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Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Walzband mit
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hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte Die Erfindung betrifft ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil-
und Bandplanheitsgüte, bei welchem bzw. welcher das Walzband durch eine Warmbandtandemstraße
und ggfs. durch eine Kaltbandtandemstraße geführt und dabei während des Walzvorgangs
einer Zustandsregelung unterworfen wird, die wenigstens in einem Walzgerüst eine
Bandprofilregelung und in wenigstens einem weiteren Walzgerüst eine Bandplanheitsregelung
umfaßt.
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Bei der Herstellung von Walzband, welches nacheinander einem Warmwalzvorgang
und einem Kaltwalzvorgang unterworfen wird, findet sowohl in der den Warmwalzvorgang
durchführenden Warmbandtandemstraße als auch in der den Kaltwalzvorgang ausübenden
Kaltbandtandemstraße für jeden Walzstich eine Zustandsregelung statt. Eine solche
Zustandsregelung umfaßt dabei verschiedene Regelvorgänge, wie bspw. die Drehzahlregelung,
die Dickenregelung, die Bandzugregelung, die Bandprofilregelung und die Bandplanheitsregelung,
welche sich mehr oder weniger gegenseitig beeinflussen können und damit auch entsprechende
Rückwirkungen auf den Zustand des Walzbandes haben.
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Als besonders problematisch für den Zustand des Walzbandes im Verlauf
des Walzvorganges in einer Kaltbandtandemstraße
haben sich die gegenseitigen
Rückwirkungen aus der Bandprofilregelung und der Bandplanheitsregelung herausgestellt.
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Es hat sich erwiesen, daß ein einwandfrei planes Kaltband nur ausgewalzt
werden kann, wenn das beim Einlaufen in die Kaltbandtandemstraße vorhandene Bandprofil
möglichst unbeeinflußt bleibt. Umgekehrt hat sich gezeigt, daß bei einer Einflußnahme
auf ein ungleichmäßiges Bandprofil in der Kaltbandtandemstraße nur ein unplanes
Kaltband ausgewalzt werden kann. Schon der Versuch einer Bandprofilkorrektur um
nur 1 O/OO.der Banddicke kann dazu führen, daß am Walzband Wellen und/oder Beulen
auftreten, die bei einem Abstand von etwa im in Bandlängsrichtung eine Höhe bis
zu 22mm erreichen.
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Dieser beträchtliche Nachteil kann somit nur vermieden werden, wenn
die Kaltbandtandemstraße mit Bandmaterial versorgt wird, welches neben einem optimalen
Bandprofil- also nahezu gleichmäßige über die gesamte Breite - schon ein Mindestmaß
an Bandplanheit aufweist. Auch bei Warmband, das ohne nachfolgenden Kaltwalzprozeß
direkt verarbeitet wird, sind hohe Anforderungen an Bandprofil und Planheit zu stellen.
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Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäß
es Verfahren zum Herstellen von Walzband und eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens
anzugeben, -nach dem bzw.
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durch die ein Walzband hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte gefertigt
werden kann.
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Nach dem'Kennzeichen des Anspruchs 1 wird die verfahrenstechnische
Lösung dieser Aufgabe dadurch erreicht, daß die Zustandsregelung ausschließlich
in der Warmbandtandemstraße und bis zu einer minimalen Warmbanddicke von etwa 12mm
- kritische Dicke"- eine Bandprofilregelung umfaßt, während sie bei geringeren Warmbanddicken
- kleiner als 12mm - in der Warmbandtandemstraße und/oder ggfs. in der Kaltbandtandemstraße
lediglich noch mit Bandplanheitsregelung durchgeführt wird.
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Diese Verfahrensart beruht auf der Erkenntnis, daß eine Profilbeeinflussung
des Walzbandes unter gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern nur erreicht
werden kann, solange der Fließwiderstand des Materials quer zur Wa-lzrichtung noch
so gering ist, daß sich im Walzspalt neben der Bandlängung noch ein Mindestmaß an
Bandbreitung einstellt.
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Dabei wurde gefunden, daß bei der heute hinsichtlich des Arbeitswalzendurchmessers
üblichen Auslegung der Warmbandtandemstraßen die Grenze für eine Profilbeeinflussung
des Walzbandes unter gleichzeitiger Vermeidung von Planheitsfehlern an diesem bei
einer Walzbanddicke von etwa 12mm liegt. Dieser Grenzwert der Dicke - also die "kritische
Dicke" - kann für jede Warmbandtandemstraße in Abhängigkeit von Walzmaterial, Temperatur,
Walzendurchmesser und Abnahme- bzw. Stichverteilung experimentell ermittelt werden.
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Nach einem weiterbildenden Verfahrensmerkmal der Erfindung ist gemäß
Anspruch 2 vorgesehen, daß die letzte Bandprofilregelung und die erste Bandplanheitsregelung
in der Warmbandtandemstraße entsprechend einer bei der Auswalzung unterschiedlich
dicker Warmbänder eintretenden Verschiebung der kritischen Dicke" von etwa 12mm
zwischen zwei aufeinanderfolgenden Walzgerüsten verlagert werden.
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Die Verfahrensmaßnahme nach Anspruch 3 läuft schließlich darauf hinaus,
daß die "kritische Dicke" von etwa 12mm zwischen dem zweiten und dritten Walzgerüst
verschoben und dabei zugleich die Beeinflussungsgrenze von Bandprofilregelung und
Bandplanheitsregelung aus dem Bereich vor dem dritten Walzgerüst in den Berich hinter
dem dritten Walzgerüst verlagert wird.
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Da die Abnahme- bzw. Stichverteilung innerhalb der Warmbandtandemstraße
davon abhängig ist, ob dünneres oder dickeres Warmband als Ausgangsmaterial verwalzt
ewrden soll, kann die "kritische Dicke" bspw. bei dünnem Warmband hinter dem zweiten
Walzgerüst
und bei dickem Warmband hinter dem dritten Walzgerüst liegen. Um unabhängig von
dieser unterschiedlichen Abnahme- bzw. Stichverteilung eine einwandfreie Beeinflussung
sowohl des Bandprofils als auch der Bandplanheit in der Warmbandtandemstraße zu
gewährleisten, erweisen sich die verfahrenstechnischen Erfindungsmerkmale der Ansprüche
2 und 3 als besonders wichtig.
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Eine Vorrichtung zur Ausübung des Verfahrens ist nach Anspruch 4 erfindungsgemäß
dadurch gekennzeichnet, daß in der Warmbandtandemstraße einer Gruppe von Walzgerüsten
mit einer Walzspalthöhe gleich oder größer als die kritische Dicke" von etwa 12mm
Profilmeßgeräte und Profilregler zugeordnet sind, die mit Bandprofil-Stellgliedern
an den Walzgerüsten in Verbindung stehen, während das letzte Walzgerüst dieser Gruppe
und alle übrigen Walzgerüste der Warmbandtandemstraße Planheitsmeßgeräte und Planheitsregler
haben, die mit Bandplanheits-Stellgliedern verbunden sind. Dabei ist es wichtig,
daß das letzte Walzgerüst der Gruppe wahlweise entweder durch ein Profilmeßgerät
und einen Profilregler oder aber durch ein Planheitsmeßgerät und einen Planheitsregler
beeinflußbar ist.
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Gemäß Anspruch 5 besteht ein Weiterbildungsmerkmal der Erfindung darin,
daß die Profilmeßgeräte bzw. die Planheitsmeßgeräte dem zu regelnden Walzspalt nachgeordnet
sind.
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Schließlich wird nach Anspruch 6 ein Erfindungsmerkmal aber auch darin
gesehen, daß durch die Bandprofil-Stellglieder die Walzbiegung, die Walzenanstellung,
die Walzenschränkung, die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie
die axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen-(bspw. bei Sexto-Gerüsten) und Sttzwalzenverschiebung
in den ersten Walzgerüsten der Warmbandtandemstraße einzeln oder/und gleichzeitig
beeinflussbar sind.
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Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand
einer Zeichnung erläutert. Es zeigen Figur 1 in schematisch vereinfachter Darstellung
eine fünfgerüstige Warmbandtandemstraße, welche wahlweise für die Auswalzung von
Warmband eingesetzt werden kann, das entweder eine Enddicke von mehr als 3 mm oder
aber eine Enddicke von weniger als 3 mm aufweist, Figur 2 die Warmbandtandemstraße
nach Figur 1 im Betriebszustand für die Auswalzung dünner Warmbänder und Figur 3
die Warmbandtandemstraße nach Figur 1 in ihrer Betriebsstellung für die Auswalzung
dicker Warmbänder.
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Die Warmbandtandemstraße nach den Figuren 1 bis 3 umfaßt neben den
fünf Walzgerüsten 1 bis 5 noch einen an der Auslaufseite vorgesehenen Aufwickelhaspel
6 für das Warmband 7. Hinter jedem der Walzgerüste 1, 2 und 3 ist ein Profilmeßgerät
8, 9 und 10 vorgesehen, und das Walzgerüst 3 ist so ausgelegt, daß das aus seinem
Walzspalt auslaufende Walzband eine größte Dicke von etwa 12 mm haben kann.
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Hinter dem Walzgerüst 3 der aus den Walzgerüsten 1, 2 und 3 gebildeten
Walzgerüst-Gruppe 1 bis 3 der Warmbandtandemstraße befindet sich auch noch ein Planheitsmeßgrät
10'. Hinter jedem weiteren Walzgerüst 4 und 5 der Warmbandtandemstraße ist nur ein
Planheitsmeßgerät 11 und 12 vorgesehen.
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Jedes der Profilmeßgeräte 8, 9 und 10 arbeitet.mit einem Profilregler
13, 14 und 15 zusammen, während den Planheitsmeßgeräten
10', 11
und 12 je ein Planheitsregler 15', 16 und 17 zugeordnet is-t.
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An dem jeweils aus den Walzgerüsten 1, 2 und 3 austretenden Walzband
7 kann über die Profilmeßgeräte 8, 9 und 10 jeweils das Bandprofil abgetastet werden,
wobei die sich hierbei ergebenden Meßwerte als Ist-Werte den Profilreglern 13, 14
und-15 zugeführt umd mit den darin gespeicherten Soll-Werten verglichen werden können,
die dem optimalen Bandprofil im Bereich des jeweiligen Walzgerüstes 1, 2 und 3 entsprechen.
Die sich bei dem jeweiligen Vergleich ergebenden pifferenzwerte werden als Stellwerte
auf Bandprofil-Stellglieder der Gerüste 1, 2 und 3 gegeben. Durch die Bandprofil-Stellglieder
kann dabei auf die Walzenbiegung, die Walzenanstellung, die Walzenschränkung.
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die Walzenschwenkung, die Zonenkühlung der Walzenballen sowie die
axiale Arbeitswalzen-, Zwischenwalzen- (bspw. bei Sexto--Gerüsten) und Stützwalzenverschiebung
eingewirkt werden, und zwar vorteilhaft so, daß die zur Vcrfügung stehenden Regelmöglichkeiten
für das-Bandprofil wahlweise einzeln oder auch zu mehreren bzw. alle gleichzeitig
benutzt werden können. Als Mittel zur Beeinflussung des Bandprofils kommt auch ein
sogenanntes Flaschenwalzgerüst (DE-PS 30 38 865 ) in Betracht. Die Band -profil-Stellglieder
können auch die axiale Verschiebung der Flaschenwalzen bewirken. Wichtig ist es,
daß das aus dem Walzgerüst 3 auslaufende Walzband 7 ein optimales Bandprofil aufweist,
und zwar auch dann, wenn es die "kritische Dicke" von etwa 12 mm noch geringfügig
überschreitet. Außerdem muß das aus dem Walzgerüst 3 auslaufende Walzband 7, zumindest
dann, wenn es bei seinem Austritt aus dem Walzspalt die kritische Dicke" von 12
mm noch geringfügig überschreitet, schon ein Mindestmaß an Bandplanheit haben. Um
das zu erreichen, ist die - bereits angedeutete - Möglichkeit vorgesehen£ dem letzten
noch mit Bandprofil 10, 15 betreibbaren Walzgerüst 3 auch eine Bandplanheitsregelung
10', 15' zuzuordnen, die den Bandplanheitsregelungen 11, 16, 12, 17 der Walzgerüste
4 und 5 entspricht. Dabei ist die Anordnung so getroffen, daß das Walzgerüst 3 in
Abhängigkeit von der in der Wdrmbandtandemstraße nach dem jeweiligen Stichplan vorgesehenen
Abnahme- bzw. Stichverteilung
wahlweise entweder mit Bandprofilregelung
10, 15 gemäß Fig. 2 oder aber mit Bandplanheitsregelung 10', 15' nach Figb 3 betrieben
werden kann.
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Die Walzgerüste 4 und 5 der Warmbandtandemstraße werden ausschließlich
mit Planheitsregelung 11, 16 bzw. 12, 17 gefahren, so daß das aus der Warmbandtandemstraße
auslaufende und vom Aufwickelhaspel 6 aufgenommene Warmband 7 bei einer Fertigdicke,
die sowohl über 3 mm (Fig.2) als auch unter 3 mm (Fig.3) liegen kann, neben einem
optimalen Bandprofil auch schon eine beträchtliche Planheitsgüte hat.
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In Figur 1 der Zeichnung ist der Gesamtaufbau der fünfgerüstigen Warmbandtandemstraße
gezeigt, wobei erkennbar ist, daß das dritte Walzgerüst 3 sowohl eine Profilregelung
10, 15 aufweist, als auch mit einer Planheitsregelung 10', 15' ausgestattet ist.
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Das Walzgerüst 3 kann somit also wahlweise mit Profilregelung 10,
15 oder mit Planheitsregelung 10', 15' gefahren werden.
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Ein Vergleich der Figuren 2 und 3 macht deutlich, daß die Grenze von
der Profilbeeinflussung zur Planheitsbeeinflussung des Warmbandes entweder zwischen
dem dritten Walzgerüst 3 und dem vierten Walzgerüst 4 (Fig.2) oder zwischen dem
zweiten Walzgerüst 2 und dem dritten Walzgerüst Fig.3) liegen kann.
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deshalb ist gemäß Fig. 1 dem dritten Walzgerüst 3 einerseits der Profilregler
15 und andererseits der Planheitsregler 15' zugeordnet, wobei der Profilregler 15
auf das ProfilmeBgerät10 und der Planheitsregler 15' auf das Planheitsmeßgerät 10'
zwischen dem dritten Walzgerüst 3 und dem vierten Walzgerüst 4 ansprechen kann.
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Aus Figur 2 geht hervor, daß in der Warmbandtandemstraße ein Warmband
mit der Ausgangsdicke von 38 mm auf eine Enddicke von mehr als 8 mm heruntergewalzt
werden soll. Dabei hat das Warmband 7 hinter dem ersten Walzgerüst 1 noch eine Dicke
von 24,7 mm und hinter dem Walzgerüst 2 beträgt seine Dicke noch 16,5 mm. Hinter
dem Walzgerüst 3 hat das Warmband 7 mit 12,3 mm bereits die "kritische Dicke" von
etwa 12 mm erreicht, während hinter dem vierten Walzgerüst 4 eine Dicke von 9,8mm
und hinter dem fünften Walzgerüst 5 eine Dicke von 8,14 mm vorhanden ist.
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Beim Walzvorgang nach Figur 2 arbeiten nicht nur die beiden Walzgerüste
1 und 2 mit Profilregelung 8, 13 und 9, 14, sondern auch das Walzgerüst 3 wird dort
mit Profilregelung 10, 15 betrieben, so daß nur die Walzgerüste 4 und 5 mit Planheitsregelung
arbeiten.
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Selbstverständlich kann die Profilregelung 10, 15 für das Walzgerüst
3 gegebenenfalls im Durchgriff auf die Walzgerüste 1 und 2 arbeiten, wobei bei einer
solchen Durchgriffs-Regelung die eigene Profilregelung 8, 13 bzw. 9, 14 der Walzgerüste
1 und 2 entfallen könnte. Auch kann bspw. das Profilmeßgerät 10 für das Walzgerüst
3 hinter Gerüst 4 oder 5 angeordnet sein.
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Das gilt auch, wenn in den Gerüsten 4 und 5 eine Planheitskorrektur
vorgenommen wird.
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Aus Figur 3 ist ersichtlich, daß ein -dünneres- Warmband 7 mit einer
Ausgangsdicke von 30 mm auf eine -ebenfalls dünnere-Enddicke von 2,5 mm heruntergewalzt
werden soll. In diesem Fall hat das Warmband hinter dem ersten Walzgerüst 1 eine
Dicke von 15,3 mm,während es hinter dem zweiten Walzgerüst 2 die -"kritische Dicke"-
von etwa 12 mm bereits unterschreitet, nämlich eine Dicke von 8,3 mm hat. Aus dem
dritten Walzgerüst 3 läuft das Warmband 7 mit einer'Dicke vqn 5,0 mm heraus, während
es hinter dem vierten Walzgerüst 4 die Dicke von 3,4 mm und hinter dem fünften Walzgerüst
5 die Enddicke von 2,5 mm hat.
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Bei der Walzung gemäß Figur 3 arbeiten nur die beiden Walzgerüste
l ttfld 2 mit Profilregelung 8, 13 und 9, 14, wähnend das Walzgerüst 3 schon für
den Betrieb mit Planheitsregelung 10', 15' eingerichtet ist und auch die Walzgerüste
4 und 5 mit Planheitsregelung 11, 16 und 17 arbeiten.
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Bei der anschließenden Auswalzung des Warmbandes 7 in einer Kaltbandtandemstraße
kann diese im wesentlichen ohne Bandprofilregelung, jedoch mit Bandplanheitsregelung
gefahren werden, um ein fertiges Walzband 7 mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte
bei einer Dicke von bspw. 0,3 mm zu -erhalten.
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Es ist nicht unbedingt erforderlich, die Bandprofilregelung in allen
im Bereich oberhalb der "kritischen Dicke" walzenden Gerüste der Warmbandtandemstraße
vorzunehmen. Es genügt v.V., nur ein Gerüst mit der Profilregelung auszurüsten oder
die Profilregelung nur in einem Gerüst wirksam werden zu lassen.
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Wesentlich ist dabei nur, daß die Profilregelung oberhalb der kritischen
Dicke" erfolgt.
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Abschließend sei noch erwähnt, daß es nach dem erfindungsgemäßen Verfahren
zum Herstellen von Walzband mit hoher Bandprofil- und Bandplanheitsgüte möglich
ist, Arbeitswalzen mit Ballendurchmesser zu benutzen, wie sie heute für die Auslegung
von Warmbandtandemstraßen und auch Kaltbandtandemstraßen allgemein üblich sind.