DE10323811A1

DE10323811A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Zugrecken von metallischen Bändern und Zugreckanlage

Info

Publication number: DE10323811A1
Application number: DE10323811A
Authority: DE
Inventors: Rolf Dr mont. Dipl.-Ing. Noé; Andreas Dipl.-Ing. Noé
Original assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Current assignee: BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Priority date: 2003-05-23
Filing date: 2003-05-23
Publication date: 2005-01-13
Also published as: DE502004000267D1; US7013693B2; EP1479460B1; EP1479460A1; US20050016241A1; ES2252710T3; ATE316830T1

Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zum kontinuierlichen Zugrecken von metallischen Bändern, wobei das Band zwischen einem Bremsrollensatz und einem Zugrollensatz drei oder mehr Reckzonen durchläuft und in diesen Reckzonen im plastischen Bereich und/oder elastischen Bereich gereckt wird, um optimale Planheitsergebnisse zu erreichen.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Zugrecken von metallischen Bändern, insbesondere von Bändern mit einer Banddicke von 0,05 mm bis 1,5 mm, wonach das jeweilige Band einen Bremsrollensatz und einen Zugrollensatz durchläuft und zwischen beiden Rollensätzen im Zuge seiner Reckung im plastischen Bereich einem Streckzug unterworfen wird. Eine Reckung im plastischen Bereich wird häufig auch als elastisch-plastische Reckung bezeichnet, weil beim Überschreiten der Streckgrenze des betreffenden Bandmaterials eine Restelastizität in dem Bandmaterial verbleibt.

Es ist bekannt, zum Planieren von dünnen metallischen Bändern Zugreckanlagen mit einem Bremsrollensatz und einem Zugrollensatz einzusetzen. Beide Rollensätze weisen regelmäßig zwei oder mehr Rollen auf, die mit gestaffelten Drehmomenten und folglich Streckzügen beaufschlagt werden, so dass schließlich der für die gewünschte Reckung erforderliche Streckzug zwischen dem Bremsrollensatz und dem Zugrollensatz erreicht wird. Im Zuge des Reckvorganges wird die plastische Längung des betreffenden Bandes aus der Reduzierung der Banddicke und Bandbreite bezogen. Dabei treten Längsspannungen und daraus resultierende Querspannungen auf, welche vom Bandmaterial abhängig sind. Daraus können in der Bandmitte größere Längsformänderungen resultieren, die einerseits zu mehr oder minder starken Mittenschüsseln führen, andererseits zu ungleichmäßig über die Bandbreite verteilte Restspannungen. Um die bei der plastischen Reckung auftretenden Verformungen auf ein Minimum zu reduzieren und folglich die Bildung von Mittenschüsseln sowie ungleichmäßig verteilte Restspannungen nahezu zu eliminieren, kennt man ein Verfahren der eingangs beschriebenen Ausführungsform, wonach das Band in einem zwischen dem Bremsrollensatz und dem Zugrollensatz zwischengeschalteten Zugreckrollenpaar dem zu seiner Reckung im plastischen Bereich erforderlichen Streckzug unterworfen wird (vgl. DE 39 12 676 C2 ).

Ferner kennt man Zugreckanlagen für Stahl- und Metallbänder mit einem Bremsrollensatz und einem Zugrollensatz, bei denen zwei Reckzonen verwirklicht sind, um verbesserte Planheitsergebnisse zu erzielen. Dazu wird beispielsweise die Länge der ersten Reckzone und der zweiten Reckzone auf die jeweils maximale Bandbreite abgestimmt (vgl. DE 101 14 883 C1 ).

Der Erfindung liegt das technische Problem zu Grunde, ein Verfahren zum kontinuierlichen Zugrecken von metallischen Bändern der eingangs beschriebenen Ausführungsform anzugeben, mit dem sich optimierte Planheitsergebnisse erzielen lassen.

Zur Lösung dieses Problems lehrt die Erfindung, dass das Band zwischen beiden Rollensätzen drei oder mehr Reckzonen durchläuft und in diesen Reckzonen im plastischen (bzw. elastisch-plastischen) Bereich und/oder elastischen Bereich gereckt wird. Durch die zumindest dritte und folglich zusätzliche Reckzone wird überraschenderweise eine weitere Vergleichmäßigung der Längsspannungsverteilung und der daraus resultierenden Bandlängs- und -querformänderungen erreicht. Daraus resultieren optimale Richtergebnisse. Dabei kann das Band in allen Reckzonen im plastischen Bereich gereckt werden. Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist jedoch vorgesehen, dass – bei Verwirklichung von drei Reckzonen – das Band in der einlaufseitigen Reckzone und in der auslaufseitigen Reckzone im plastischen Bereich gereckt wird und in der zwischen diesen Zonen befindlichen mittleren Reckzone lediglich einer im elastischen Bereich liegenden Bandzugspannung unterworfen wird. Daraus resultiert eine Abrundung der Fließkurve im Spannungs-Dehnungs-Schaubild beim Überschreiten der Streckgrenze zwischen dem elastischen und plastischen Bereich, weil eben das Band in der mittleren Reckzone eine Entlastung vom plastischen in den elastischen Bereich und eine Wiederbelastung von dem elastischen Bereich in den plastischen Bereich erfährt. Um diesen Effekt zu optimieren, liegt die Bandzugspannung in der mittleren Reckzone bei ≤ 80 %, vorzugsweise ≤ 50 % der Streckgrenze des betreffenden Bandmaterials. In diesem Zusammenhang ist vorgesehen, dass das Band die mittlere Reckzone mit einer Verweildauer von ≥ 1 Sekunde durchläuft.

Werden im Rahmen der Erfindung mehr als drei Reckzonen vorgesehen, beispielsweise fünf Reckzonen, so lehrt die Erfindung in entsprechender Weise, dass das Band beim Durchlaufen von fünf Reckzonen in den beiden einlaufseitigen Reckzonen und in den beiden auslaufseitigen Reckzonen im plastischen Bereich und in der mittleren Reckzone im elastischen Bereich gereckt wird bzw. die Bandzuspannung im elastischen Bereich liegt. Durch das Zurückführen der Bandzugspannung auf den elastischen Bereich wird bei drei, fünf oder mehr Reckzonen praktisch die Verwirklichung von zwei getrennten Zugreckanlagen simuliert. Folglich resultiert aus dem erfindungsgemäßen Verfahren eine besonders kompakte und raumsparende Bauweise für die zur Durchführung des Verfahrens erforderliche Zugreckanlage. Ferner sieht die Erfindung vor, dass das Band nach dem Durchlaufen der einlaufseitigen Reckzone oder Reckzonen aufgewickelt und abgewickelt wird. Durch dieses Zwischen-Aufwickeln werden überraschenderweise Kriecheffekte im späteren Coil kompensiert.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Zugreckanlage, die zur Durchführung des beanspruchten Verfahrens besonders geeignet ist und sich durch einfache und funktionsgerechte Bauweise auszeichnet. Diese Zugreckanlage ist dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bremsrollensatz und dem Zugrollensatz zwei oder mehr Zugreckrollenpaare angeordnet sind, wobei die einlaufseitige Reckzone zwischen den beiden Zugreckrollen des einlaufseitigen Zugreckrollenpaares, die auslaufseitige Reckzone zwischen den beiden Zugreckrollen des auslaufseitigen Zugreckrollenpaares und die mittlere Reckzone zwischen den beiden Zugreckrollenpaaren gebildet ist. Sind dagegen zwischen dem Bremsrollensatz und dem Zugrollensatz vier Zugreckrollenpaare angeordnet, dann befinden sich zwei Reckzonen jeweils zwischen den beiden Zugreckrollen der beiden einlaufseitigen Zugreckrollenpaare und zwei Reckzonen jeweils zwischen den beiden Zugreckrollen der beiden auslaufseitigen Zugreckrollenpaare, während sich die mittlere Reckzone zwischen dem letzten einlaufseitigen Zugreckrollenpaar und dem ersten auslauf seitigen Zugreckrollenpaar befindet. Weiter lehrt die Erfindung, dass zumindest jeweils eine Zugreckrolle der Zugreckrollenpaare als eine konkave/konvexe Zugreckrolle mit jeweils unterschiedlich einstellbarer Geometrie ausgebildet ist. Bei derartigen Zugreckrollen ist der Rollenmantel zwischen einer konvexen Außenwölbung und einer konkaven Innenwölbung einstellbar, um auch auf diesem Wege im Zuge des Planierens von metallischen Bändern Randwellen und Mittenschüsseln in erheblichem Maße zu verringern oder ganz zu eliminieren (vgl. DE 42 30 243 C1 ). Insoweit wird im Übrigen auch eine verbesserte Anpassung an unterschiedliche Bandbreiten erreicht. Endlich sieht die Erfindung vor, dass das Band in den einzelnen Reckzonen jeweils von einem oder mehreren Linearmotoren beaufschlagt ist. Der Einsatz von Linearmotoren setzt den Einsatz von Metallbändern aus nichtferomagnetischem Material, zum Beispiel Bundmetall voraus und ermöglicht eine feinfühlige und gezielte Einstellung der Spannungsverteilung (vgl. DE 197 19 994 A1 ).

Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
1 eine Zugreckanlage mit drei Reckzonen in schematischer Seitenansicht und
2 ein Spannungs-Dehnungs-Schaubild.
In den Figuren ist eine Zugreckanlage zum kontinuierlichen Zugrecken von dünnen Metallbändern 1 aus insbesondere Stahl, Edelstahl, Aluminium oder dergleichen mit einer Banddicke zwischen 0,05 mm und 1,5 mm dargestellt. Diese Zugreckanlage weist in ihrem grundsätzlichen Aufbau einen Bremsrollensatz 2 und einen Zugrollensatz 3 auf. Zwischen dem Bremsrollensatz 2 und dem Zugrollensatz 3 sind nach dem Ausführungsbeispiel zwei Zugreckrollenpaare 4, 5 und 6, 7 angeordnet, wobei eine einlaufseitige Reckzone I zwischen den beiden Zugreckrollen 4, 5 des einlaufseitigen Zugreckrollenpaares, eine auslaufseitige Reckzone III zwischen den beiden Zugreckrollen 6, 7 des auslaufseitigen Zugreckrollenpaares und eine mittlere Reckzone II zwischen den beiden Zugreckrollenpaaren 4, 5 und 6, 7 gebildet ist. Die Verspannung von Bremsrollensatz, Zugreckreckrollenpaaren und Zugrollensatz kann in bekannter Weise erfolgen. Zumindest jeweils eine Zugreckrolle 4 bzw. 6 der Zugreckrollenpaare 4, 5 und 6, 7 kann als eine konkave/konvexe Zugreckrolle mit jeweils unterschiedlich einstellbarer Geometrie ausgebildet sein. Außerdem kann das Band 1 in den einzelnen Reckzonen I, II, III jeweils von einem oder mehreren Linearmotoren beaufschlagt sein, was nicht gezeigt ist.
Bei der dargestellten Zugreckanlage durchläuft das Band 1 zwischen dem Bremsrollensatz 2 und dem Zugrollensatz drei Reckzonen I, II, III und wird in diesen Reckzonen im plastischen Bereich und/oder elastischen Bereich gereckt. Nach einer Ausführungsform wird das Band in der einlaufseitigen Reckzone I und in der auslaufseitigen Reckzone III im plastischen Bereich gereckt und in der zwischen diesen beiden Zonen befindlichen mittleren Reckzone II lediglich einer im elastischen Bereich liegenden Bandzugspannung unterworfen. Daraus resultiert die in dem Spannungs-Dehnungs-Schaubild dargestellte Abrundung 8 der Fließkurve 9 beim Überschreiten der Streckgrenze des betreffenden Bandmaterials und folglich im Übergangsbereich von dem elastischen Bereich in den plastischen Bereich. Dabei ist zur Verdeutlichung einmal die Fließkurve für eine dreimal plastische Reckung
I → II → III
und mit einer Zwischenentlastung in der mittleren Reckzone
I → II' → III'
und folglich mit lediglich einer elastischen Reckung in der mittleren Reckzone II dargestellt. Die gestrichelt dargestellte Abrundung 8 der Fließkurve 9 wird um so deutlicher, je länger das betreffende Band 1 in der mittleren Reckzone II einer im elastischen Bereich liegenden Bandzugspannung unterworfen wird.

Claims

Verfahren zum kontinuierlichen Zugrecken von metallischen Bändern, insbesondere mit einer Banddicke von 0,05 mm bis 1,5 mm, wonach das jeweilige Band einen Bremsrollensatz und einen Zugrollensatz durchläuft und zwischen beiden Rollensätzen im Zuge seiner Reckung im plastischen Bereich einem Streckzug unterworfen wird, dadurch gekennzeichnet, dass das Band zwischen beiden Rollensätzen drei oder mehr Reckzonen durchläuft und in diesen Reckzonen im plastischen Bereich und/oder elastischen Bereich gereckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band in allen Reckzonen im plastischen Bereich gereckt wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Band in der einlaufseitigen Reckzone und in der auslaufseitigen Reckzone im plastischen Bereich gereckt wird und in der zwischen diesen Zonen befindlichen mittleren Reckzone einer im elastischen Bereich liegenden Bandzugspannung unterworfen wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Bandzugspannung in der mittleren Reckzone bei ≤ 80 %, vorzugsweise ≤ 50 % der Streckgrenze des Bandmaterials liegt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Band die mittlere Reckzone mit einer Verweildauer ≥ 1 Sekunde durchläuft.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Band beim Durchlaufen von fünf Reckzonen in den beiden einlaufseitigen Reckzonen und in den beiden auslaufseitigen Reckzonen im plastischen Bereich und in der mittleren Reckzone im elastischen Bereich gereckt wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Band nach dem Durchlaufen der einlaufseitigen Reckzone oder Reckzonen zwischenaufgewickelt wird.
Zugreckanlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7, mit einem Bremsrollensatz und einem Zugrollensatz, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem Bremsrollensatz (2) und dem Zugrollensatz (3) zwei oder mehr Zugreckrollenpaare (4, 5 und 6, 7) angeordnet sind, wobei eine einlaufseitige Reckzone (I) zwischen den beiden Zugreckrollen (4, 5) des einlaufseitigen Zugreckrollenpaares, eine auslaufseitige Reckzone (III) zwischen den beiden Zugreckrollen (6, 7) des auslaufseitigen Zugreckrollenpaares und eine mittlere Reckzone (II) zwischen den beiden Zugreckrollenpaaren (4, 5 und 6, 7) gebildet ist.
Zugreckanlage nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest jeweils eine Zugreckrolle (4 und 6) der Zugreckrollenpaare als eine konkave/konvexe Zugreckrolle mit jeweils unterschiedlich einstellbarer Geometrie ausgebildet ist.
Zugreckanlage nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Band (1) in den einzelnen Reckzonen (I, II, III) jeweils von einem oder mehreren Linearmotoren beaufschlagt ist.