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Title:
METHOD AND SYSTEM FOR PRODUCING A METAL STRIP
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2018/082943
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a method for producing a metal strip (1), wherein the strip (1) is rolled in a rolling mill (2), wherein the strip (1) is subjected to a tension-levelling process in a tension-leveller (3) at a location after the rolling mill (2) in the conveying direction (F), and wherein the strip (1) is wound onto a reel (4) at a location after the tension-leveller (3) in the conveying direction (F). In order to increase the degree of flatness of the strip, according to the invention, the strip (1) is retained at least for a period of time under a first tensile stress (σ1) between the rolling mill (2) and the tension-leveller (3), the strip (1) is retained at least for a period of time under a second tensile stress (σ2) behind the tension-leveller (3) in the conveying direction (F), and the strip (1) is retained at least for a period of time under a third tensile stress (σ3) in the region of the tension-leveller (3), wherein the third tensile stress (σ3) is greater than the first tensile stress (σ1) and the second tensile stress (σ2). The invention also relates to a system for producing a metal strip.

Inventors:
SEIDEL JÜRGEN (DE)
ARTEL JENS (DE)
EHLS BERNHARD (DE)
HOF HARTMUT (DE)
TALEB-ARAGHI BABAK (DE)
KLEIN CHRISTOPH (DE)
Application Number:
PCT/EP2017/076887
Publication Date:
May 11, 2018
Filing Date:
October 20, 2017
Export Citation:
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Assignee:
SMS GROUP GMBH (DE)
International Classes:
B21D1/05
Foreign References:
GB2163689A1986-03-05
EP0498038A21992-08-12
EP1029819A22000-08-23
DE102012020444A12014-04-24
GB2163689A1986-03-05
DE2537188A11977-02-24
US4316376A1982-02-23
EP0906797B12004-04-07
DE19953915A12001-07-05
EP2038076B12010-03-31
EP3061535A12016-08-31
US4539830A1985-09-10
DE102013214344A12015-01-29
DE102005060046B42008-08-14
EP1230993B12007-12-19
Attorney, Agent or Firm:
KROSS, Ulrich (DE)
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Claims:
Patentansprüche:

1 . Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes (1 ), wobei das Band (1 ) in einem Walzwerk (2) gewalzt wird, wobei das Band (1 ) an einer dem Walzwerk (2) in Förderrichtung (F) nachgelagerten Stelle einem Biege- streckrichtprozess in einem Biegestreckrichter (3) unterzogen wird und wobei das Band (1 ) an einer dem Biegestreckrichter (3) in Förderrichtung (F) nachgelagerten Stelle auf einem Haspel (4) aufgehaspelt wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) zwischen dem Walzwerk (2) und dem Biegestreckrichter (3) zumindest zeitweise unter einer ersten Zugspannung (σι) gehalten wird, dass das Band (1 ) in Förderrichtung (F) hinter dem Biegestreckrichter (3) zumindest zeitweise unter einer zweiten Zugspannung (σ2) gehalten wird und dass das Band (1 ) im Bereich des Biegestreckrichters (3) zumindest zeitweise unter einer dritten Zugspannung (σ3) gehalten wird, wobei die dritte Zugspannung (σ3) größer ist als die erste Zugspannung (σι) und die zweite Zugspannung (σ2).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass die erste Zugspannung (σι) und die zweite Zugspannung (σ2) zwischen 5 und 25 N/mm2 betragen.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die dritte Zugspannung (σ3) zwischen 30 und 80 N/mm2 beträgt, vorzugsweise zwischen 40 und 60 N/mm2.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Zugspannung im Band (1 ) durch einen ersten Treiber (5) und einen zweiten Treiber (6) beeinflusst, gesteuert oder geregelt wird, wobei der erste Treiber (5) in Förderrichtung (F) vor dem Biegestreckrichter (3) und der zweite Treiber (6) in Förderrichtung (F) hinter dem Biegestreckrichter (3) angeordnet ist oder die beiden Treiber (5, 6) die Erstreckung des Biegestreckrichters (3) in Förderrichtung (F) begrenzen.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) zwischen dem ersten Treiber (5) und dem Haspeltreiber (14) optional zeitweise unter der dritten Zugspannung (σ3) gehalten wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) zwischen dem Walzwerk (2) und dem Biegestreckrichter (3) einer Kühlung in einer Kühlstrecke (7) unterzogen wird.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1 ) bei seinem Biegestreckrichtprozess eine Temperatur aufweist, die zwischen 20 °C und 750 °C liegt, vorzugsweise zwischen 200 °C und 600 °C.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass mit ihm ein Warmband hergestellt wird, das eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm aufweist.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die verschiedenen Zugniveaus σι, σ2, σ3 abhängig von Dicke, Temperatur und Bandmaterial von einem Prozessmodell vorgegeben werden. Anlage zur Herstellung eines metallischen Bandes (1 ), umfassend ein Walzwerk (2) zum Walzen des Bandes (1 ), einen dem Walzwerk (2) in Förderrichtung (F) des Bandes (1 ) nachgelagerten Biegestreckrichter (3) und mindestens einen dem Biegestreckrichter (3) in Förderrichtung (F) nachgelagerten Haspel (4), dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreckrichter (3) einen in Förderrichtung (F) vorne angeordneten ersten Treiber (5) und einen in Förderrichtung (F) hinten angeordneten zweiten Treiber (6) aufweist, wobei die beiden Treiber (5, 6) die Erstreckung des Biegestreckrichters (3) begrenzen und wobei der Abstand (a) in Förderrichtung (F) zwischen dem ersten Treiber (5) und dem zweiten Treiber (6) höchstens 20 m beträgt.

Anlage nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand (a) höchstens 5 m beträgt.

Anlage nach Anspruch 10 oder 1 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der zweite Treiber (6) in Förderrichtung (F) hinter dem Biegestreckrichter (3) optional ein Haspeltreiber (14) oder Scherentreiber ist.

Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Walzwerk (2) und dem Biegestreckrichter (3) eine Kühlstrecke

(7) angeordnet ist.

Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreckrichter (3) eine Anzahl Rollen (8) zur Einleitung eines Biegemoments in das Band (1 ) aufweist, wobei der Durchmesser der Rollen

(8) mindestens 50 mm beträgt, vorzugsweise mindestens 100 mm.

15. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegestreckrichterstrecke aus einem Biegestreckrichter bestehend aus einer Anzahl Rollen und/oder einer Rückbiegeeinheit mit mehr als einer weiteren Rolle besteht.

16. Anlage nach einem der Ansprüche 10 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegestreckrichter (3) oder/und der erste Treiber (5) oder/und der zweite Treiber (6) abhängig von der Verwendung oder nicht Verwendung der Biegestreckrichtereinheit in die Transportlinie geschoben oder neben die Transportlinie bewegt und durch einen Rollgang ersetzt werden kann.

Description:
Verfahren und Anlage zur Herstellung eines metallischen Bandes

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines metallischen Bandes, wobei das Band in einem Walzwerk gewalzt wird, wobei das Band an einer dem Walzwerk in Förderrichtung nachgelagerten Stelle einem Biegestreckrichtprozess in einem Biegestreckrichter unterzogen wird und wobei das Band an einer dem Biegestreckrichter in Förderrichtung nachgelagerten Stelle auf einem Haspel aufgehaspelt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung eine Anlage zur Herstellung eines metallischen Bandes.

Die Anforderungen an die Kaltbandplanheit bei dünnen Warmbändern, die beispielsweise direkt verkauft werden, oder an die Warmbandplanheit von Warmbändern, die längere Zeit unter Zug endlos gewalzt und gewickelt werden und bei denen nur unzureichende Planheitsmessungen vorliegen, nehmen ständig zu.

Zur Planheitsverbesserung wurden in der Vergangenheit Streckrichtmaschinen vorgeschlagen, die hinter Warmbandstraßen einsetzbar sind. Ein solcher Anwendungsfall für das Endloswalzen ist beispielsweise in der GB 2 163 689 A offenbart. Eine Anordnung von Streckrichtmaschinen vor einem Haspeltreiber oder zwischen Haspeltreiber und Haspel offenbaren die DE 2 537 188 A1 , die US 4 316 376 A, die EP 0 906 797 B1 , die DE 199 53 915 A1 , die EP 2 038 076 B1 und die EP 3 061 535 A1 . Ein Streckrichter unmittelbar hinter der Warmbandstraße wird in der US 4 539 830 A und innerhalb der Kühlstrecke in der DE 10 2013 214 344 A1 offenbart. Weitere Lösungen zeigen die DE 10 2005 060 046 B4 und die EP 1 230 993 B1 .

Die vorbekannten Lösungen gemäß den genannten Druckschriften haben verschiedene Nachteile. Der Erfindung liegt daher die A u f g a b e zugrunde, ein Verfahren und eine Anlage bereitzustellen, mit dem bzw. mit der es möglich ist, den Planheitsgrad des Bandes zu erhöhen. Die L ö s u n g dieser Aufgabe durch die Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Band zwischen dem Walzwerk und dem Biegestreckrichter zumindest zeitweise unter einer ersten Zugspannung gehalten wird, dass das Band in Förderrichtung hinter dem Biegestreckrichter zumindest zeitweise unter einer zweiten Zugspannung gehalten wird und dass das Band im Bereich des Biegestreckrichters zumindest zeitweise unter einer dritten Zugspannung gehalten wird, wobei die dritte Zugspannung größer ist als die erste Zugspannung und die zweite Zugspannung.

Die erste Zugspannung und die zweite Zugspannung betragen dabei bevorzugt zwischen 5 und 25 N/mm 2 . Die dritte Zugspannung beträgt bevorzugt zwischen 30 und 80 N/mm 2 , besonders bevorzugt zwischen 40 und 60 N/mm 2 . Ausgenommen von besagter Zugspannung sind der Kopf und das Ende des Bandes. Das Zugniveau auf der Transportstrecke vor der Biegestreckrichterstrecke und der Transportstrecke nach der Biegestreckrichterstrecke kann dabei unterschiedlich sein.

Das mittlere Zugniveau innerhalb der Streckrichterstrecke wird vorzugsweise abhängig vom Bandmaterial, der Bandtemperatur innerhalb der Richtstrecke und der Banddicke bestimmt und wird vorzugsweise mit einem Prozessmodell eingestellt und geregelt. Auch das Zugniveau in den benachbarten Transportstrecken legt ein Prozessmodell fest.

Die Zugniveaus auf der langen Transportstrecke zwischen dem letzten aktiven Walzgerüst und dem ersten Treiber des Biegestreckrichters sowie der Transportstrecke vom zweiten Treiber des Biegestreckrichters und dem Haspeltreiber oder dem Haspel ist somit niedriger als das Zugniveau innerhalb der Biegestreckrichterstrecke. Demgemäß sind die Züge im Bereich der Biege- streckrichterstrecke von den Nachbarstrecken entkoppelt.

Die Zugspannung im Band wird bevorzugt durch einen ersten Treiber und einen zweiten Treiber beeinflusst, gesteuert oder geregelt, wobei der erste Treiber in Förderrichtung vor dem Biegestreckrichter und der zweite Treiber in Förderrichtung hinter dem Biegestreckrichter angeordnet ist oder die beiden Treiber die Erstreckung des Biegestreckrichters in Förderrichtung begrenzen (im letztgenannten Fall sind die beiden Treiber also Bestandteil des Biegestreck- richters). Die unterschiedlichen Zugniveaus werden also durch die Treiber vor und hinter dem Biegestreckrichter eingestellt. Statt dem zweiten Treiber hinter dem Biegestreckrichter kann auch deren Aufgabe ein Scherentreiber oder ein Haspeltreiber übernehmen. In diesem Fall wird die erhöhte dritte Zugspannung im Bereich des Biegestreckrichters zwischen dem ersten Treiber und einem Haspeltreiber aufgebaut. Der Abstand a gilt dann zwischen dem ersten Treiber und dem Haspeltreiber. Der zweite Treiber ist dann geöffnet oder nicht installiert. Die zweite Zugspannung gilt dann nur zwischen Haspeltreiber und Haspel. Hinter dem zweiten Treiber der Biegestreckrichtereinheit kann auch noch zusätzlich mindestens ein weiterer Treiber (z. B. ein Scherentreiber) angeordnet werden.

Das Band wird bevorzugt zwischen dem Walzwerk und dem Biegestreckrichter einer Kühlung in einer Kühlstrecke unterzogen. Vorzugsweise findet eine Kühlung in Förderrichtung hinter dem Biegestreckrichter nicht mehr statt. Der Vorteil dieser Art der Kühlung des Bandes ist, dass auf diese Weise die Kühlstrecke nicht mehr die Planheit des Bandes beeinflusst.

Das Band weist bevorzugt bei seinem Biegestreckrichtprozess eine Temperatur auf, die zwischen 20 °C und 750 °C liegt, besonders bevorzugt zwischen 200 °C und 600 °C. Mit dem genannten Verfahren wird besonders vorteilhaft ein Warmband hergestellt, das eine Dicke zwischen 0,5 mm und 2,5 mm aufweist.

Die Anlage zur Herstellung eines metallischen Bandes umfasst ein Walzwerk zum Walzen des Bandes, einen dem Walzwerk in Förderrichtung des Bandes nachgelagerten Biegestreckrichter und mindestens einen dem Biegestreckrichter in Förderrichtung nachgelagerten Haspel und sieht erfindungsgemäß vor, dass der Biegestreckrichter einen in Förderrichtung vorne angeordneten ersten Treiber und einen in Förderrichtung hinten angeordneten zweiten Treiber aufweist, wobei die beiden Treiber die Erstreckung des Biegestreckrichters begrenzen und wobei der Abstand in Förderrichtung zwischen dem ersten Treiber und dem zweiten Treiber höchstens 20 m beträgt. Bevorzugt beträgt der Abstand höchstens 5 m. Hierdurch minimiert sich die Durchlaufzeit durch den Biegestreckrichter und die damit verbundene Einschnürung des Bandes infolge des Zuges.

Zwischen dem Walzwerk und dem Biegestreckrichter ist bevorzugt eine Kühlstrecke angeordnet; hinter dem Biegestreckrichter folgt bevorzugt keine Kühlstrecke mehr. Der Biegestreckrichter weist eine Anzahl Rollen zur Einleitung eines Biegemoments in das Band auf, wobei der Durchmesser der Rollen bevorzugt mindestens 50 mm beträgt, besonders bevorzugt mindestens 100 mm.

Die Biegestreckrichterstrecke beinhaltet einen Biegestreckrichter bestehend aus einer Anzahl Rollen (beispielsweise 5 Rollen) und/oder einer Rückbiegeeinheit bestehend aus weiteren Rollen (beispielsweise 3 Rollen).

Der Treiber kann in der klassischen Bauform aus aufeinander stehenden zwei Rollen bestehen oder mit einer versetzten Anordnung der Rollen ausgeführt sein, um einen Umschlingungswinkel und eine gegebenenfalls zusätzliche Drehmomentenübertragung zu erzeugen. Damit das Band infolge der Streckrichter-Rollenkühlung (was insbesondere bei der Endlos-Walzung wichtig ist) nicht übermäßig gekühlt wird, haben die Streckrichterrollen vorzugsweise eine Innenkühlung und/oder sie werden bei einer Außenkühlung mit Abstreiferplatten zum Abschirmen des Wassers vom Band ausgerüstet, damit die Haspeltemperatur nicht negativ beeinflusst wird. Die Bandkühlung in der Biegestreckrichterstrecke wird weiterhin berücksichtigt und bei der Festlegung der Zielbandtemperatur hinter der Kühlstrecke berücksichtigt, so dass die gewünschte Haspeltemperatur erzeugt wird.

Die Erfindung bezieht sich somit insbesondere auf einen Warmbiegestreckrichter hinter einer Warmbandstraße.

Die vorgeschlagene Lösung stellt somit eine Optimierung der Biegestreckrichter- anordnung sowie der Zugverteilung bereit, was in der Folge zu einem verbesserten Planheitsgrad des hergestellten Bandes führt.

Eine gute Planheitsverbesserung mittels eines Biegestreckrichtprozesses ergibt sich bei gegebenem Bandmaterial bei hohen Bandzügen, hohen Bandtem- peraturen und kleinen Biegeradien des Bandes, d. h. bei kleinen Richtrollendurchmessern. Zu kleine Richtrollendurchmesser sind jedoch bezüglich Wartungsaufwand, Standzeit bzw. Rollenverschleiß nachteilig. Zu hohe Züge und/oder zu hohe Bandtemperaturen ergeben große Breiteneinschnürungen auf der langen Strecke zwischen dem letzten Walzgerüst der Warmbandstraße und dem Haspel. Die Breiteneinschnürung infolge Bandzuges ist unter anderem auch abhängig vom Planheitszustand selbst und damit schwierig zu bestimmen. Weiterhin beeinflusst die Kühlstrecke ebenfalls den Planheitszustand des Bandes.

Bei Berücksichtigung dieser Erkenntnisse ergibt sich eine optimale Streck- richteranordnung, die sich insbesondere durch die obigen Merkmale auszeichnet. In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:

Fig. 1 schematisch in der Seitenansicht eine Anlage zur Herstellung eines Bandes und

Fig. 2 den Verlauf der Zugspannung im Band über der Erstreckung in Längsrichtung der Anlage.

In Figur 1 ist eine Anlage zur Herstellung eines Stahlbandes 1 dargestellt, wobei von einem Walzwerk 2 nur das letzte Walzgerüst angedeutet ist, von dem aus das Band 1 in Förderrichtung F in Richtung eines Haspels 4 ausläuft (beispielhaft vorgesehen sind hier zwei Haspel 4). Zwischen dem Walzwerk 2 und dem Haspel 4 ist ein Biegestreckrichter 3 angeordnet, in dem das Band durch einen Biegestreckrichtprozess gerichtet wird.

Der Biegestreckrichter 3 wird von einem ersten Treiber 5 und einem zweiten Treiber 6 in seiner Erstreckung in Förderrichtung F begrenzt, wobei zwischen den beiden Treibern 5, 6 ein Abstand a vorliegt. Der Biegestreckrichter 3 weist eine Anzahl von Rollen 8 auf, die zur Aufbringung entsprechender Biegebeanspruchung auf das Band 1 in an sich bekannter Weise ausgebildet sind.

Vorgesehen ist eine Kühlstrecke 7, die zwischen dem Walzwerk 2 und dem Biegestreckrichter 3 angeordnet ist und mit der das Band 1 gekühlt werden kann. Weiterhin sind in Figur 1 einige Komponenten angedeutet, die für die Durchführung des Produktionsprozesses des Bandes 1 relevant sind, nämlich eine Planheitsmessvorrichtung 9, eine Temperaturmessvorrichtung 10, eine Temperaturmessvorrichtung 1 1 , eine Schere 12 sowie eine Haspel-Temperaturmessvorrichtung 13. Die Förderung des Bandes 1 zwischen dem Walzwerk 2 und dem Haspel 4 ergibt sich aus dem Zusammenspiel des letzten Walzgerüsts des Walzwerks, des ersten und des zweiten Treibers 5, 6 und im Ausführungsbeispiel durch einen Haspeltreiber 14. Durch entsprechende Regelung der genannten Komponenten und insbesondere des ersten und des zweiten Treibers 5, 6 kann die Zugspannung im Band beeinflusst werden.

Wie dies erfindungsgemäß erfolgt, ergibt sich aus der Darstellung gemäß Figur 2, wo der Verlauf der Zugspannung über der Strecke s (in Förderrichtung F verlaufend) dargestellt ist.

Zu erkennen ist, dass zwischen dem Walzwerk 2 und dem Biegestreckrichter 3 zunächst eine erste Zugspannung σι vorliegt, die bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 25 N/mm 2 liegt.

Zwischen dem Biegestrickrichter 3 und dem Haspel 4 liegt eine zweite Zugspannung < 2 vor, die ebenfalls bevorzugt in einem Bereich zwischen 5 und 25 N/mm 2 liegt. Dabei müssen die beiden Zugspannung σι und σ 2 keinesfalls gleich sein.

Indes liegt die Zugspannung im Bereich des Biegestreckrichters 3 auf einem höheren Niveau. Die hier vorliegende dritte Zugspannung σ3 liegt in einem bevorzugten Bereich zwischen 40 und 60 N/mm 2 . Vorteilhaft ist dabei vorgesehen, dass der Abstand a relativ kurz ist und sich bevorzugt lediglich über etwa 5 m erstreckt. Hierdurch ist die Durchlaufzeit durch den Biegestreckrichter 3 gering, woraus sich auch eine nur geringe Einschnürung des Bandes infolge des Zuges ergibt. Zum Trennen der Bänder wird beim Endloswalzen die Schere 12 eingesetzt. Die Zugspannung σ 2 ist dadurch für einen kurzen Zeitraum = 0. Der Treiber 6 übernimmt denn den Zuganteil σ 2 , um den Zug σ 3 im Biegestrecknchterbereich aufrecht halten zu können.

Der Biegestreckrichtprozess wird hierdurch wesentlich verbessert. Dies gilt insbesondere, wenn der Prozess mit weiteren Parametern betrieben wird, wie es oben erläutert wurde.

Dies gilt insbesondere mit Blick auf die Temperaturführung, die bevorzugt so gewählt wird, dass das Band 1 im Bereich des Biegestrickrichters 3 eine Temperatur zwischen 200 °C und 600 °C aufweist.

Bezugszeichenliste:

1 Band

2 Walzwerk

3 Biegestreckhchter

4 Haspel

5 erster Treiber

6 zweiter Treiber

7 Kühlstrecke

8 Rolle

9 Planheitsmessvornchtung

10 Temperaturmessvorrichtung

1 1 Temperaturmessvorrichtung

12 Schere

13 Haspel-Temperaturmessvorrichtung

14 Haspeltreiber σι erste Zugspannung

02 zweite Zugspannung

σ3 dritte Zugspannung

a Abstand

s Strecke

F Förderrichtung