber auf, die sich konisch zum Hauptabschnitt 13 verjüngen. Der Hauptabschnitt 13 selbst ist zylindrisch ausgeführt. In einer alternativen dritten Ausführungsvariante kann der Hauptabschnitt 13 zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig, konisch ausgebildet sein, wie dies anhand der gestrichelten Darstellung 1 1.3, 12.3 erkennbar ist. Der konische Hauptabschnitt zeichnet sich dadurch aus, dass dessen Mantellinie in einem spitzen Winkel a zur Rotationsachse der Kaliberwalze 1 1.3, 12.3 geneigt ist. The upsetting device 9 according to the invention allows for upsetting rolling of metal strips 4 in a particularly wide parameter window, so that changing dimensions of the metal strips 4 to be processed can be realized. In addition to width reductions in the metal strips 4 to be processed in the regular range, i.e. below the maximum possible width reduction (dB) of 0.30 times, preferably 0.50 times the metal strip thickness, the upsetting device 9 according to the invention also allows width reductions (dB), depending on the variant. beyond the maximum possible value of at least 0.30, preferably of at least 0.50. The bulges that form within the metal strip 4 with these greater decreases in width are effectively compensated for using the hold-down element 17. In the case of particularly large decreases in width, ie decreases in width (dB) of at least 0.8 of the metal strip thickness, the bulges that are formed can be locally reduced by using the hold-down element 17, but are shifted to the two edges of the metal strip 4, so that this one in cross section convex shape 27 (Figure 3) forms. To prevent this, the edging rollers 1 1, 12 are designed as caliber rollers 1 1.2, 12.2. The deformations occurring at the edges of the metal strip 4 as a result of large reductions in width can then be effectively compensated for via the conical end sections 14, 15 of the caliber rollers. FIG. 4 shows the three different embodiment variants of the rotationally symmetrical edging rollers 1 1, 12 in a combined schematic representation. As can be seen from the dashed illustration 1 1.1, 12.1, the two rotationally symmetrical upsetting rollers 1 1, 12 can essentially be formed from a cylindrical body. In a further preferred embodiment, the two rotationally symmetrical edging rollers 1 1, 12 are designed as caliber rollers 1 1.2, 12.2. In the upper and lower end sections 14, 15, these each have calibers which taper conically towards the main section 13. The main section 13 itself is cylindrical. In an alternative, third embodiment variant, the main section 13 can be at least partially, preferably completely, conical, as can be seen from the dashed illustration 11.3, 12.3. The main conical section is characterized in that its surface line is inclined at an acute angle α to the axis of rotation of the caliber roller 11.3, 12.3.
Bezugszeichenliste List of reference symbols
1 Walzstraße 1 rolling mill
2 erstes Horizontalwalzgerüst 2 first horizontal rolling stand
3 zweites Horizontalgerüst 3 second horizontal stand
4 Metallband 4 metal band
5 erste Anstichdicke 5 first stitch thickness
6 erste Enddicke 6 first final thickness
7 Anstichbreite 7 stitch width
8 Endbreite 8 final width
9 Stauchvorrichtung 9 upsetting device
10 Transportrichtung 10 Direction of transport
1 1 Stauchwalze 1 1 edging roller
1 1.1 Stauchwalze mit zylindrischem Körper 1 1.2 Kaliberwalze mit zylindrischen Hauptabschnitt1 1.1 Upsetting roller with a cylindrical body 1 1.2 Caliber roller with a cylindrical main section
1 1.3 Kaliberwalze mit konischen Hauptabschnitt 12 Stauchwalze 1 1.3 caliber roller with conical main section 12 edging roller
12.1 Stauchwalze mit zylindrischem Körper 12.2 Kaliberwalze mit zylindrischen Hauptabschnitt 12.3 Kaliberwalze mit konischen Hauptabschnitt12.1 edging roller with cylindrical body 12.2 caliber roller with cylindrical main section 12.3 caliber roller with conical main section
13 Hauptabschnitt 13 main section
14 Endabschnitt 14 end section
15 Endabschnitt 15 end section
16 Stellglied 16 actuator
17 Niederhalterelement / Niederhalterrolle17 Hold-down element / hold-down roller
18 Tisch 18 table
19 Tischrolle 19 table castor
20 Stauchwalzgerüst 20 edging mill
21 Steuereinrichtung 21 Control device
22 Detektor 22 detector
23 Positionsdetektor 23 Position Detector
24 Berechnungseinrichtung zweite Anstichdicke zweite Enddicke konvexe Form 24 Calculation facility second piercing thickness second final thickness convex shape
Winkel angle

Claims

Patentansprüche Claims
1. Stauchvorrichtung (9) für ein Metallband (4) aufweisend 1. Compressing device (9) for a metal strip (4)
mindestens zwei quer zur Transportrichtung (10) des Metallbands (4) gegenüberliegend angeordnete rotationssymmetrische Stauchwalzen (1 1 , 12) zum kontinuierlichen Stauchwalzen des Metallbands (4); at least two rotationally symmetrical edging rollers (1 1, 12) arranged opposite one another transversely to the transport direction (10) of the metal strip (4) for the continuous edging of the metal strip (4);
zumindest ein zwischen den beiden Stauchwalzen (1 1 , 12) angeordnetes und über ein Stellglied (16) höhenverstellbares Niederhalterelement (17) mit dem das Metallband (4), bei einer Breitenabnahme mit einem Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke, niederhaltbar ist. at least one hold-down element (17), which is arranged between the two edging rollers (1 1, 12) and is height-adjustable via an actuator (16), with which the metal strip (4) can be held down when the width decreases by a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness .
2. Stauchvorrichtung (9) nach Anspruch 1 , wobei die beiden 2. upsetting device (9) according to claim 1, wherein the two
rotationssymmetrischen Stauchwalzen (11 , 12) als Kaliberwalzen ausgebildet sind und jede der Kaliberwalzen (11.1 , 12.2) einen zylinderförmig rotationally symmetrical edging rolls (11, 12) are designed as caliber rolls and each of the caliber rolls (11.1, 12.2) is cylindrical
ausgebildeten Hauptabschnitt (13) sowie zwei an jeder Seite des formed main section (13) and two on each side of the
zylinderförmigen Hauptabschnitts (13) angeordnete, konisch ausgebildete Endabschnitte (14, 15) umfasst. comprises cylindrical main section (13) arranged, conically shaped end sections (14, 15).
3. Stauchvorrichtung (9) nach Anspruch 1 , wobei die beiden 3. upsetting device (9) according to claim 1, wherein the two
rotationssymmetrischen Stauchwalzen (11 , 12) als Kaliberwalzen ausgebildet sind und jede der Kaliberwalzen (1 1.2, 12.2) einen zumindest teilweise, bevorzugt vollständig, konisch ausgebildeten Hauptabschnitt (13) sowie zwei an jeder Seite des zumindest teilweise konischen Hauptabschnitts (13) angeordnete, konisch ausgebildete Endabschnitte (14, 15) umfasst. rotationally symmetrical upsetting rolls (11, 12) are designed as caliber rolls and each of the caliber rolls (1 1.2, 12.2) has an at least partially, preferably completely, conical main section (13) and two conical sections arranged on each side of the at least partially conical main section (13) formed end portions (14, 15) comprises.
4. Stauchvorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die beiden Stauchwalzen (11 , 12) sowie das über das Stellglied (16) 4. upsetting device (9) according to any one of the preceding claims, wherein the two upsetting rollers (11, 12) and the via the actuator (16)
höhenverstellbare Niederhalterelement (17) in einem gemeinsamen height-adjustable hold-down element (17) in a common
Stauchwalzgerüst (20) angeordnet sind. Upsetting stand (20) are arranged.
5. Stauchvorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Niederhalterelement (17) eine Niederhalterolle zum Abrollen auf dem 5. upsetting device (9) according to any one of the preceding claims, wherein the hold-down element (17) has a hold-down roller for rolling on the
Metallband (4) und/oder eine Gleitfläche zum Gleiten auf dem Metallband (4) aufweist. Has metal band (4) and / or a sliding surface for sliding on the metal band (4).
6. Stauchvorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei eine Steuereinrichtung (21) vorgesehen ist, über die das Niederhalterelement (17) steuerbar ist. 6. upsetting device (9) according to any one of the preceding claims, wherein a control device (21) is provided, via which the hold-down element (17) can be controlled.
7. Walzstraße (1 ) umfassend zumindest ein Walzgerüst (2, 3) zum Walzen des Metallbands (4) sowie zumindest eine in Transportrichtung (10) des 7. Rolling train (1) comprising at least one roll stand (2, 3) for rolling the metal strip (4) and at least one in the transport direction (10) of the
Metallbands (4) aufwärts oder abwärts des Walzgerüsts (2, 3) angeordnete Stauchvorrichtung (9) nach einem der vorhergehenden Ansprüche. Metal strip (4) according to one of the preceding claims arranged upwards or downwards from the roll stand (2, 3).
8. Verfahren zum Stauchwalzen eines Metallbands (4) umfassend die Schritte a) Stauchwalzen des Metallbands (4) durch kontinuierliches Führen des Metallbands (4) zwischen mindestens zwei quer zur Transportrichtung (10) des Metallbands (4) gegenüberliegend angeordneten rotationssymmetrischen Stauchwalzen (1 1 , 12); und 8. A method for edging a metal strip (4) comprising the steps a) edging the metal strip (4) by continuously guiding the metal strip (4) between at least two rotationally symmetrical edging rolls (11) arranged opposite one another transversely to the transport direction (10) of the metal strip (4) , 12); and
b) Anstellen zumindest eines zwischen den beiden b) Placing at least one between the two
rotationssymmetrischen Stauchwalzen (1 1 , 12) angeordneten und über ein Stellglied (16) höhenverstellbaren Niederhalterelements (17) gegen das Metallband (4), sobald die Breitenabnahme beim Stauchwalzen einen Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke erreicht. rotationally symmetrical edging rollers (1 1, 12) arranged and height-adjustable hold-down element (17) against the metal strip (4) via an actuator (16) as soon as the decrease in width during edging reaches a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Anstellen des zumindest einen über das Stellglied (16) höhenverstellbaren Niederhalterelements (17) über ein von einer Steuereinrichtung (21 ) generiertes Stellsignal erfolgt. 9. The method according to claim 8, wherein the adjustment of the at least one hold-down element (17), which can be adjusted in height via the actuator (16), takes place via a control signal generated by a control device (21).
10. Verfahren nach Anspruch 8 oder 9, wobei das zumindest eine 10. The method of claim 8 or 9, wherein the at least one
Niederhalterelement (17) über das Stellglied kraft- oder positionsgeregelt angesteuert wird. Hold-down element (17) controlled by force or position via the actuator is controlled.
1 1. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 10, wobei die Ist- Kraft mit welcher das zumindest eine Niederhalterelement (17) gegen das Metallband (4) angestellt wird, und/oder die Ist-Position an welcher das zumindest eine Niederhalterelement (17) gegen das Metallband (4) angestellt wird, überwacht wird; und 1 1. The method according to any one of the preceding claims 8 to 10, wherein the actual force with which the at least one hold-down element (17) is placed against the metal strip (4), and / or the actual position at which the at least one hold-down element ( 17) is employed against the metal band (4) is monitored; and
dass das zumindest eine Niederhalterelement (17) über eine vorgegebene Strecke zurückgestellt wird, wenn die Ist-Kraft einen vorgegebenen that the at least one hold-down element (17) is reset over a predetermined distance when the actual force exceeds a predetermined one
Kraftschwellenwert und/oder die Ist-Position eine vorgegebene Soll-Position überschreitet. Force threshold and / or the actual position exceeds a predetermined target position.
12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche 8 bis 1 1 , wobei der Kopf- und/oder Endbereich des Metallbands (4) vor der Hindurchführung durch die mindestens zwei rotationssymmetrischen Stauchwalzen (1 1 , 12) über einen12. The method according to any one of the preceding claims 8 to 1 1, wherein the head and / or end region of the metal strip (4) before being passed through the at least two rotationally symmetrical upsetting rollers (1 1, 12) via a
Positionsdetektor (23) ermittelt wird, und auf Basis der ermittelten Position sowie der Metallbandgeschwindigkeit das Anstellen des zumindest einen Niederhalterelements (17) gegen das Metallband (4) erfolgt, sobald der Kopfbereich erkannt und die Breitenabnahme beim Stauchwalzen einen Faktor von mindestens 0,30 mal der Metallbanddicke erreicht. Position detector (23) is determined, and based on the determined position and the metal strip speed, the at least one hold-down element (17) is positioned against the metal strip (4) as soon as the head area is detected and the decrease in width during edging is a factor of at least 0.30 times the metal strip thickness is reached.
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