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Title:
STRIP-PROCESSING LINE FOR METAL STRIPS, ESPECIALLY FOR HIGHLY RESISTANT HIGH-GRADE STEEL STRIPS
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2000/062950
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a strip-processing line for metal strips (B), especially for highly resistant high-grade steel strips. Said strip-processing line comprises a strip processing section with a first processing station (4) in which a liquid wets the metal strip being processed (B). According to the invention, the metal strip (B) that has been wetted with the liquid is passed through a deforming device (12) which straightens the metal strip (B) by essentially pure deformation by bending. The inventive strip processing plant hereby further reduces the risk of damaging the surface of the metal strip being processed.

Inventors:
BOGUSLAWSKY KLAUS (DE)
MUTZ MARTIN (DE)
MUECKE GERT (DE)
Application Number:
PCT/EP2000/001704
Publication Date:
October 26, 2000
Filing Date:
March 01, 2000
Export Citation:
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Assignee:
SUNDWIG GMBH (DE)
BFI BETR SFORSCHUNGSINSTITUT V (DE)
BOGUSLAWSKY KLAUS (DE)
MUTZ MARTIN (DE)
MUECKE GERT (DE)
International Classes:
B21B45/02; B21D1/02; B21D1/05; B21B3/02; B21B15/00; B21B45/00; (IPC1-7): B21D1/02; B21D1/05; B21B45/02
Foreign References:
US4074555A1978-02-21
EP0865839A21998-09-23
EP0601991A11994-06-15
Attorney, Agent or Firm:
COHAUSZ & FLORACK (Kanzlerstrasse 8a Düsseldorf, DE)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E
1. Bandbehandlungslinie für Metallbänder (B), insbesondere für hochfeste Edelstahlbänder, mit einem Bandbehandlungsabschnitt, der eine erste Behandlungsstation (4) umfaßt, in welcher eine Flüssigkeit das jeweils verarbeitete Metallband (B) benetzt, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das mit Flüssigkeit benetzte Metallband (B) eine Verformungseinrichtung (12) durchläuft, welche das Metallband (B) durch im wesentlichen reine Biegeformänderung richtet.
2. Bandbehandlungslinie nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a f3 die Behandlungsstation eine Bandreinigungseinrichtung (4) ist.
3. Bandbehandlungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß das Metallband (B) im Anschluß an die Behandlungsstation (4) einen Glühofen (5) durchläuft.
4. Bandbehandlungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung (12) innerhalb der Behandlungsstation (4) angeordnet ist.
5. Bandbehandlungslinie nach Anspruch 4, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung (12) nahe dem Ausgang (10) der Behandlungsstation (4) angeordnet ist.
6. Bandbehandlungslinie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung (12) in Förderrichtung (F) des Metallbandes (B) in unmittelbarem Anschluß an die Behandlungsstation (4) angeordnet ist.
7. Bandbehandlungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung (12) eine von dem Metallband (B) teilumschlungene Richtrolle (13) und zwei Führungsrollen (14,15) aufweist, durch die das Metallband (B) in Anlage an der Richtrolle (13) gehalten ist.
8. Bandbehandlungslinie nach Anspruch 7, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß die Lage der Richtrolle (13) und der Führungsrollen (14,15) relativ zueinander verstellbar ist.
9. Bandbehandlungslinie nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Lage der Drehachse (19) der Richtrolle (13) in einer Ebene (20) senkrecht zur Ebene des Metallbandes (B) verstellbar ist.
10. Bandbehandlungslinie nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungsrollen (14,15) einen Zwickelbereich (16) eingrenzen, in welchem die Richtrolle (13) positioniert ist.
11. Bandbehandlungslinie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung zwei von dem Metallband (B) nacheinander teilumschlungene Richtrollen besitzt.
12. Bandbehandlungslinie nach Anspruch 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, d a ß der Weg des Metallbandes (B) im Bereich der Verformungseinrichtung einen Sförmigen Verlauf hat.
13. Bandbehandlungslinie nach einem der voranstehenden Ansprüche, d a d u r c h gekennzeichnet, daß die Verformungseinrichtung (12) eine Steuereinrichtung umfaßt, welche das in der Verformungseinrichtung (12) durchgeführte Biegerichten in Abhängigkeit vom Ergebnis einer an dem Metallband (B) vorgenommenen Bandkrümmungsmessung steuert.
Description:
Bandbehandlungslinie für Metallbänder, insbesondere für hochfeste Edelstahlbänder Die Erfindung betrifft eine Bandbehandlungslinie für Metallbänder, insbesondere für hochfeste Edelstahlbänder, mit einem Bandbehandlungsabschnitt, der eine erste Behandlungsstation umfaßt, in welcher eine Flüssigkeit das jeweils verarbeitete Metallband benetzt. In derartigen Behandlungslinien durchlaufen beispielsweise kaltgewalzte Edelsstahlbänder eine Reinigungsstation, bevor sie in einen Glühofen gelangen und einer Weiterverarbeitung zugeführt werden. In der Reinigungsstation werden große Mengen von Reinigungsflüssigkeit auf das Band ausgebracht, um auf ihm haftende Rückstände, wie losen Zunder, Flitter, Ölreste und anderes, zu entfernen, welche bei den vorhergehenden Herstellschritten entstanden oder auf dem Band verblieben sind.

Ein grundsätzliches Problem bei der Behandlung von Metallbändern besteht darin, daß das Band in vielen Fällen abhängig von der Gestaltung und Funktion der jeweiligen Behandlungsstationen über eine größere Weglänge ohne die Möglichkeit einer Abstützung geführt werden muß. Dies kann beispielsweise in Glühöfen, in Schlingentürmen oder ähnlichen Einrichtungen erforderlich sein.

Im Bereich der frei durchlaufenen Wegstrecken kann es aufgrund von Planheits-oder anderen Geometriefehlern des verarbeiteten Metallbandes dazu kommen, daß das Band sich in Längs-und/oder Querrichtung bogenförmig verformt.

Diese Verformung führt zum einen zu einem seitlichen Verlaufen des Bandes aus seinem Förderweg. Zum anderen besteht die Gefahr, daß sich das Band wölbt und nicht mehr einwandfrei in der Ebene des Förderweges liegt.

Sowohl das Verlaufen als auch die aus der Ebene des Förderwegs hinausführende Wölbung des Metallbandes bringen die Gefahr mit sich, daß das gewölbte oder verzogene Band in nicht vorherbestimmbarer Weise mit Führungen oder anderen ortsfesten Installationen der jeweiligen Einrichtung in Berührung kommt. Diese Kontakte führen zu einer Beschädigung und Markierung der Bandoberfläche, durch welche die Marktfähigkeit des jeweiligen Metallbandproduktes erheblich beeinträchtigt wird.

Verstärkt wird dieses Problem dadurch, daß die Bänder mit hohen Geschwindigkeiten durch die Behandlungslinien gefördert werden, wodurch die Gefahr einer instabilen Lage des mit Planheitsfehlern behafteten Bandes in Bezug auf den ihm zugedachten Förderweg erhöht wird.

In der Vergangenheit sind aufwendige Maßnahmen ergriffen worden, um einen einwandfreien Lauf des Bandes durch eine Behandlungslinie zu gewährleisten. So sind mechanische Bandlaufregelungen eingesetzt worden, die in Abhängigkeit vom jeweiligen Verlaufen des Bandes gezielt Bremskräfte auf das Band aufbringen, um durch dessen Ungleichförmigkeiten verursachte Abweichungen vom Förderweg auszugleichen.

Eine andere Möglichkeit, eine korrekte Ausrichtung des Bandverlaufs zu erreichen, besteht darin, die Geometriefehler des Bandes selbst zu beseitigen. Zu diesem Zweck werden in der Regel Streck-Biege-Richtmaschinen eingesetzt, in welchen durch das kombinierte Aufbringen von Zug-und Biegekräften die Planheit des Bandes erhöht wird.

Zwar können durch die voranstehend erwähnten Maßnahmen gewisse Verbesserungen des Bandlaufs erreicht werden. In der Praxis zeigt sich jedoch, daß dazu ein erheblicher apparativer Aufwand erforderlich ist. So müssen nicht nur aufwendige Vorrichtungen für die Verformung der Bänder selbst eingesetzt werden, sondern es sind auch erhebliche Antriebskräfte erforderlich, um das Band durch die betreffenden Vorrichtungen zu fördern.

Dieser Aufwand bringt nicht nur hohe Kosten mit sich, sondern führt in vielen Fällen auch nicht zu dem gewünschten Erfolg. Letzteres gilt insbesondere bei der Behandlung von hochfestem Edelstahlband, dessen Planheit sich nach dem Kaltwalzen nur unter größeren Schwierigkeiten korrigieren läßt.

Zur Beseitigung der voranstehend zusammengefaßten Nachteile ist in der EP 0 865 839 A2 vorgeschlagen worden, das Band durch eine Richteinrichtung zu führen, in der es durch reine Biegeformänderung gerichtet wird. Zu diesem Zweck ist die bekannte Richteinrichtung mit einer Richtrolle ausgestattet, die von dem Band zwischen zwei Berührungslinien teilweise umschlungen wird. Gleichzeitig sind zwei Führungsrollen vorgesehen, welche das Band in Anlage an der Richtrolle halten. So wird erreicht, daß der Biegeradius des Metallbandes dem Radius der Richtrolle entspricht.

Der Vorteil der bekannten Einrichtung besteht darin, daß sich durch eine geeignete Positionierung der Richtrolle in Bezug auf die ihr zugeordneten Führungsrollen die Größe und die Art der für die Korrektur von Planheitsfehlern des Bandes benötigten Verformung auf einfache Weise einstellen lassen. Da die Verformung als reine Biegeformänderung durchgeführt wird, werden für das Richten selbst keine zusätzlichen Zugkräfte benötigt, so daß der Bandzug lediglich für den Transport des Bandes durch die Einrichtung bemessen sein muß.

Bei der praktischen Erprobung der aus der EP 0 865 839 A2 bekannten Vorrichtung zum Biegerichten eines Metallbandes ist festgestellt worden, daß der enge, formschlüssige Kontakt des Bandes mit den Richt-und Führungsrollen dazu führt, daß Ablagerungen von dem Band auf die Rollenoberflächen übertragen und dort eingewalzt werden.

Diese Ablagerungen verursachen wiederum unerwünschte Markierungen der Bandoberfläche, welche nachträglich entfernt werden müssen, um den an hochwertige Oberflächen von Metallbändern gestellten Ansprüchen zu genügen.

Besonders problematisch erweist sich dies auch in diesem Zusammenhang bei der Verarbeitung von Edelstahlbändern, an deren Oberflächenbeschaffenheit besonders hohe Anforderungen gestellt werden.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Bandbehandlungslinie der eingangs erläuterten Art zu schaffen, in welcher das Risiko einer Beschädigung der Oberfläche des verarbeiteten Metallbandes weiter vermindert ist.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einer Bandbehandlungslinie für Metallbänder, insbesondere für hochfeste Edelstahlbänder, mit einem Bandbehandlungsabschnitt, der eine erste Behandlungstation umfaßt, in welcher eine Flüssigkeit das Metallband benetzt, das mit Flüssigkeit benetzte Metallband eine Verformungseinrichtung durchläuft, welche das Metallband durch im wesentlichen reine Biegeformänderung richtet.

Indem das Band im noch mit Flüssigkeit benetzten Zustand durch die Verformungseinrichtung geführt wird, wird erreicht, daß auch zwischen den Richtelementen der Verformungseinrichtung, wie Richt-und/oder Führungsrollen, und dem jeweiligen Metallband stets ein Flüssigkeitsfilm vorhanden ist. Dieser Flüssigkeitsfilm verhindert, daß auf dem Band haftende Rückstände auf die betreffenden Elemente der Verformungseinrichtung gelangen, dort haften bleiben und anschließend eine Beschädigung der Bandoberfläche verursachen. Die Erfindung nutzt somit das Vorhandensein von Flüssigkeit im Naßteil der Behandlungslinie aus, um eine Beschädigung der Bandoberfläche beim Richten in der Verformungseinrichtung zu verhindern. So ist nicht nur der Aufwand für das Biegerichten als solches auf ein Minimum reduziert, sondern es ist auch kein zusätzlicher Aufwand für das Aufbringen oder Entfernen von Schmierstoffen oder ähnlichen Flüssigkeiten im Bereich der Verformungseinrichtung erforderlich.

Bei der Verformungseinrichtung kann es sich beispielsweise um eine Vorrichtung zum Biegerichten handeln, wie sie in der erwähnten EP 0 865 839 A2 beschrieben ist. Wesentlich ist, daß die Verformung des Metallbandes zum weitaus überwiegenden Teil als Biegeformänderung ausgeführt wird, bei der Zugkräfte im wesentlichen ausschließlich zum Transport des Bandes benötigt werden, und daß das verarbeitete Band mit einer Flüssigkeit benetzt ist. Neben dem Vorteil der Einsparung von Energie und apparativem Aufwand für die Antriebe stellt dies sicher, daß das Band während des Richtens selbst keiner übermäßigen Belastung unterworfen wird, die wieder zu unerwünschten Verformungen führen könnten.

Besonders vorteilhaft läßt sich die erfindungsgemäße Ausgestaltung einer Bandbehandlungslinie dann verwirklichen, wenn die Behandlungsstation eine Bandreinigungseinrichtung ist. In einer solchen Reinigungseinrichtung werden große Mengen Reinigungsflüssigkeit auf das Band gebracht, so daß ein stets ausreichend dicker Flüssigkeitsfilm vorhanden ist, wenn das Band in die Verformungseinrichtung eintritt.

Letzteres läßt sich insbesondere dann gewährleisten, wenn die Verformungseinrichtung innerhalb der Behandlungsstation angeordnet ist. Bei dieser Anordnung entsteht auf dem Metallband ein Flüssigkeitsfilm, der so stark ist, daß sich zwischen dem Band und den Richtelementen der Verformungseinrichtung Flüssigkeit nach Art eines "Aquaplaning-Effekts"aufstaut und so einen direkten Kontakt zwischen Band und Richtelementen wirkungsvoll verhindert. Zweckmäßig ist es in diesem Zusammenhang, wenn die Verformungseinrichtung nahe dem Ausgang der Behandlungsstation angeordnet ist, da in diesem Bereich die Menge der auf dem Band haftenden Verunreinigungen, wie Flitter, Zunderreste etc., zum großen Teil entfernt sind.

Alternativ zu einer Anordnung der Verformungseinrichtung direkt im Naßabschnitt der Bandbehandlungslinie kann es in Abhängigkeit von den jeweiligen Gegebenheiten ebenso zweckmäßig sein, die Verformungseinrichtung in Förderrichtung des Metallbandes in unmittelbarem Anschluß an die Behandlungsstation anzuordnen. Wesentlich ist lediglich, daß ein ausreichender Flüssigkeitsfilm auf dem Metallband vorhanden ist, wenn es in die Verformungseinrichtung eintritt.

Eine andere Möglichkeit der Ausbildung der Verformungseinrichtung besteht darin, daß die Verformungseinrichtung zwei von dem Metallband nacheinander teil-umschlungene Richtrollen besitzt. Auch durch die Verwendung zweier Richtrollen, die von dem Metallband in unmittelbarem Anschluß aneinander passiert werden, lassen sich die Metallbänder biegerichten, ohne daß zusätzliche Zugkräfte eingebracht werden müssen. Dabei hat der Weg des Metallbands im Bereich der Verformungseinrichtung zweckmäßigerweise einen S-förmigen Verlauf. Dies ermöglicht es, die Richtrollen besonders wirkungsvoll einzusetzen.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung besteht darin, daß die Verformungseinrichtung eine Steuereinrichtung umfaßt, welche das in der Verformungseinrichtung durchgeführte Biegerichten in Abhängigkeit vom Ergebnis einer an dem Metallband vorgenommenen Bandkrümmungsmessung steuert.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand einer ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen in schematischer Darstellung : Fig. 1 eine Behandlungslinie in einer seitlichen Ansicht ; Fig. 2 eine in der Behandlungslinie eingesetzte Verformungseinrichtung in seitlicher Ansicht ; Fig. 3 die Verformungseinrichtung in einer Ansicht von oben.

Die Bandbehandlungslinie 1 umfaßt eine Abwickeleinrichtung 2 zum Abhaspeln eines zu einem Coil 3 gewickelten kaltgewalzten Edelstahlbandes B. Das abgehaspelte Edelstahlband B durchläuft in Förderrichtung F zunächst eine Reinigungseinrichtung 4. Daran anschließend wird es in einem mit Abstand zu der Reinigungseinrichtung 4 angeordneten Durchlaufglühofen 5 geglüht. Am Ende der Bandbehandlungslinie 1 ist schließlich eine Haspeleinrichtung 6 positioniert, auf der das geglühte Edelstahlband B wieder zu einem Coil 7 gehaspelt wird.

Das Edelstahlband B tritt durch eine Eingangsöffnung 8 in die sich über eine bestimmte Länge L erstreckende Reinigungseinrichtung 4 ein. In der Reinigungseinrichtung 4 sind in mehreren in Förderrichtung F aufeinanderfolgenden Reihen Düsen 9 angeordnet, über welche Reinigungsflüssigkeit unter erhöhtem Druck auf die Ober- und Unterseite des Edelstahlbandes B ausgebracht wird, um auf dem Edelstahlband B haftende Verunreinigungen, wie Flitter, Ölrückstände und ähnliches, zu entfernen. Das Edelstahlband B verläßt die Reinigungseinrichtung 4 durch eine Ausgangsöffnung 10, nachdem die Reinigungsflüssigkeit mittels einer eng benachbart zur Ausgangsöffnung 10 positionierten Abstreifeinrichtung 11 von seinen Oberflächen entfernt worden ist.

Unmittelbar vor dem Erreichen der Abstreifeinrichtung 11 wird das Edelstahlband B in einer innerhalb der Reinigungseinrichtung 4 angeordneten Verformungseinrichtung 12 biegegerichtet. Die Verformungseinrichtung 12 weist eine von dem Edelstahlband B teil-umschlungene Richtrolle 13 und zwei Führungsrollen 14,15 auf. Die Führungsrollen 14,15 weisen einen größeren Durchmesser auf als die Richtrolle 13. Sie sind achsparallel derart eng benachbart angeordnet, daß zwischen ihnen ein Zwickelbereich 16 ausgebildet ist, in welchem die Richtrolle 13 positioniert ist.

Durch die Führungsrollen 14,15 wird das Edelstahlband B in Anlage an der Richtrolle 13 gehalten. Dabei wird der Anfang und das Ende der Umschlingung der Richtrolle 13 durch jeweils eine Berührungslinie 17,18 bestimmt, in welcher die Führungsrollen 14,15 jeweils mittelbar über das Edelstahlband B die Richtrolle 13 berühren.

Durch hier nicht dargestellte Verstelleinrichtungen kann die Lage der Richtrolle 13 und der Führungsrollen 14,15 relativ zueinander verstellt werden. Zudem ist die Drehachse 19 der Richtrolle 13 zusätzlich in einer Ebene 20 verstellbar, die senkrecht zur Ebene des Edelstahlbandes B verstellbar ist.

Durch die Verstellung der relativen Lage der Richt-und Führungsrollen 13,14,15 zueinander kann der Grad der Umschlingung der Richtrolle 13 durch das Edelstahlband B eingestellt werden. Dabei erfolgt diese Einstellung in Abhängigkeit vom Ergebnis einer durch eine Messeinrichtung 21 durchgeführten Messung der Planheit des Edelstahlbandes B beim Verlassen der Reinigungseinrichtung 4.

Innerhalb der Verformungseinrichtung 12 wird das Edelstahlband B durch eine reine Biegeformänderung gerichtet. Die Anordnung und geometrischen Verhältnisse der Richt-und der Führungsrollen 13,14,15 sind dabei so gewählt, daß der auf das Edelstahlband B wirkende Bandzug zu dieser Formänderung keinen Beitrag leistet. Er dient lediglich zum Transport des Edelstahlbandes B durch die Bandbehandlungslinie 1. Auf diese Weise wird vermieden, daß das Edelstahlband B beim Durchlauf durch die Verformungseinrichtung 12 eine Streckung erfährt.

Die Reinigungsflüssigkeit R, mit welcher das Edelstahlband B in der Reinigungseinrichtung 4 benetzt wird, staut sich im Bereich der Berührungslinien 17,18 nach Art eines "Aquaplaning-Effektes"auf. Der sich auf diese Weise zwischen den Führungswalzen 14,15 und der Oberseite des Edelstahlbandes B bzw. zwischen der Richtrolle 13 und der Unterseite des Edelstahlbandes B einstellende Flüssigkeitsfilm bewirkt, daß auf dem Edelstahlband B noch vorhandene lose Verunreinigungen auf die Umfangsflächen der Richt-und der Führungsrollen 13,14,15 gelangen und dort eingewalzt werden. Auf diese Weise wird wirkungsvoll verhindert, daß es im Bereich der Verformungseinrichtung 12 zu einer Beschädigung der Oberflächen des Edelstahlbandes B kommt.

Gleichzeitig werden durch die im wesentlichen reine Biegeverformung, die das jeweils in der Bandbehandlungslinie 1 behandelte Metallband in der Verformungseinrichtung 12 erfährt, auch bei hochfesten Metallbändern Planheits-und sonstige Geometriefehler wirkungsvoll korrigiert. Dies hat zur Folge, daß das betreffende Band beim Durchlauf des Glühofens 5, in welchem es über eine längere Strecke frei und ungestützt bewegt wird, keine Quer-oder Längsauswölbungen ausbildet und auch nicht aus seiner Förderrichtung F verläuft. Unbeabsichtigte Kontakte mit Einbauten des Glühofens 5 werden auf diese Weise sicher vermieden.

BEZUGSZEICHENLISTE 1 Bandbehandlungslinie 2 Abwickeleinrichtung 3 Coil 4 Reinigungseinrichtung 5 Durchlaufglühofen 6 Haspeleinrichtung 7 Coil 8 Eingangsöffnung der Reinigungseinrichtung 4 9 Düsen der Reinigungseinrichtung 4 10 Ausgangsöffnung der Reinigungseinrichtung 4 11 Abstreifeinrichtung der Reinigungseinrichtung 4 12 Verformungseinrichtung 13 Richtrolle der Verformungseinrichtung 12 14,15 Führungsrollen der Verformungseinrichtung 12 16 Zwickelbereich zwischen den Führungsrollen 14,15 17,18 Berührungslinie an der Richtrolle 13 19 Drehachse der Richtrolle 13 20 Ebene senkrecht zur Ebene des Edelstahlbandes B 21 Messeinrichtung B kaltgewalztes Edelstahlband F Förderrichtung L Länge der Reinigungseinrichtung 4 R Reinigungsflüssigkeit