DE19925536A1 - Verfahren und Walzanlage zum austenitischen Walzen von dünnen Bändern - Google Patents

Abstract

Bei der Herstellung von dünnen Bändern durch austenitisches Walzen in Warmbandstraßen entstehen bei sehr dünnen Banddicken hohe Auslaufgeschwindigkeiten (v¶W¶), die zu Schwierigkeiten bei den nachfolgenden Bearbeitungsschritten führen. Gemäß der Erfindung wird nun vorgeschlagen, das Band direkt nach seinem Austritt aus dem letzten Walzgerüst der Walzstraße (5) mit der hohen Auslaufgeschwindigkeit (v¶W¶) als Aufwickelband (11) auf einen Rotorhaspel (8) aufzuwickeln und dann als Abwickelband (12) mit einer niedrigeren Transportgeschwindigkeit (v¶T¶) wieder abzuwickeln.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum austenitischen Walzen von dünnen Bändern in Warmbandstraßen, vorzugsweise in CSP-Anlagen, bestehend aus einer mehrgerüstigen Walzstraße, einem Auslaufrollgang mit Einrichtungen zur Kühlung des Walzbandes und nachgeordneten Wickelmaschinen zum Aufwickeln des Bandes.

Warmwalzanlagen zur Erzeugung von Bändern werden heute im allgemeinen so ausgelegt und betrieben, dass die Umformung in den einzelnen Walzgerüsten austenitisch erfolgt. Es wird also sichergestellt, dass die Walztemperatur in den einzelnen Walzgerüsten oberhalb der GOS-Linie des Eisen-Kohlenstoffdiagramms Liegt. Erst nach dem letzten Walzstich erfolgt die Abkühlung auf die Haspeltemperatur mit Gefügeumwandlung in der Kühlstrecke.

Je nach Höhe des Kohlenstoffgehaltes der Bänder liegt bei den oben beschriebenen Verfahren die Endwalztemperatur bei ca. 890 bis 930°C. Die Einhaltung der Endwalztemperatur wird durch Veränderung der Endwalzgeschwindigkeit gesteuert, die einen Einfluss auf die natürliche Abkühlung und auf die Wärmezufuhr durch den Walzvorgang hat.

Dies ist auch problemlos anwendbar für Banddicken oberhalb einer Mindestbanddicke, die je nach Walzstraßentyp in der Größenordnung von 1,3 mm liegt. Wird diese Banddicke unterschritten, so erreicht die erforderliche Walzgeschwindigkeit Werte von über 12 m/s, die im freien Auslauf auf dem Auslaufrollgang hinter der Walzstraße nicht mehr beherrscht werden kann, da das Warmband auf dem Auslaufrollgang bei dieser hohen Geschwindigkeit nicht mehr einwandfrei geführt und auch anschließend nicht gehaspelt werden kann.

Außerdem gibt es das thermische Problem, dass der Walzprozess durch nicht konstante Bandtemperaturen gekennzeichnet ist (Abweichungen über die Bandbreite und Banddicke, stärkeres Abkühlen des Vorbandendes im Vergleich zum Vorbandkopf während des Walzens in der Fertigstraße).

Entwicklungstendenzen gehen in die Richtung, auch Banddicken unterhalb von 1,3 mm herzustellen. Dabei wird u. a. versucht, die Endwalztemperatur abzusenken, um auf diese Weise zu beherrschbaren Endwalzgeschwindigkeiten zu gelangen.

In der DE 195 38 341 A1 wird eine Produktionsanlage für die Herstellung von dünnen Bändern bis 1 mm Dicke beschrieben, bei der zunächst ein austenitisches Walzen auf 5 bis 15 mm erfolgt und später dann bei Temperaturen oberhalb 850°C ein ferritisches Walzen auf Banddicke von ca. 1 mm stattfindet. Hierzu ist zunächst das erste Gerüst der Walzstraße als Reversiergerüst ausgebildet, dem mindestens je ein Haspelofen vor- und nachgeordnet ist, wobei zwischen dem vorgesetzten Haspelofen und dem folgenden Reserviergerüst eine steuerbare Kühlvorrichtung vorgesehen ist.

In einer nicht vorveröffentlichten europäischen Patentanmeldung (EP 97 120 406.03 wird zur Vergleichmäßigung der Bandtemperaturen - so dass Warmband mit Dicken unter 1 mm gewalzt werden kann - vorgeschlagen, zwischen dem Reserviergerüst und der Warmbandfertigstraße einen Ausgleichsofen anzuordnen, der durch eine Anzahl von Aufnahmeplätzen für ausgleichend beheizbare Bänder eine Gesamtheizzeit für jedes Vorband mit Vorbanddicke sichert, die ein mehrfaches der Walzzeit in der Warmbandfertigstraße beträgt. Hierdurch wird ein Vorband mit homogener Temperatur erzeugt, womit bestmögliche Voraussetzungen für das Walzen von Bändern mit minimalen Endbanddicken geschaffen werden.

Um auf CSP-Anlagen dünne Bänder austenitisch walzen zu können, sind extrem hohe Auslaufgeschwindigkeiten (bis ca. 20 mIs) erforderlich. Ein gesicherter Transport des gewalzten Bandes auf dem Auslaufrollgang ist aber nur möglich bei maximal 12 m/s und zwar solange, bis die aus dem letzten Gerüst auslaufende Bandspitze vom Unterflurhaspel erfasst und angewickelt ist. Erst danach kann die Straße auf höhere Auslaufgeschwindigkeiten beschleunigt werden. Bei einer derartigen Walzstrategie führen unterschiedliche Walzbedingungen und der große Abstand zwischen dem Letzten Gerüst und dem Unterflurhaspel dazu, dass der gewalzte Bandanfang nicht die gewünschte mechanischen Werkstoffeigenschaften aufweist. Diese werden erst dann erreicht, wenn bereits ca. 130 m gewalzt sind, wodurch das Ausbringen der Straße reduziert wird.

Ausgehend von diesem bekannten Stand der Technik ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren anzugeben, mit dem die bei der Erzeugung dünner Bänder unterhalb von 1,2 mm sich ergebende höhere Endwalzgeschwindigkeit bzw. Auslaufgeschwindigkeit mit einfachen Mitteln so beherrschbar wird, dass die bei bekannten Verfahren und Anlagen sich ergebenden Nachteile, wie beispielsweise ein schlechtes Ausbringen oder ein hoher apparativer Aufwand, verbunden mit zusätzlichen Betriebskosten durch zusätzliches Heizen oder Kühlen, weitgehend vermieden werden.

Die gestellte Aufgabe wird bei einer Warmbandstraße, vorzugsweise bei einer CSP-Anlage durch die kennzeichnenden Merkmale des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindungen sind in den Unteransprüchen angegeben.

Für die Walzung von extrem dünnen Bändern wird gemäß der Erfindung eine Wickelmaschine, beispielsweise ein Rotorhaspel, hinter dem letzten Walzgerüst und noch vor dem Auslaufrollgang in die Walzlinie eingeschwenkt. Das erste Band wird nun mit seiner hohen Austrittsgeschwindigkeit auf dem ersten Dorn des Rotorhaspels zum ersten Coil gewickelt, dann werden die Dorne des Rotorhaspels um 180° geschwenkt. Während nun das erste Band mit der langsameren Transportgeschwindigkeit (maximal 12,5 m/s) wieder abgewickelt und über den Auslaufrollgang zum Unterflurhaspel transportiert wird, wird auf dem zweiten Dorn des Rotorhaspels das nächstfolgende Band mit seiner hohen Austrittsgeschwindigkeit zum zweiten Coil aufgewickelt. Danach werden die Dorne des Rotorhaspels erneut um 180° geschwenkt und das nächste Band kann nun aufgewickelt werden. Auf diese Weise kann das Auf- und Abwickeln kontinuierlich durchgeführt werden.

Dadurch, dass das Band unmittelbar nach seinem Austritt aus dem letzten Walzgerüst mit seiner hohen Endwalzgeschwindigkeit bzw. Austrittsgeschwindigkeit aufgewickelt, dann aber sofort wieder abgewickelt wird - und zwar nun mit der deutlich langsameren Transportgeschwindigkeit - ist die Walzstraße vom Auslaufrollgang entflochten, wodurch hohe Endwalz- bzw. Auslaufgeschwindigkeiten und niedrige Transportgeschwindigkeiten gleichzeitig möglich sind und keine Nachteile und Probleme durch eine zu hohe Auslaufgeschwindigkeit mehr verursacht werden, auch dann nicht, wenn die Austrittsgeschwindigkeit < 12,5 m/s ist und beispielsweise 20 m/s beträgt und die Transportgeschwindigkeit mit 12,5 m/s deutlich langsamer ist.

Einen Einfluss auf die Brammen- bzw. Coilfolge wird durch die Maßnahme des Auf- und Abwickelns nicht ausgeübt, da gemäß der Erfindung während des Abwickelns bereits das Aufwickeln des nächstfolgenden Bandes durchgeführt wird. Da das Aufwickeln aufgrund der höheren Geschwindigkeit schneller beendet ist als das gleichzeitige Abwickeln des vorherigen Bandes, wird erst dann der Rotorhaspel um 180° geschwenkt, wenn der Abwickelvorgang beendet ist. Es entsteht demnach im aufgewickelten Coil eine kleine Pause, die mit Vorteil zu einem Temperaturausgleich unterschiedlicher Bandbereiche führt. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, dass nach erfolgtem Auf- und Abwickeln die Bandenden miteinander vertauscht sind und nun das ursprüngliche Bandende zuerst auf den Auslaufrollgang zur Kühlung geführt wird.

Eine Walzanlage zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besitzt eine Wickelmaschine, beispielsweise einen Rotorhaspel, der unmittelbar hinter dem letzten Walzgerüst und noch vor dem Auslaufrollgang in die Walzlinie einschwenkbar angeordnet ist und der über zwei um 180° versetzte Aufwickeldorne verfügt und mit seinen Dornen um 180° schwenkbar ausgebildet ist.

Weitere Vorteile, Einzelheiten und Merkmale der Erfindung werden nachfolgend anhand von einem in schematischen Zeichnungsfiguren dargestellten Ausführungsbeispiel näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 einen Ausschnitt einer herkömmlichen Walzstraße mit einem Rotorhaspel entsprechend der Erfindung,

Fig. 2 ein Diagramm der unterschiedlichen Bandgeschwindig­ keiten,

Fig. 3 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt der Walzstraße gemäß Fig. 1,

Fig. 4 eine Draufsicht auf einen Ausschnitt einer Walzstraße mit einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 1 zeigt eine Stranggießanlage 1 (es handelt sich um eine Zwei-Stranganlage), der sich eine Schere 2, ein Ausgleichsofen 3, eine weitere Schere 4 sowie eine mehrgerüstige Walzstraße 5 anschließen. Hinter der Walzstraße 5 befindet sich der Auslaufrollgang 10 mit Einrichtungen 6 zur Kühlung und schließlich eine Umlenkrolle 9 mit nachfolgendem Unterflurhaspel 7 zum Aufwickeln des fertigen Bandes.

Erfindungsgemäß ist in diese konventionelle Warmbandstraße unmittelbar hinter dem letzten Walzgerüst der Walzstraße 5 ein Rotorhaspel 8 mit zwei Aufwickeldornen 8', 8" in die Walzlinie eingeschwenkt. Das Band aus dem Walzgerüst wird, die Walzlinie verlassend, über die erste Umlenkrolle 9' in diesen Rotorhaspel 8 auf den Dorn 8' als Aufwickelband 11 geführt. Von einem zweiten Dorn 8", der gegenüber dem ersten Dorn 8' um 180° versetzt ist, wird das Band als Abwickelband 12 über die zweite Umlenkrolle 9" wieder in die Walzlinie zum Auslaufrollgang 10 zurückgeführt. Die beiden Aufwickeldorne 8', 8" des Rotorhaspels 8 sind unabhängig voneinander antreibbar ausgebildet, so dass die gemäß der Erfindung unterschiedlichen Auf- und Abwickelgeschwindigkeiten ermöglicht werden.

In Fig. 2 sind schematisch, angepasst an Fig. 1, die in der Warmbandstraße herrschenden Bandgeschwindigkeiten aufgetragen. Mit der Geschwindigkeit v_Bramme bzw. v_B werden die Dünnbrammen gegossen und in den Ausgleichsofen 3 und in die Walzstraße 5 eingefahren. Es folgt die Austrittsgeschwindigkeit v_Walzen bzw. v_W, mit der das fertig gewalzte dünne Band 11 in dem Rotorhaspel 8 aufgewickelt wird. Aus diesem Rotorhaspel 8 wird dann das vorherige Band als Abwickelband 12 mit der Geschwindigkeit V_Transport bzw. v_T zum Unterflurhaspel 7 über den Auslaufrollgang 10 gefördert.

In Fig. 3 ist ein Teilausschnitt der Fig. 1 in einer schematischen Draufsicht dargestellt. Das aus dem Walzgerüst 5 mit der Aufwickelgeschwindigkeit v_W austretende Band - das Aufwickelband 11 - wird auf den Dorn 8' des Rotorhaspels 8 aufgewickelt. Gleichzeitig wird von dem in Transportrichtung hinter dem Dorn 8' angeordneten zweiten Dorn 8" des Rotorhaspels 8 das Abwickelband 12 mit der Transportgeschwindigkeit v_t abgewickelt.

Sobald das Abwickelband 12 den Dorn 8" vollständig verlassen hat - wegen der höheren Aufwickelgeschwindigkeit v_W ist das Aufwickelband 11 bereits vorher vollständig aufgewickelt - erfolgt eine Schwenkung der Dorne 8' und 8" um den Drehpunkt 15 um 180°, wodurch die beiden Dorne 8' und 8" ihre Positionen tauschen. Der nun leere Abwickeldorn 8" steht danach in der Position des vorherigen Aufwickeldorns 8' und der gefüllte Aufwickeldorn 8' in der Position des vorherigen Abwickeldorns 8".

Damit bei diesem Positionswechsel das Aufwickeln und das Abwickeln auf den Dornen 8' und 8" erfolgen kann, sind die beiden Dorne 8' und 8" gegeneinander um 180° versetzt angeordnet, so dass jeder Dorn 8', 8" nach einem Positionswechsels in gleicher Ausrichtung steht wie der vorherige Dorn.

Die Schwenkung der Dorne 8, 8" zum Positionswechsel kann in beliebiger Richtung entsprechend des Doppelpfeils 14 oder aber auch in nur einer Richtung, beispielsweise nur in Uhrzeigerrichtung, durchgeführt werden.

Damit bei der Walzung dickerer Bänder bei dann niedrigerer Austrittsgeschwindigkeit v_W auf die Maßnahmen der Erfindung verzichtet werden und das Band der Kühlung direkt zugeführt werden kann, ist der Haspel 8 entsprechend der Pfeilrichtung 13 seitlich in die Walzlinie ein- und ausschwenkbar angeordnet. Das Ein- und Ausschwenken ist - in den Zeichnungsfiguren nicht dargestellt - aber auch von unten in die Walzlinie durchführbar.

In Fig. 4 ist in einer Draufsicht eine weitere mögliche Ausführungsform der Erfindung dargestellt. In diesem Beispiel der Fig. 4 sind die beide Dorne 8', 8" in Transportrichtung nicht wie in Fig. 3 hintereinander, sondern nebeneinander angeordnet. Der Positionswechsel findet auch hier durch eine Drehung der beiden Dorne 8', 8" um 180° in Pfeilrichtung 14 statt, nun aber um den seitlich neben den Aufwickelband 11 und den Abwickelband 12 angeordneten Drehpunkt 16.

Nachfolgend werden in einer Tabelle, die sich ergebenden Taktzeiten bei der Herstellung eines dünnen Bandes an einem Beispiel gegenübergestellt.

Der Tabelle ist zu entnehmen, dass es durch die Maßnahme der Erfindung lediglich zu einer Zeitverschiebung entsprechend einer Brammenfolge kommt, mit der das gewalzte Band der Kühlung zugeführt wird.

Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und angeführten Beispiele beschränkt, sondern kann entsprechend der Ausbildung einer vorhandenen oder einer neu zu konzipierenden Warmbandstraße den gegebenen Verhältnissen angepasst werden, wenn dabei der Grundgedanke der Erfindung erhalten bleibt, das Dünnband unmittelbar nach dem Walzen mit seiner hohen Austrittsgeschwindigkeit aufzuwickeln und mit entsprechend niedriger Geschwindigkeit wieder abzuwickeln.

Claims (6)

1. Verfahren zum austenitischen Walzen von dünnen Bändern in Warmbandstraßen, vorzugsweise in CSP-Anlagen, bestehend aus einer mehrgerüstigen Walzstraße (5), einem Auslaufrollgang (10) mit Einrichtungen (6) zur Kühlung des Walzbandes und nachgeordneten Wickelmaschinen (7) zum Aufwickeln des Bandes, dadurch gekennzeichnet, dass das Sand unmittelbar nach Austritt aus dem letzten Walzgerüst der Walzstraße (5) mit seiner Austrittsgeschwindigkeit (v_W) als Aufwickelband (11) auf einer Wickelmaschine (8) aufgewickelt und unmittelbar danach mit langsamerer Transportgeschwindigkeit (v_T) als Abwickelband (12) wieder abgewickelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Austrittsgeschwindigkeit (v_W) ≧ 12,5 m/s und die Transportgeschwindigkeit (v_T) ≦ 12,5 m/s ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch einen kontinuierlich ablaufenden Verfahrensgang, wobei das Aufwickelband (11) mit seiner Austrittsgeschwindigkeit (v_W) auf einen Dorn 8' einer Wickelmaschine (8), beispielsweise einen Rotorhaspel, aufgewickelt und anschließend nach Schwenkung der Wickelmaschine (8) um 180° mit geänderter Transportgeschwindigkeit (v_T) als Abwickelband (12) wieder abgewickelt wird, wobei gleichzeitig auf einem zweiten Dorn 8' der Wickelmaschine (8) das nachfolgende Band als neues Aufwickelband (11) mit seiner Austrittsgeschwindigkeit (v_W) aufgewickelt wird.

4. Walzanlage zum austenitischen Walzen von dünnen Bändern in Warmbandstraßen, vorzugsweise in CSP-Anlagen, bestehend aus einer mehrgerüstigen Walzstraße (5), einem Auslaufrollgang (10) mit Einrichtungen (6) zur Kühlung des Walzbandes und nachgeordneten Wickelmaschinen (7) zum Aufwickeln des Bandes, zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem letzten Walzgerüst der mehrgerüstigen Walzstraße (5) und dem Auslaufrollgang (10) eine um 180° schwenkbare Wickelmaschine (8), vorzugsweise ein Rotorhaspel angeordnet ist.

5. Walzanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmaschine (8) mit zwei voneinander unabhängigen, um 180° gegeneinander versetzten Auf- 8' und Abwickeldornen 8" ausgebildet ist.

6. Walzanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wickelmaschine (8) in die Walzlinie einschwenkbar ausgebildet ist.