Verfahren und Vorrichtung zur Temperierung einer Walze Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Temperierung zumindest einer von einen Walzspalt begrenzenden, in einem Walzgerüst angeordneten Walzen, bei dem mittels zumindest eines der Walze auf der Bandeinlaufseite zugeordneten Düsenbalkens mit einer Reihenanordnung von Temperierdüsen eine Beaufschlagung von auf der Walzenoberfläche längs der Walzenachse positionierten Temperierzonen mit einem Temperierfluid erfolgt, wobei die Beaufschlagung der Tempe rierzonen in Abhängigkeit von einer auf der Bandauslaufseite des Walz spaltes in den Temperierzonen zugeordneten Bandzonen gemessenen Bandzugspannung erfolgt. Verfahren der eingangs genannten Art dienen zur Profilierung des zwi schen den Arbeitswalzen eines Walzgerüstes ausgebildeten Walzspaltes durch eine thermische Modellierung des Walzenballens, wobei es zur Be einflussung der Oberflächentemperatur der Walzen bekannt ist, in Längs richtung der Walze unterschiedliche Oberflächenbereiche unterschiedlich stark abzukühlen, um die gewünschte Profilierung des Walzspaltes zu erreichen. Weiterhin ist es aus dem Stand der Technik bekannt, die Ab- kühlung der Oberflächenbereiche in Abhängigkeit von der dem jeweili gen Oberflächenbereich zugeordneten Bandzugspannung vorzunehmen, um etwa in dem Fall, dass in einer Bandzone auf der Auslaufseite des Walzspaltes ein gegenüber angrenzenden Bandzonen verringerte Zug spannung ermittelt wurde, den zugeordneten Oberflächenbereich Walzen durch eine entsprechende Beaufschlagung des Oberflächenbereichs mit einem Kühlfluid abzukühlen, so dass aufgrund der relativen Aufweitung des Walzspaltes an dieser Stelle ein geringerer Umformgrad des Walz bandes erreicht wird und im Folgenden eine Erhöhung der Bandzugspan nung bzw. eine Angleichung der Bandzugspannung in der zugeordneten Bandzone an die in Querrichtung des Walzbandes angrenzenden Bandzo nen erreicht werden kann. Mit der entsprechenden Vorgehensweise kann aufgrund des Zusammenhangs zwischen der Bandzugspannungsverteilung und der Planheit des Bandes eine Planheitsregelung erfolgen, um die Herstellung von Walzbändern und insbesondere Folien zu ermöglichen, die plan sind und keine Beulen oder Verwerfungen der Oberfläche auf weisen, welche durch Bandzugspannungsdifferenzen während der Her stellung bedingt sind.

Insbesondere bei der Herstellung sehr dünner Folien, also Folien mit ei ner Dicke < 15 pm hat es sich herausgestellt, dass insbesondere im letz ten Walzstich, also beim letzten Durchlauf des Walzbandes durch den Walzspalt infolge der dabei stattfindenden geringen Dickenreduzierung eine entsprechend geringe Umformarbeit verrichtet wird, die zu einer entsprechend geringen Temperatur an der Walzenoberfläche führt. Im Unterschied zu den durchschnittlich im Kaltwalzverfahren erreichten Oberflächentemperaturen, die bei etwa 80° liegen, erwärmen sich die Walzen in Abhängigkeit von dem Umgebungsbedingungen teilweise nur auf 40 bis 45°C. Damit ist eine thermische Modellierung des Walzenbal lens durch Beaufschlagung der Walzenoberfläche in definierten Tempe rierzonen mit einem Kühlfluid, das bei einer konventionellen Sprühküh lung eine Temperatur in der gleichen Größenordnung, also etwa 40°C, aufweist, praktisch nicht mehr möglich, da eine Beeinflussung des Aus- dehnungsverhaltens der Walze ein ausreichendes DT voraussetzt, das bei den üblichen Kaltwalzbedingungen regelmäßig bei etwa 40°C liegt.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art vorzuschlagen, das die Durchführung einer wirksamen Planheitsregelung mittels Temperierung der Walzenoberflä che sowohl bei konventionellen Folien als auch bei dünnsten Folien, wie insbesondere Batteriefolie, ermöglicht.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist das erfindungsgemäße Verfahren die Merkmale des Anspruchs 1 auf.

Erfindungsgemäß werden die Temperierzonen zumindest teilweise mit tels zwei unterschiedlich temperierten Temperierfluids beaufschlagt, wo bei ein Temperierfluid als Heizfluid ausgebildet ist mit einer Temperatur T _H größer als die Temperatur der Temperierzone und ein Temperierfluid als Kühlfluid ausgebildet ist mit einer Temperatur T _K kleiner als T _H.

Entgegen dem konventionellen Ansatz zur thermischen Modellierung ei nes Walzenballens, bei dem grundsätzlich davon ausgegangen wird, dass eine thermische Modellierung des Walzenballens dadurch erfolgt, dass durch die Beaufschlagung der Walzenoberfläche mit einem Kühlmedium, das eine gegenüber der Walzenoberfläche verringerte Temperatur auf weist, die Modellierung durchgeführt wird, also etwa derart, dass zur Ausbildung einer lokalen Erhöhung der Balligkeit die betreffende Tem perierzone weniger gekühlt wird als die übrigen Temperierzonen, so dass aufgrund der in der vermindert gekühlten Temperierzone gegenüber den übrigen Temperierzonen relativ erhöhten Temperatur die erhöhte lokale Balligkeit erreicht wird, wird erfindungsgemäß davon ausgegangen, dass die thermische Modellierung des Walzenballens zumindest teilweise mit tels der Beaufschlagung von Temperierzonen mit einem Heizfluid er folgt, dessen Temperatur größer ist als die Temperatur in der betreffen den Temperierzone. Dieser Ansatz ermöglicht es, dass eine wirkungsvol le thermische Modellierung des Walzenballens auch an Walzen erfolgen kann, die eine geringere oder sogar wesentlich geringere Oberflächen temperatur aufweisen als die Temperatur der konventionell eingesetzten Kühlmittel.

Darüber hinaus zeichnet sich das erfindungsgemäße Verfahren durch eine besondere Effektivität bei der Modellierung des Walzenballens aus, da die Temperierung zumindest teilweise mittels zwei unterschiedlich tem perierter Temperierfluids erfolgt, so dass abweichend von dem konven tionellen Ansatz, bei dem lediglich ein Temperierfluid mit konstanter Temperatur zur Temperierung der Temperierzonen zur Verfügung steht, so dass eine Differenzierung der Temperierung in den einzelnen Tempe rierzonen lediglich über den Volumenstrom des Temperierfluid und/oder die Zeitdauer der Beaufschlagung erfolgen kann, erfindungsgemäß auch die Ausbildung von Mischtemperaturen in den Temperierzonen möglich ist, so dass definierte Temperaturen mit wesentlich geringeren Volumina erreichbar sind.

Vorzugsweise ist die Temperatur T _k des Kühlfluids kleiner als die Tem peratur der Temperierzonen.

Vorzugsweise werden die Temperierzonen zumindest teilweise mit einer dem Volumenverhältnis zwischen Heizfluid und Kühlfluid entsprechen den Fluidtemperatur beaufschlagt, so dass die Beeinflussung der Oberflä chentemperatur innerhalb einer Temperierzone besonders unmittelbar erfolgen kann. Dabei können die Temperierzonen gleichzeitig oder zeit lich aneinander nachfolgend sowohl mit dem Heizfluid als auch mit dem Kühlfluid beaufschlagt werden.

Eine besonders wirksame Modellierung des Walzenballens bei Walzen vorgängen mit einer geringen Dickenabnahme, bei denen also aufgrund einer entsprechend geringen Elmformarbeit nur eine geringe Erwärmung der Walzen erfolgt, besteht darin, zur Erhöhung einer lokalen Balligkeit der Walze eine relative Temperaturerhöhung in der zugeordneten Tempe rierzone gegenüber dem benachbarten Temperierzonen dadurch durchzu- führen, dass die Temperierzone mit einer im Verhältnis zu den benach barten Temperierzonen erhöhten Fluidtemperatur beaufschlagt wird.

Entgegen dem konventionellen Ansatz, bei dem grundsätzlich die Erhö hung einer lokalen Balligkeit nur durch eine lokal reduzierte Kühlung erzielt werden kann, die jedoch ausgehend von einer Kühlmitteltempera tur von 40° und einer wesentlich geringeren Walzenoberflächentempera tur von beispielsweise 20° praktisch wirkungslos ist, kann somit die lo kale Balligkeit effektiv und schnell erzeugt werden.

Zur Reduzierung einer lokalen Balligkeit kann entsprechend einer beson deren Ausführungsform des Verfahrens eine relative Temperaturabsen kung in der zugeordneten Temperierzone dadurch erfolgen, dass die be nachbarten Temperierzonen mit einer gegenüber der Temperierzone er höhten Fluidtemperatur beaufschlagt werden, so dass eine Temperierung der Walzenoberfläche erfolgt, die auch als „inverse Kühlung“ bezeichnet werden kann, bei der also die relative Abkühlung der zur Reduzierung der lokalen Balligkeit vorgesehenen Stelle der Walzenoberfläche dadurch erreicht wird, dass die benachbarte Oberflächenbereiche der Walze stär ker aufgeheizt werden.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die Beauf schlagung der Temperierzone mit einem Kühlfluid und einem Heizfluid aus unterschiedlichen Düsen erfolgt, so dass eine bestmögliche Isolie rung der Fluidzuführungen gegeneinander möglich ist und auch große Temperaturunterschiede zwischen den Temperierfluids auf einfache Art und Weise realisiert werden können.

Eine besonders effektive Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird möglich, wenn eine Walzspaltschmierung durch Beaufschlagung des Walzspaltes mit einem Schmierfluid mittels einer weiteren Reihenanord nung von Düsen unabhängig von der Reihenanordnung der Temperierdü sen erfolgt, so dass abweichend von dem konventionellen Ansatz, bei dem die auf die Walzenoberfläche gerichtete Düsen gleichzeitig auch zur indirekten Walzspaltschmierung eingesetzt werden, dadurch, dass das auf die Walzenoberfläche aufgebrachte Kühlfluid in den Walzspalt ver schleppt wird, wodurch ein Kühlfluidvolumen in den Walzspalt transpor tiert wird, das wesentlich größer als das zur Schmierung des Walzspalts erforderliche Volumen ist, kann das Gesamtvolumen des auf die Wal zenoberfläche aufgebrachten Heiz- und Kühlfluids allein hinsichtlich der Temperierung der Walzenoberfläche bemessen sein und somit gegenüber dem Stand der Technik erheblich reduziert werden. Hierdurch wird auch vermieden, dass sich entlang der Walzenachse im Walzspalt große Flüs sigkeitsmengen ansammeln, die letztendlich einer differenzierten Tempe rierung der einzelnen Temperierzonen entgegenwirken.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Anhebung eines Temperaturnive aus der Walze überlagert von einer Beaufschlagung der Temperierzonen der Walzenoberfläche des Temperierfluids auf einer Bandauslaufseite eine Erwärmung der Walze mittels Strahlungs- oder Induktionsbeheizung erfolgt, so dass ausgehend von einem bereits angehobenen Temperaturni veau die Modellierung des Walzenballens mit wesentlich reduzierten Vo lumina des Heiz- und Kühlfluids erreicht werden kann.

Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn das Verfahren zur Herstellung von einlagig gewalzten Folien mit einer Dicke kleiner als 15 pm angewendet wird, da hier insbesondere bei der letzten Stichab nahme nur extrem geringe Dickenreduzierungen mit entsprechend gerin ger Aufwärmung der Walzen die Folge sind. Anders als es bei der kon ventionellen Walzenkühlung zur thermischen Modellierung des Walzen ballens der Fall ist, die als Voraussetzung für eine wirksame Modellie rung die vom Walzprozess unabhängige Erwärmung der Walzenoberflä che für ein ausreichendes DT zwischen der Kühlmitteltemperatur und der Walzenoberflächentemperatur benötigt, kann aufgrund des erfindungsge mäßen Verfahren eine wirksame Modellierung des thermischen Walzen ballens bereits ausgehend von einer Walzentemperatur erzielt werden, die im Bereich der Umgebungstemperatur liegt, also etwa 20° beträgt. Besonders vorteilhaft kann das erfindungsgemäße Verfahren daher zur Herstellung von Batteriefolien angewendet werden, die einlagig herge stellt werden und eine Folienstärke von teilweise weniger als 10 gm auf weisen.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Temperierung von zumindest ei ner von einen Walzspalt begrenzenden, in einem Walzgerüst angeordne ten Walzen, wobei die Vorrichtung einen auf der Bandeinlaufseite E an geordneten Düsenbalken mit einer Reihenanordnung von Temperierdüsen zur Beaufschlagung von auf der Walzenoberfläche in einer entsprechen den Reihenanordnung positionierten Temperierzonen aufweist, zeichnet sich dadurch aus, dass den Temperierzonen zumindest teilweise sowohl eine Kühldüse zugeordnet ist, die an eine Kühlfluidversorgung ange schlossen ist, als auch eine Heizdüse zugeordnet ist, die an einer Heiz fluidversorgung angeschlossen ist.

Vorzugsweise sind die Kühldüsen und die Heizdüsen in unterschiedli chen Reihen der Reihenanordnung angeordnet.

Vorzugsweise sind die Kühldüsen gegenüber den Heizdüsen thermisch entkoppelt.

Besonders bevorzugt ist es, wenn die Kühldüsen und die Heizdüsen zur Beaufschlagung der Temperierzonen ausschließlich auf die Temperierzo nen ausgerichtet sind und zur Schmierung des Walzenspalts separate Schmierdüsen vorgesehen sind.

Vorzugsweise sind der durch die Düsen geförderte Volumenstrom und/oder die Öffnungszeiten der Düsen individuelle einstellbar.

Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Vorrichtung auf einer Bandaus laufseite A zur Erwärmung der Walze eine Strahlungs- oder Induktions heizeinrichtung aufweist, so dass das Temperaturniveau der Walze bei Bedarf angehoben werden kann. Nachfolgend wird eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung an hand der Zeichnung näher erläutert.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung zur Erläuterung des Verfah- rens;

Fig. 2a eine schematische Darstellung einer ersten Ausführungs form der Vorrichtung zur Ausführung des Verfahrens in Seitenansicht;

Fig. 2b eine Reihenanordnung von Temperierdüsen der in Fig. 2a dargestellten Vorrichtung;

Fig. 3a eine schematische Darstellung einer weiteren Ausführungs form der Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens in Seitenansicht;

Fig. 3b eine Reihenanordnung von Temperierdüsen der in Fig. 3a dargestellten Vorrichtung.

Fig. 1 zeigt in einer schematischen Darstellung eine von zwei einen in Fig. 2a dargestellten Walzspalt 10 begrenzenden Walzen 12, die ober halb eines Walzbands 1 1 angeordnet ist und auf deren Umfang bzw. Wal- zenoberfläche 13 schematisch Temperierzonen 14 bis 27 angedeutet sind, die längs der Walzenachse 28 aufeinanderfolgend angeordnet sind. Wei terhin zeigt Fig. 1 eine auf einer Bandauslaufseite A der in einem hier nicht dargestellten Walzgerüst angeordneten Walzen 12 unterhalb der Walzbahn 11 angeordnete Bandmessrolle 29, über welche das Walzband 11 umgeleitet wird, so dass mittels in der Bandmessrolle 29 angeordneter

Sensoren die Bandzugspannung differenziert in einzelnen in Längsrich tung der Bandmessrolle 29 einander nachfolgend angeordneten Bandzo nen 30, die jeweils auf einer gemeinsamen Bandlängsachse L mit den Temperierzonen 14 bis 27 der Walzenoberfläche 13 angeordnet sind, ge messen werden kann und so die den Temperierzonen 14 bis 27 zugeord neten Bandzugspannungen ermittelt werden können.

Wie insbesondere die Fig. 2a zeigt, sind im vorliegenden Fall sowohl die obere den Walzspalt 10 nach oben begrenzende Walze 12 als auch eine untere den Walzspalt 10 begrenzende Walze 12 jeweils mit einer auf der einer Bandeinlaufseite E des Walzspalts 10 angeordneten Reihenanord nung 32 mit sowohl Kühldüsen 33 als auch Heizdüsen 34 umfassenden Temperierdüsen versehen, wobei in dem in den Fig. 2a und 2b darge stellten Ausführungsbeispiel die Kühldüsen 33 in zwei benachbarten Rei hen 35, 36 der Reihenanordnung 32 und die Heizdüsen 34 in einer zu den Reihen 35, 36 parallelen Reihe 37 angeordnet sind. Dabei sind, wie ins besondere aus einer Zusammenschau der Fig. 1, 2a und 2b hervorgeht, jeweils zwei Kühldüsen 33 und eine Heizdüse 34 einer Temperierzone 14 bis 27 zugeordnet, derart, dass über die zwei Kühldüsen 33 und die Heiz düse 34 eine gezielte Beaufschlagung der jeweils zugeordneten Tempe rierzone 14 bis 27 mit einem Kühlfluid und/oder einem Heizfluid erfol gen kann.

Wie insbesondere die Fig. 2b zeigt, in der zur lediglich beispielhaften Erläuterung der grundsätzlichen Funktionsweise des Verfahrens ausge wählte Kühldüsen 33 und Heizdüsen 34 durch Schwärzung in einer Ak tivstellung dargestellt sind, also eine Beaufschlagung der jeweils zuge ordneten Temperierzone 14 bis 27 mit einem Kühlfluid und einem Heiz fluid erfolgt, kann die Oberflächentemperatur der Walzenoberfläche 13 in der jeweiligen Temperierzone 14 gezielt beeinflusst werden. Im vor liegenden Fall erfolgt eine Beaufschlagung der Temperierzone 23 ledig lich über eine Heizdüse 34 mit einem Heizfluid, eine Beaufschlagung der Temperierzone 21 mit sowohl einer Heizdüse 34 als auch mit einer Kühl düse 33 gleichzeitig, eine Beaufschlagung der Temperierzone 20 ledig lich mit einer Kühldüse 33 und eine Beaufschlagung der Temperierzone 19 mit sowohl zwei Kühldüsen 33 als auch einer Heizdüse 34. Ausgehend von einer Temperatur T _K des Kühlfluids von 40° und einer Temperatur T _H des Heizfluids von 80° ergibt sich also für die Temperierzone 23 eine Temperiertemperatur von 80°, für die Temperierzone 21 eine Tempier- temperatur von 60°, für die Temperierzone 20 eine Temperiertemperatur von 40° und für die Temperierzone 19 eine Temperiertemperatur von ca. 53°, in dem Fall, dass mittels der Kühldüsen 33 und der Heizdüsen 34 eine gleichzeitige und im Volumen übereinstimmende Beaufschlagung mit Kühlflüssigkeit bzw. Heizflüssigkeit erfolgt.

In den Fig. 3a und 3b ist eine Ausführungsform der Vorrichtung darge- stellt, bei der im Unterschied zu der in den Fig. 2a und 2b dargestellten Ausführungsform eine Reihenanordnung 38 mit lediglich einer Reihe 39 Kühldüsen 33 und einer Reihe 40 Heizdüsen 34 vorgesehen ist, wobei zusätzlich in einer weiteren Reihenanordnung 41 Schmierdüsen 43 vor gesehen sind, die im Unterschied zu den Kühldüsen 33 und Heizdüsen 34 die unmittelbar auf die Temperierzonen 14 bis 27 ausgerichtet sind, auf den Walzspalt 10 ausgerichtet sind und ausschließlich der Walzspalt schmierung dienen.