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Patent Searching and Data


Title:
CONTINUOUS CUTTING PROCESS AND DEVICE FOR HOT-ROLLING
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1999/024181
Kind Code:
A1
Abstract:
A process and device are disclosed for cutting a rolled strip (1) which leaves a hot-rolling mill train, in particular at a particularly high speed, and is cut with scissors (10) arranged after the hot-rolling mill train. A driver with two rollers (PR2) between which the rolled strip (1) is conveyed is arranged behind the scissors (10). The rollers (PR2) of the driver are moved apart after the metal strip is cut.

Inventors:
Dragosics, Walter (Amelienweg 10 a Wien, A-1220, AT)
Wohld, Dietrich (Hintere Dorfstrasse 3 Rauschenberg, D-91462, DE)
Application Number:
PCT/DE1998/003132
Publication Date:
May 20, 1999
Filing Date:
October 26, 1998
Export Citation:
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Assignee:
SIEMENS AKTIENGESELLSCHAFT (Wittelsbacherplatz 2 München, D-80333, DE)
Dragosics, Walter (Amelienweg 10 a Wien, A-1220, AT)
Wohld, Dietrich (Hintere Dorfstrasse 3 Rauschenberg, D-91462, DE)
International Classes:
B21B15/00; B21B37/48; B23D25/00; B23D36/00; B21B37/54; B21B39/00; B21B15/00; B21B37/48; B23D25/00; B23D36/00; B21B39/00; (IPC1-7): B21B15/00; B21B37/48; B23D36/00
Attorney, Agent or Firm:
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, D-80506, DE)
SIEMENS AG (Postfach 22 16 34 München, D-80506, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zum Schneiden eines Metallbandes (1), das, ins besondere mit besonders hoher Geschwindigkeit, aus einer Warmwalzstraße ausläuft und mit einer hinter der Warmwalz straße angeordneten Schere (10) geschnitten wird, wobei hin ter der Schere (10) zumindest ein Treiber mit zumindest zwei Treiberrollen (PR2) angeordnet ist, zwischen denen das Me tallband (1) durchläuft, und die eine Haltekraft auf das Me tallband (1) ausüben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Treiberrollen (PR2) nach dem Schneiden des Metallban des (1) derart geöffnet werden, daß die Haltekraft im wesent lichen Null ist.
2. Verfahren nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor dem Öffnen der Treiberrollen (PR2) der Bandzug im Me tallband (1) zwischen den Treiberrollen (PR2) und dem Haspel (DC) abgebaut wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß vor dem Schneiden des Metallbandes (1) der Bandzug im Me tallband (1) zwischen den Treiberrollen (PR2) und vor der Schere (10) angeordneten Treiberrollen (PR1) auf einen not wendigen Minimalzug reduziert wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1,2 oder 3, wobei das Metall band (1) durch das Schneiden des Metallbandes (1) in ein hin teres Metallband (13) und ein vorderes Metallband (14) ge teilt wird, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das durch das Schneiden des Metallbandes (1) entstandene hintere Metallband (13) nach dem Öffnen der Treiberrollen (PR2) vom Haspel (DC) gefaßt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß nach Fassen des hinteren Metallbandes (13) durch den Has pel (DC) die Treiberrollen (PR2) geschlossen werden.
6. Verfahren nach Anspruch 1,2,3,4 oder 5, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß das Metallband (1) mit mehr als 12 m/s aus der Walzstraße ausläuft.
7. Einrichtung zum Schneiden eines Metallbandes (1) zur Durchführung eines Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche, mit einer Schere (10) zum Schneiden des aus einer Warmwalzstraße auslaufenden Metallbandes (1) und mit zumin dest zwei hinter der Schere (10) angeordneten Treiberrollen (PR2), zwischen denen das Metallband (1) durchläuft und die eine Haltekraft auf das Metallband (1) ausüben, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Einrichtung zum Schneiden des Metallbandes (1) eine Recheneinrichtung (11) aufweist, die die Treiberrollen (PR2) nach dem Schneiden des Metallbandes (1) derart öffnet, daß die Haltekraft im wesentlichen Null ist.
8. Einrichtung nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß sie zumindest zwei Treiberrollen (PR1) vor der Schere (10) aufweist.
9. Einrichtung nach Anspruch 7 oder 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schere (10) und die Treiberrollen (PR1, PR2) daten technisch mit der Recheneinrichtung (11) verbunden sind.
10. Einrichtung nach einem der Ansprüche7,8,9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der Haspel (DC) datentechnisch mit der Recheneinrichtung (11) verbunden ist.
Description:
Beschreibung Verfahren und Einrichtung zum kontinuierlichen Schneiden beim Warmwalzen Die Erfindung betrifft ein Verfahren bzw. eine Einrichtung zum Schneiden eines Metallbandes, das, insbesondere mit be- sonders hoher Geschwindigkeit, aus einer Warmwalzstraße aus- läuft und mit einer hinter der Warmwalzstraße angeordneten Schere geschnitten wird, wobei hinter der Schere ein Treiber mit zwei Treiberrollen angeordnet ist, zwischen denen das Me- tallband durchläuft.

Beim Warmwalzen gibt es in bezug auf das Schneiden von Me- tallbändern besondere Anforderungen, da das Warmwalzen mit hohen Bandgeschwindigkeiten erfolgt. Somit muß auch das Schneiden eines warmgewalzten Bandes bei einer hohen Bandge- schwindigkeit erfolgen. Aufgrund des Schneidens bei hohen Ge- schwindigkeiten steht eine extrem kurze Zeit zur Verfügung, um von den Bedingungen beim Ausfädeln von dem vorderen Band zu den für das Einfädeln des hinteren Bandes notwendigen Be- dingungen umzustellen. Speziell die Geschwindigkeit der Trei- berwalzen hinter der Schere muß sich sehr schnell ändern.

Deshalb werden extreme Anforderungen an die Trägheitsarmut der Treiber gestellt. Diese Anforderungen sind jedoch nur be- grenzt erfüllbar, so daß dem Schneiden warmgewalzter Bänder in bezug auf die Bandgeschwindigkeit enge Grenzen gesetzt sind. Ein besonderes Problem beim Schneiden schneller Metall- bander, insbesondere bei Metallbändern, die oberhalb einer Geschwindigkeit von 12 m/sec aus einem Walzgerüst auslaufen, besteht in den Rückwirkungen auf den Walzprozeß vor der Sche- re.

Entsprechend ist es Aufgabe der Erfindung, oben bezeichnete Nachteile zu vermeiden. Dabei ist es besonders wünschenswert, Rückwirkungen auf eine vorgeordnete Walzstraße durch das

Schneiden des Metallbandes zu vermeiden bzw. signifikant zu verringern.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gemäß Anspruch 1 bzw. eine Einrichtung gemäß Anspruch 7 gelöst. Be- sonders wesentliches Merkmal ist dabei das Auffahren bzw.

Öffnen der Treiberwalzen hinter der Schere nach dem Schnitt.

Auf diese Weise ist es möglich, Rückwirkungen durch das Schneiden auf einen vorgeordneten Walzprozeß weitestgehend zu vermeiden. Auf diese Weise wiederum ist es möglich, Quali- tätseinbußen des gewalzten Metallbandes bedingt durch den Schneidvorgang zu verringern. Der besondere Nutzen besteht darin, daß ein Schneiden auch bei hohen Geschwindigkeiten möglich ist, ohne maschinenbaulich nicht oder nur sehr schwer erreichbare Parameter an den Treibern einstellen zu müssen.

Die Erfindung wird besonders vorteilhaft zum Schneiden von Metallbändern eingesetzt, die schneller als mit 12 m/s aus einer Walzstraße auslaufen.

In vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Öffnen der Treiberrollen der Bandzug im Metallband zwischen den Treiberrollen und dem Haspel abgebaut. Auf diese Weise wird ein besonders ruhiger Bandlauf erreicht.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird vor dem Schneiden des Metallbandes der Bandzug im Metallband zwischen den Treiberrollen und vor der Schere angeordneten Treiberrollen auf einen notwendigen Minimalzug reduziert.

Dies verringert weiter die Rückwirkungen des Schneidens auf den Walzprozeß und führt zu einem besonders präzisen Schnitt.

Unter notwendigem Minimalzug ist dabei der Zug im Metallband zu verstehen, der notwendig ist, damit das Metallband ge- strafft ist.

In weiterhin vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung wird das durch das Schneiden des Metallbandes entstandene hintere Metallband nach dem Öffnen der Treiberrollen vom Haspel ge-

faßt. Nach Fassen des hinteren Metallbandes durch den Haspel werden die Treiberrollen in vorteilhafter Ausgestaltung ge- schlossen.

In besonders vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung sind vor und hinter der Schere Treiberrollen vorgesehen. Auf diese Weise wird in Verbindung mit der Erfindung eine besonders gu- te Entkopplung zwischen Schneiden und Walzen erreicht.

Weitere Vorteile und Einzelheiten sind der nachfolgenden Be- schreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung zu ent- nehmen. Im einzelnen zeigen : FIG 1 eine beispielhafte Ausgestaltung einer Schnittvor- richtung, FIG 2 eine beispielhafte Ausgestaltung eines Drehzahlreg- lers, FIG 3 einen Momentenverlauf, FIG 4 einen Zugspannungsverlauf.

In der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung werden folgende Abkürzungen verwandt : DC Aufhaspel PR1 Treibrollen vor der Schere PR2 Treibrollen hinter der Schere WR Arbeitswalzen (letztes Gerüst) bstrip Bandbreite Fi Bandzug vor der Anlagenkomponente i hstrip Banddicke Ji Trägheitsmoment der Rollen einschließlich Getriebe, Motor, usw.

Li Länge zwischen benachbarten Anlagenkomponenten vor der Komponente i MFF, i Vorgegebenes Moment Mi Motormoment MN, Nennmoment des Motors

Mpeit, ! Relatives Motormoment in % bezogen auf das.. Nenn- moment Ri Rollenradius VAdd, i Zusatzsollwert der Drehzahl bzw. der Rollenumfangs- geschwindigkeit vi Drehzahl bzw. Rollenumfangsgeschwindigkeit vi* Sollwert der Drehzahl-bzw. der Rollenumfangsge- schwindigkeit Vstrip Nennwert der Bandgeschwindigkeit oi Spezifischer Bandzug vor der Anlagenkomponente i <7MFF, i Vorgegebenes Moment umgerechnet in spezifischen Bandzug aMi Motormoment umgerechnet in spezifischen Bandzug <BR> <BR> <BR> stop, i Spezifischer Bandzug im Arbeitspunkt vor der Anla- genkomponente i t Zeit Index i bezeichnet die Anlagenkomponenten Aufhaspel (DC), Treiberrollen (PR1) vor der Schere, Treiberrollen (PR2) oder Arbeitswalzen (WR) des letzten Gerüstes einer Walzstraße vor der Schnitteinstellung.

FIG 1 zeigt eine Schneidvorrichtung. Diese weist eine Schere 10, ein Gerüst mit Treibrollen PR1 vor der Schere 10, ein Ge- rüst mit Treibrollen PR2 hinter der Schere 10, einen Haspel DC sowie eine Recheneinrichtung 11 auf. Die Recheneinrichtung 11 ist über eine Datenleitung 12, die in beispielhafter Aus- gestaltung des Bussystems ausgeführt ist, datentechnisch mit den Antrieben der Treibrollen PR1 und PR2, des Haspels DC so- wie der Schere 10 verbunden.

In FIG 1 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein Metallband und der mit Bezugszeichen 2 bezeichnete Pfeil die Laufrichtung des Metallbandes l. In Laufrichtung des Metallbandes 1 gesehen ist vor der Schneideinrichtung eine Walzstraße zum Walzen des Metallbandes 1 angeordnet. Mit WP sind dabei die Arbeitswal- zen des letzten Gerüstes dieser Walzstraße bezeichnet.

Nach dem Schnitt des Metallbandes 1 durch die Schere. 10 ist das Metallband 1 in einen vorderen Teil 13 und einen hinteren Teil 14 geteilt. Der Haspel DC ist derart ausgestaltet, daß er das vordere Metallband 13 und das hintere Metallband 14 in verschiedenen Coils wickelt.

Den einzelnen Anlagenkomponenten wird jeweils ein Motormoment Mi mit i (i = WR, PR1, PR2, DC), d. h. den Arbeitswalzen WR, den Treiberrollen PR1 und PR2 sowie den Haspel DC, zugeführt.

Die Anlage reagiert darauf mit den Drehzahlen bzw. Rollenum- fangsgeschwindigkeiten vi mit i (i = WR, PR1, PR2, DC) und den Bandzügen Fi bzw. den spezifischen Bandzügen si mit i (i = WR, PR1, PR2, DC).

Für jede Anlagenkomponente Treibrollen PR1, PR2 und Haspel DC ist in beispielhafter Ausgestaltung ein Drehzahlregler gemäß FIG 2, der einen PI-Regler 3 aufweist, vorgesehen. Am Eingang dieses PI-Reglers 3 liegen die Sollgeschwindigkeit vi* und die Istgeschwindigkeit vi an. Auf die Begrenzung des PI- Reglers 3 wirkt ein vorgegebenes Moment MFFi. Zur Nachbildung unterlagerter Stromregelungen ist dem PI-Regler 3 ein PT2- Glied 4 nachgeschaltet, an dessen Ausgang sich das Motormo- ment Mi ergibt.

Die Drehzahlregler können in 2 Modi betrieben werden : Modus 0 (Schalter 5 nach links) Der PI-Regler 3 arbeitet bei dieser Stellung des Schalters 5 als normaler Drehzahlregler und hält die Drehzahl auf ihrem Sollwert.

Modus 1 (Schalter 5 nach rechts) Am Eingang des PI-Reglers 3 wird ein Zusatzsollwert VAdd, der Drehzahl bzw. der Geschwindigkeit addiert. Der Ausgang des PI-Reglers 3, wird durch einseitige Begrenzung 31 begrenzt.

Dadurch kann sich bei einem eventuellen Riß des Metallban- des 1 die Geschwindigkeit nur so weit erhöhen, bis sie um

VAdd, i vom Sollwert abweicht. In dieser Betriebsart wird das vorgegebene Moment MFF, i unmittelbar als Motormoment Mi wirk- sam. Auf diese Weise wird ein sicherer Betriebsablauf er- reicht.

Die Drehzahlregler werden gesteuert, indem ihnen der Modus und das zu addierende Moment MFF, vorgegeben werden. Die Ubertragung dieser Vorgaben zu den Drehzahlreglern erfolgt über Totzeiten, die die realen Ubertragungstotzeiten nachbil- den.

Um das Motormoment Mi besser beurteilen zu können, wird mit dem Nennmoment MN, das relative Motormoment in Prozent berechnet: Mi/MN,i#MRel%,i= 100, i = WR, PR1, PR2, DC Der zeitliche Ablauf des Schneidens des Metallbandes wird in beispielhafter Ausgestaltung in folgende Phasen unterteilt : Phase 1 : Ausgangszustand, Phase 2 : Bandzug zwischen PR1 und PR2 auf einen Minimalzug reduzieren, Phase 3 : Schneiden und den vorher vorhandenen Minimalzug ausgleichen, Phase 4 : Bandzug zwischen PR2 und DC abbauen, Phase 5 : PR2 öffnen und vorderes Metallband 14 zu Ende wik- keln, Phase 6 : Haspel faßt das neue Band und baut Zug auf, Phase 7 : PR2 schließen und Haspelzug weiter aufbauen, Phase 8 : Endzustand = Ausgangszustand mit neuem Band.

Wie die Drehzahlregler in den einzelnen Phasen gesteuert wer- den, ist FIG 3 sowie folgender Tabelle zu entnehmen : Phase Modus Vorgegebene Momente [Nlmm2] WR PR1 PR2 DC CFMFF, PR1 CTMFF, PR2 AMFF, DC 1 0 1 1 1 0-4, 8 12 1110#6-4,8#10,81220 1106#7,2-10,812#10,830 1107,240 -10,8 10,8#00 5 0 1 0 0 7, 2 0 0 1017,2#000#7,260 11100#-4,87,2#1270 8 0 1 1 1 0-4, 8 12

Um die Wirkung der vorgegebenen Momente MFF, auf die spezifi- schen Bandzüge ai unmittelbar ablesen zu können, sind die Werte oMpr, i in N/mm2 angegeben, aus denen die vorgegebenen Momente mit der Gleichung MFF,i = #MFF,i # bStrip # hStrip #R1, i = WR, PR1, PR2, DC berechnet werden. Entsprechend gilt für die Motormomente Mi = #Mi # bStrip # hStrip # R1, i = WR, PR1, PR2, DC.

Die Phasen 3 und 4 schließen ohne Pause direkt aneinander an, so daß der Haspelzug von 12 auf 0 N/mm2 ohne Unterbrechung abgebaut wird. Ebenso schließen die Phasen 6 und 7 direkt an- einander an, so daß der Haspelzug von 0 auf 12 N/mm2 mit ei- ner durchgehenden Rampe aufgebaut wird. <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <BR> <P>FIG 4 zeigt den Verlauf der Bandzüge UPR1 und CTPR2 zwischen den Arbeitswalzen und den Treiberrollen vor der Schere bzw. zwi- schen der Schere und den Treiberrollen hinter der Schere über die Zeit t. Dabei sind folgende Zahlenwerte zugrunde gelegt :

LPR1mm23955 LPR2 = 2480 mm LDC = 4715 mm (vorderes Metallband 14) 2272 mm (hinteres Metallband 13) 290mmRWR= RPR1 mm250 250mmRPR2= 1000mm(vorderesMetallband14)RDC= 375 mm (hinteres Metallband 13) JWR kgm221380 234kgm2JPR1= 234kgm2JPR2= JDC = 14351 kgm2 (vorderes Metallband 14) 2495 kgm2 (hinteres Metallband 13) 1000mmbStrip= hstrip 3 mm 16m/sVStrip= stop, Pro = 7,2 N/mm2 6op, PR2= 7,2 N/mm2 stop, DC = 12 N/mm2 382000NmMN,WR= MN PR1 = 20400 Nm MN, PR2 = 20400 Nm MN, DC 50000 Nm Das Schneiden des Metallbandes 1 beginnt bei etwa 380 m/sec.

Der Verlauf der Zugspannung #PR1 im Metallband 1 zwischen den Arbeitswalzen WR und den Treiberrollen PR1 vor der Schere 10 zeigt deutlich die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens auf die Zugspannung hinter den Arbeitswalzen WR. Diese bleibt, wie FIG 4 zeigt, hinter den Arbeitswalzen WR während des Schnittvorgangs nahezu konstant. Somit sind Schnittprozeß und Walzen entkoppelt, das heißt, das Schneiden des Metall- bandes beeinflußt das Walzen des Metallbandes nicht.