Induktionsschweißeinrichtung und Arbeitsverfahren zum Verbinden mehrerer Vorbänder in einer Anlage zur Endlosherstellung von warmgewalztem Stahlband Die Erfindung betrifft eine Induktionsschweißeinrichtung und ein Arbeitsverfahren zur Verbindung zweier Vorbänder in einer Anlage zur Endlosherstellung von warmgewalztem Stahlband aus stranggegossenen Brammen, das nach dem Auswalzen zu dem Vorband in einer ersten Verformungsstufe zu einem Coil aufgewickelt wird und abgewickelt mit Anstichgeschwindigkeit der zweiten Verformungsstufe zugeführt wird, wobei das hintere Ende des in der zweiten Verformungsstufe gewalzten Vorbandes vor dem Einlauf in die vor der zweiten Verformungsstufe angeordnete lnduktionsschweifleinrichtung geschopft und mit dem vorderen geschopften Ende des nachfolgenden Vorbandes durch Induktionsschweißung zu einem quasi endlosen Vorband verbunden wird, das erst hinter der zweiten Verformungsstufe entsprechend den geforderten Bundgewichten unterteilt und als Fertigband aufgewickelt wird In letzter Zeit werden vermehrt herkömmliche Warmbreitbandstraßen durch sogenannte Dünnbrammenanlagen ersetzt, in denen ein stranggegossenes Vorband mit weniger aIs100 mm Dicke mehr oder weniger kontinuierlich in mehreren Walzstufen zu einem verkaufsfähigen oder weiterverarbeitbaren Band ausgewalzt werden. Der Trend geht dabei dahin, in derartigen Warmwalzaniagen verkaufsfähige Fertigbänder herzustellen, wobei Dickenabmessungen unter 1 mm, vorzugsweise 0,7 bis 0,8 mm am Ende des Warmwalzwerkes angestrebt werden.

Ein Problem derartiger Gieß-Walzanlagen besteht darin, daß infolge der geforderten Dickenreduktionen beim Auswalzen der Dünnbramme bzw. des Vorbandes zum Fertigband und wegen der zu vermeidenden Temperaturverluste hohe Walzgeschwindigkeiten in der Fertigstraße erreicht werden, die bei Walzgutenddicken

von 0,7 mm bis 20 m/s betragen können. Bei diesen hohen Geschwindigkeiten bereitet das Einführen der dünnen Fertigbänder in die letzten Gerüste der Fertigstraße und über den Auslaufrollgang mit Bandkühlung in den Haspel Schwierigkeiten. Es gibt zwar Lösungsvorschläge, doch alle bisher bekannten Lösungen bedeuten eine Qualitätseinschränkung bzw. Ausbringungsverluste, entweder durch Verzögerung der Walzgeschwindigkeiten beim Einfädeln des Bandes oder durch Vergrößerung der Querschnitte am Bandanfang, die später als Schrott abgetrennt werden müssen.

Davon ausgehend muß es Ziel einer wirtschaftlich arbeitenden Anlage zum Walzen von dünnem warmgewalztem Fertigband sein, die Zahl der Einfädelvorgänge vor dem Anstich eines Walzvorganges möglichst gering zu halten. Das iäßt sich am einfachsten durch eine endlose Walzung von Warmband vorzusehen, bei der nur ein einziges Mal am Anfang der Walzsequenz das Vorband in der Fertigstraße angestochen und zum Haspel überführt werden muß.

In der europäischen Patentschrift 0 582 980 ist ein solches endloses Walzverfahren beschrieben, wozu zwischen einem Vorwalzwerk und einem Fertigwalzwerk die vorderen und hinteren Enden zweier aufeinanderfolgender Zwischenbandtängen (Zwischenbandcoils) durch induktive Schweißung zu einem endlosen Strang miteinander verbunden werden. Wie Veröffentlichungen der Patentanmelderin in Zeitschriften zu entnehmen ist, wird zu diesem Zweck eine zwischen einem Abwickelhaspel und einer Fertigstraße eine Schweißvorrichtung eingesetzt, die während des Schweißvorganges entlang der Bandlaufrichtung und mit dem Band verfahrbar ist. Nach Angaben der Patentanmelderin erfoigt das Verschweißen von 20 bis 40 mm dickem Band innerhalb von 20 Sekunden.

Bei einer solchen Induktionsschweißeinrichtung wird als nachteilig empfunden, daß die gesamte Schweißeinrichtung auf die Geschwindigkeit des einlaufenden Bandendes beschleunigt und nach durchgeführter Schweißung wieder abgebremst werden muß.

Das bedeutet bei Einlaufgeschwindigkeiten in ein Fertiggerüst von beispielsweise 1 m/s und einer Schweißzeit von 20 Sekunden eine Verfahrstrecke für die Schweißeinrichtung, einschließlich Beschleunigungs-und Verzögerungsstrecke, von deutlich mehr als 20 Metern. Auf dieser Strecke muß eine genaue Positionierung der Bandenden in der Schweißeinrichtung und ein positionsgenaues Verschweißen der

Bandenden sichergestellt werden, was bei einem zusammen mit allen Aggregaten verfahrbaren Wagen äußerst problematisch ist.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von der vorbekannten Induktionsschweißeinrichtung in einer Endloswalzanlage für Warmband, eine vereinfachte Induktionsschweißeinrichtung zu schaffen, in der in einer ersten Verformungsstufe vorgewalzte Vorbänder in minimaler Schweißzeit mit ihren Enden positionsgenau aneinandergefügt einer nachfolgenden, als Fertigstraße ausgebildeten zweiten Verformungsstufe zugeführt werden können, ohne das der Endloswalzbetrieb ununterbrochen wird.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Induktionsschweißeinrichtung mit beidseitig der Bandlaufebene vorgesehenen Induktoren stationär angeordnet ist und mit Einrichtungen zum Positionieren und kurzzeitigen Klemmen der zu verschweißenden Vorbandenden zusammenwirkt, daß der Induktionsschweißeinrichtung jeweils ein Schlingenspeicher zum Zwischenspeichern des ein-und auslaufenden Vorbandes vor-und nachgeordnet ist, und daß jedem Schlingenspeicher ein Treiber zum geschwindigkeitsgesteuerten Zuführen des Vorbandes vorgeordnet ist.

Im Unterschied zum Stand der Technik sieht die Erfindung eine stationär in der Anlage positionierte Induktionsschweißeinrichtung vor. Der aufwendige, in und gegen die Walzrichtung verfahrbare Schweißwagen mit der entsprechenden Logistik zur vorübergehenden Ankoppelung des Wagens an die Bandlaufgeschwindigkeit entfällt ; dadurch iäßt sich die Gesamtanlage deutlich verkürzen und das problematische Abkühlen des dünnen Vorbandes entlang der Verfahrstrecke des bekannten Schweißwagens entfällt. Es hat sich gezeigt, daß erfindungsgemäße Induktionsschweißeinrichtungen mit entsprechend ausgebildeten Induktoren in stationärer Anordnung höhere Leistungen aufbringen können, daß eine Verschweißung der Vorbandenden in wenigen Sekunden möglich ist. In der Zeit, in der die Vorbandenden in der Induktonsschweißeinrichtung positioniert gehalten und verschweißt werden, werden die zum ununterbrochenen Walzbetrieb anfallenden bzw. benötigten Bandmaterialmengen in Schlingenspeichern vor und hinter der Induktionsschweißeinrichtung gespeichert. Auf diese Weise kann die zweite Verformungsstufe des Walzwerkes betrieben werden, ohne das die Walzstraße

verzögert oder angehalten werden muß. Über die Schlingenspeicher und den Schlingenspeichern vorgeordnete Treiber werden die notwendigen gleichmäßigen Bandlaufgeschwindigkeiten auf das Vorband übertragen, um in dem einen Schlingenspeicher eine Vorbandschlinge zu bilden oder diese aus dem anderen Schlingenspeicher geregelt aufzubrauchen.

In einer Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß zum kurzzeitigen Klemmen der Vorbandenden in der Induktionsschweißeinrichtung in Bandlaufrichtung beidseitig der Induktoren kraftmittelbetätigte Klemmplatten vorgesehen sind, die sich am Rahmen der Induktionsschweißeinrichtung abstützend, gegen die Oberfläche des auf einem Roilgang aufliegenden Vorbandes preßbar sind. Mit den Klemmplatten werden die Vorbandenden während des Induktionsschweißvorganges so gehalten werden, daß eine exakte Verschweißung in festgelegter Position möglich ist. Die Rollgangsrollen wirken dabei als Widerlager für die Klemmplatten, die das Vorband dort festlegen.

Vorzugsweise ist mindestens eine der Klemmplatten zusammen mit dem geklemmten Vorband positionsgeregelt in der Bandlaufebene verschiebbar. Durch diesen Vorschlag der Erfindung wird es möglich, das grob in Position einlaufende Vorbandende gegen das bereits in Schweißposition festgelegte andere Vorbandende genauestens zu positionieren und anzulegen, so daß ein sauberes Verschweißen der Vorbandenden erfolgen kann.

Um die Klemmplatte in Bandiaufebene verschieben zu können, ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß mindestens eine der Klemmplatten an einem Verschiebeschlitten oder Wagen aufgehängt ist, der über einen horizontal zwischen dem Verschiebeschlitten oder Wagen und dem Rahmen der Induktionsschweißeinrichtung angeordneten Druckmittelzylinder am Rahmen verschieb-oder verfahrbar ist. Mit diesem Schlitten oder Rahmen wird es möglich, auch nach dem Festklemmen des Vorbandendes auf den Roligangsrollen eine nachträgliche Ausrichtung des Vorbandendes auf die Kante des anzuschweißenden Vorbandes durch Verschieben der gesamten Klemmplatte zusammen mit dem Vorband vorzunehmen.

Nach einem weiteren Merkmal der Erfindung ist vorgesehen, daß die Schlingenspeicher als Schlingengruben ausgebildet sind, deren obere Öffnungen durch in der Bandlaufebene angeordnete wegschwenkbare Roligangsteile verschließbar sind. Das während des Walzens die Induktionsschweißeinrichtung durchlaufende Band wird zunächst exakt auf den Roligangsrollen durch die Anlage geführt. Ein Wegschwenken der Rollgangsteile oberhalb der Schlingengruben erfolgt erst dann, wenn zum Zweck des Zusammenschweißens der Vorbandenden eine Schlinge im Vorband gebildet werden muß.

Zusätzlich sind nach einem anderen Merkmal der Erfindung Niederhalterrollen vorgesehen, die im Bereich oberhalb der Öffnungen der Schlingengruben von oben gegen das Vorband anlegbar sind. Diese Niederhalterrollen stellen sicher, daß das sehr dünne Band geführt in Schlingen in die Schlingengrube gelegt wird, um dort den notwendigen Materialvorrat für die Unterbrechung des Bandlaufes während des Schweißvorganges im Bereich der Induktionsschweißeinrichtung sicherzustellen.

Vorzugsweise sind die Niederhalterrollen an den Tragrollen der wegschwenkbaren Roligangsteile angeordnet.

In einer Ausgestaltung ist der Rollgang mindestens im Bereich der Klemmplatten mit Seitenführungen für das Vorband versehen. Diese Seitenführungen dienen der Positionierung der Vorbandenden auch in seitlicher Richtung, so daß beide Vorbandenden exakt gegeneinandergeführt und dort verbunden werden und verhindern gleichzeitig die Wärmeabstrahlung in den Kantenbereichen.

Um ein Abkühlen des Warmbandes während des Induktionsschweißvorganges innerhalb der Induktionsschweißeinrichtung zu verhindern, ist nach einem weiteren Merkmal der Erfindung vorgesehen, daß die Roligangsrolien innerhalb der Induktionsschweißeinrichtung beheizbar sind. Aus den gleichen Gründen ist außerdem vorgesehen, auch die Schlingengruben beheizbar zu gestalten, damit das dort gespeicherte Vorband gegenüber dem vor und im Walzwerk befindlichen Vorband nicht abkühlt.

Ein Arbeitsverfahren zum induktiven Verschweißen der Enden zweier Vorbänder in einer gattungsgemäßen Anlage ist durch die im Anspruch 11 niedergelegten Verfahrensschritte gekennzeichnet.

Mit einer erfindungsgemäßen Anlage und dem beanspruchten Arbeitsverfahren lassen sich die Probleme mitfahrender Schweißeinrichtungen einfach losen. Die Verwendung einer Induktionsschweißeinrichtung mit den vorstehend beschriebenen Vorrichtungsmerkmalen macht es möglich, je nach Banddicke eines Vorbandes den Schweißvorgang innerhalb weniger (2 bis 3) Sekunden durchzuführen und dadurch den Walzprozeß ohne Unterbrechung fortzusetzen. Die kurze Schweißzeit in der erfindungsgemäßen Einrichtung ermöglicht nicht nur den Verzicht auf mitfahrende Schweißwagen sondern auch eine Erhöhung der Einzugsgeschwindigkeit in das erste Gerüst der zweiten Verformungsstufe. Im Ergebnis lassen sich besonders dünne Warmbänder herstellen, wobei eine hohe Produktivität der Anlage aufgrund entfallender Verlustzeiten durch Anstechen neuer Walzgutlängen zu erreichen ist.

Die Erfindung ist sowohl in herkömmlichen Warmbreitbandstraßen anwendbar, wie auch zum Einbau, auch nachträglich, in Dünnbrammenanlagen geeignet.

Ein Ausführungsbeispie ! der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben : In der einzigen Zeichnungsfigur ist die erfindungsgemäße Induktionsschweißeinrichtung in einer Anlage zur Endlosherstellung von warmgewalztem Stahlband im Querschnitt dargestellt. Das nach einer ersten Verformungsstufe in ein oder zwei nicht dargestellten Walzgerüsten vorverformte Vorband B wurde in der nur teilweise links am Zeichnungsrand erkennbaren Aufwickelstation 1 zu einem Bund gewickelt und in die Abwickelstation 2 überführt.

Eine Treibvorrichtung 3 transportiert den Anfang des in der Abwickelstation 2 abgewickelten Vorbandes in die rotierende Schere 4, wo der Vorbandanfang in bekannter Weise geschopft wird. Der Treiber 5 hinter der Schere 4 transportiert den Vorbandanfang in Pfeilrichtung 6 durch die nachfolgend noch zu beschreibende Induktionsschweißeinrichtung hindurch, wobei das Vorband B auf den Roligangsteilen 7 sowie auf den Rollgangsrollen 8 geführt ist. Ein weiterer Treiber 9 ausiaufseitig der Induktionsschweißeinrichtung transportiert das Vorband B weiter in Richtung der zweiten (ebenfalls nicht dargestellten) Verformungseinrichtung, die sich in Pfeilrichtung 10 hinter der Induktionsschweißeinrichtung befindet. Die Induktionsschweißeinrichtung besteht aus einem Rahmen 11, an dem die oberhalb und unterhalb des Vorbandes B

angeordneten Induktoren 12 befestigt sind. Beidseitig der Induktoren 12 sind im wesentlichen aus Klemmplatten 13 bestehende Klemmvorrichtungen vorgesehen, die mittels Kolben-Zylindereinheiten 14 gegen die Oberfläche des Vorbandes und gegen die beheizten Rollgangsrollen 8 gepreßt werden. Die Klemmplatte 13 auf der in der Zeichnung linken Seite der Induktoren 12 ist Teil eines Bandvorschubwagens 15, der an dem Rahmen 11 in Richtung der Induktoren 12 verfahrbar ist. Dazu dient der Verschiebezylinder 16, der einerseits am Rahmen 11 und andererseits an dem Bandvorschubwagen 15 angelenkt ist.

Die Roligangsteile 7 oberhalb der Schlingengruben 17 sind verschwenkbar und tragen an ihrem Traggerüst 18 Niederhalterollen 19, die in der unverschwenkten Position der Rollgangsteile 7 oberhalb des Vorbandes B positioniert sind. Beim Verschwenken der Rollgangsteile 7 in die bei 7a gezeichnete Position schwenken die Niederhalterollen 19 zusammen mit dem Traggerüst 18 nach unten und drücken dabei das Vorband in die Schlingengrube 17, so daß mit dem Vorband B die Schlinge 20 gebildet wird. innerhalb der Schlingengruben 17 sind Heizvorrichtungen 21 vorgesehen, die eine Abkühlung des in Schlingen 20 gelegten Vorbandes B verhindern. Gleichfalls sind die Roilgangsrollen 8 innerhalb der Induktionsschweißeinrichtung beheizt.

Die Anlage funktioniert wie folgt : Ein in nicht dargestellter Weise gewalztes Vorband B wird von der Abwickelstation 2 in Pfeilrichtung 6 und 10 einer ebenfalls nicht dargestellten zweiten Verformungsstufe zugeführt. Der Vorbandanfang wird nach dem Schopfen seines vorderen Endes mit Hilfe der Schere 4 durch die Induktionsschweißeinrichtung ohne Umlenkung hindurchgeführt und in die nicht dargestellte zweite Verformungsstufe eingefädelt.

Unmittelbar nach dem Einfädeln des Vorbandanfanges in die zweite Verformungsstufe wird die Anlage auf Walzgeschwindigkeit der zweiten Verformungsstufe hochgefahren, in einem Ausführungsbeispiel beträgt die Einlaufgeschwindigkeit ca. 0,5 bis 1 m/s bei einer Vorbanddicke von 15 mm bis 20 mm. Noch bevor das in der Abwickelstation 2 liegende Coil komplett abgewickelt ist, wird das abzuwickelnde Vorband B mit Hilfe des Treibers 9 über die Einlaufgeschwindigkeit der zweiten Verformungsstufe hinaus beschleunigt, gleichzeitig wird der Rollgangsteil 7 hinter dem Treiber 9 in die Position 7a verschwenkt. Die Niederhalterolle 14 drückt auf die Oberfläche des Vorbandes B,

das infolge seiner erhöhte Durchlaufgeschwindigkeit zu einer Schlinge 20 in der Schlingengrube 17 gelegt wird. Sobald über einen Sensor das Ende des in der Abwickelstation 2 liegenden Vorbandcoils ermittelt wurde, wird dieses mit Hilfe der rotierenden Schere 4 positionsgerecht geschopft und über die Treiber 5 und 9 weggeregelt so weit transportiert, bis das Ende des Vorbandes positionsgerecht innerhalb der Spulen des Induktors 12 liegt. In diesem Moment wird die (in der Zeichnung) rechts neben den Induktoren 12 angeordnete Klemmplatte 13 durch Betätigung der Kolben-Zylindereinheiten 14 gegen die Oberfläche des Vorbandes gepreßt, das wiederum gegen die Roligangsrolle 8 gedrückt und dort geklemmt wird.

Von einem aus der Aufwickelstation 1 in die Abwickelstation 2 umgesetzten zweiten Vorbandcoil wird der Vorbandanfang über den Treiber 3 in die Schere 4 eingeführt, dort geschopft und mittels des Treibers 5 in die Induktionsschweißeinrichtung eingeführt und zwar so, daß der geschopfte Vorbandanfang des zweiten Coils stirnseitig gegen das Ende des in dem Induktor liegenden Vorbandes gelegt ist. In dieser Position wird auch die Klemmplatte 13 der links von den Induktoren angeordneten Klemmvorrichtung gegen die Vorbandoberfläche gepreßt, so daß das Vorband gegen die als Widerlager wirkenden Rollgangsrollen 8 halten wird. Sollte eine Nachpositionierung erforderlich sein, so wird in der geklemmten Position des Vorbandes der Verschiebezylinder 16 betätigt, der, sich am Rahmen 11 der Induktionsschweißvorrichtung abstützend, den Bandvorschubwagen 15 in Richtung Induktor bewegt und damit das Vorband um einem vorgegebenen Weg verschiebt. In der Zeit, in der das Vorband B im Induktor positioniert und geklemmt ist, wird der Materialvorrat der Schlinge 20 hinter der Induktionsschweißeinrichtung aufgebraucht, so daß die zweite Verformungsstufe unbeeinflußt weiter walzen kann. Gleichzeitig wird nach Wegschwenken des Roilgangsteils 7 eingangsseitig der Induktionsschweißeinrichtung eine Schlinge 20 in der Schiingengrube 17 hinter dem Treiber 5 gebildet, um den Materialvorrat aufzunehmen, der von der Abwickelstation 2 herangefördert wird. Nach wenigen, etwa 2 bis 3 Sekunden sind die Vorbandenden im Induktor 12 miteinander verschweißt ; die Klemmplatten 13 werden durch Entlasten der Kolben-Zylindereinheiten 14 und 16 zurückgefahren und über die Treiber 5 und 9 wird das zu einem endlosen Vorband zusammengefügte Band in die zweite Verformungsstufe geführt. Während des Schweißens anfallender Zunder wird in dem Zunderschieber unterhalb der Schlingengruben aufgefangen und entsorgt.