DE10328472A1 - Method for cold rolling metallic strip - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Kaltwalzen metallischen Bandes gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Die Erfindung kann beispielsweise zur Herstellung von Bändern aus Eisen- und Nichteisenlegierungen verwendet werden.The The invention relates to a method for cold rolling metallic Volume according to the generic term of claim 1. The invention may, for example, for the production of ribbons be used from iron and non-ferrous alloys.
Während des Kaltwalzens von warmgewalzten Bändern (Stahlbändern) können Störungen, wie ungewöhnlich große Schwankungen (Abweichungen vom Sollwert) der auslaufseitigen Banddicke (auslaufseitige Dickenabweichungen), Bandzugschwankungen und Walzkraftschwankungen besonders am Band-Kopfstück oder Band-Endstück auftreten, obwohl die gemessenen Schwankungen der einlaufseitigen Banddicke (einlaufseitige Dickenabweichungen) im üblichen und zulässigen Rahmen bleiben. Die grafische Darstellung der Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke über die Bandlänge ähnelt einem „Christbaum", so dass dieser nachteilige Effekt nachstehend auch als „Christbaum-Effekt" bezeichnet wird.During the Cold rolling of hot rolled strips (Steel strips) can disorders, how unusual size Variations (deviations from the nominal value) of the outlet side strip thickness (outlet-side thickness deviations), Bandzugschwankungen and rolling force fluctuations especially on the band header or ribbon tail occur, although the measured fluctuations of the inlet side Tape thickness (inlet side thickness deviations) in the usual and permissible Stay frame. The graphic representation of the fluctuations of the outlet side Tape thickness over The band length is similar to a "Christmas tree", so this one adverse effect hereinafter also referred to as "Christmas tree effect".
Ähnliche Probleme können auch während des Kaltwalzens von Bändern spezieller Legierungen auftreten welche vorher spannungsfrei geglüht oder mit höheren Temperaturen kaltgewalzt worden sind.Similar Problems can even during the Cold rolling of ribbons Special alloys occur which previously annealed stress-free or with higher Temperatures have been cold rolled.
Da die üblichen Banddicken-Regelungen (Monitor-Regelung oder Massenfluss-Regelung) diese auffälligen Schwankungen nicht ausreichend reduzieren können, stel len die betroffenen Bandabschnitte (insbesondere Band-Kopfstück, Band-Endstück) Ausschuss dar. Um die Bandlänge außer Toleranz möglichst klein zu halten, wird bei Massenfluss-Regelungen oft sehr langsam gefahren, was wiederum den Durchsatz reduziert. Existiert nur eine Monitor-Regelung, kann auch bei niedriger Geschwindigkeit keine Toleranzverbesserung erzielt werden.There the usual Band thickness controls (monitor control or mass flow control) these conspicuous fluctuations can not reduce sufficiently the affected band sections (in particular band head piece, band end piece) rejects dar. To the tape length out of tolerance preferably Keeping small is often very slow in mass flow control driven, which in turn reduces the throughput. Only one exists Monitor control, even at low speed can not Tolerance improvement can be achieved.
In
In
Beide
Die Erklärung für den am Band-Endstück auftretenden „Christbaum-Effekt" ist, dass der gekühlte Aufwickeldorn des Coils nicht rasch genug aus dem heißen Coil entfernt wird. Die ablaufende Kühlflüssigkeit führt zu asymmetrischen Kühlungsbedingungen und Abschnitte des Bandes können unter die Rekristallisations-Temperatur abkühlen. Dies wiederum verursacht starke Schwankungen der Härte in Abhängigkeit der Bandlänge beim Band, d. h. beim Band-Endstück vor dem Kaltwalzen.The statement for the occurring at the ribbon tail "Christmas tree effect" is that the cooled winding mandrel the coil is not removed quickly enough from the hot coil. The running coolant leads to asymmetric cooling conditions and sections of the tape can Cool below the recrystallization temperature. This in turn causes strong fluctuations in hardness dependent on the band length at the band, d. H. at the band end piece before cold rolling.
In gleicher Weise kann eine nicht einheitliche Rekristallisation aufgrund asymmetrischer Temperaturbedingungen während eines Spannungsfrei-Glühens ähnliche Probleme bezüglich schwankender Härte während des Kaltwalzens nach erfolgtem Glühen verursachen.Likewise, non-uniform recrystallization due to asymmetric temperature conditions during a stress-free anneal cause similar problems of varying hardness during cold rolling after annealing.
Ferner kann auch eine nicht einheitliche Erholung während der Lagerung des Coils nach dem Kaltwalzen mit höheren Temperaturen eines Bandes spezieller Legierung zu den vorstehend beschriebenen Problemen bezüglich schwankender Härte führen.Further may also be a non-uniform recovery during storage of the coil after cold rolling with higher Temperatures of a band of special alloy to those above described problems regarding fluctuating hardness to lead.
Diese nachteiligen Schwankungen der Härte verursachen nachteilige Schwankungen hinsichtlich der Walzkraft und der auslaufseitigen Banddicke während eines nachfolgenden Kaltwalzens.These cause adverse variations in hardness adverse variations in the rolling force and the outlet side Tape thickness during a subsequent cold rolling.
Abhängig von den Walzbedingungen, wie der Dimensionierung des Bandes, kann die Empfindlichkeit des Verhältnisses von Banddicken- zur Härteschwankung in einem weiten Bereich – beispielsweise 5μm/MPa... 50μm/MPa – variieren. Die Schwankungen hinsichtlich des Massenflusses und des Bandzuges werden hauptsächlich durch die aus der schwankenden Härte resultierenden Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke verursacht. Deshalb messen Walzanlagen mit ihren Banddicken-Erfassungseinrichtungen die Schwankungen indirekt hinsichtlich der Härte mit einer höheren Empfindlichkeit als beispielsweise offline durchgeführte Zugfestigkeitsprüfungen ausgewählter Bandstücke. Übliche Banddicken-Erfassungseinrichtungen erreichen eine Messgenauigkeit im Bereich +/- 0,3μm.Depending on The rolling conditions, such as the dimensioning of the band, the Sensitivity of the ratio from Banddicken- to Härteschwankung in a wide range - for example 5 .mu.m / MPa ... 50μm / MPa - vary. The variations in mass flow and strip tension become mainly through the out of the fluctuating hardness resulting fluctuations in the outlet side strip thickness caused. Therefore, rolling mills measure with their strip thickness detectors the variations are indirect in terms of hardness with a higher sensitivity than for example, offline tensile strength tests selected Band pieces. Usual tape thickness detectors achieve a measuring accuracy in the range of +/- 0.3μm.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Kaltwalzen metallischen Bandes anzugeben, mit dem wirksam eine Härteschwankung erkannt wird und insbesondere verhindert werden kann, dass Band-Kopfstücke und Band-Endstücke mit schwankender auslaufseitiger Banddicke entstehen.Of the Invention is based on the object, an improved method to specify for cold rolling metallic strip, with the effectively a hardness fluctuation is recognized and in particular can be prevented that band headers and tape end pieces with fluctuating outlet side strip thickness arise.
Diese Aufgabe wird in Verbindung mit den Merkmalen des Oberbegriffes erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 angegebenen Merkmale gelöst.These The object is achieved in conjunction with the features of the preamble according to the invention solved specified in the characterizing part of claim 1 features.
Die mit der Erfindung erzielbaren Vorteile bestehen insbesondere darin, dass es für die Sicherstellung einer hohen Qualität hinsichtlich des kaltgewalzten Bandes von großer Wichtigkeit ist, Variationen (Schwankungen) der Härte des (beispielsweise warmgewalzten) einlaufseitigen Bandes möglichst schnell zu identifizieren, denn dies ist hilfreich, um die während des Kaltwalzens aufgrund schwankender Härte auftretenden Probleme beherrschen zu können und und folglich die mittels des Kaltwalzens wünschenswert hohe Produktqualität hinsichtlich auslaufseitiger Banddicke zu erzielen. Durch frühzeitige Identifikation der Härteschwankung können ebenfalls die Warmwalz- bzw. Glüh- und Lagerbedingungen gleicher Bänder verbessert werden.The particular advantages of the invention are that it is for ensuring a high quality in terms of cold-rolled Bandes of great Importance is variations (fluctuations) of the hardness of the (For example, hot rolled) inlet side band as fast as possible to identify, because this is helpful to the during the Cold rolling due to fluctuating hardness problems dominate to be able to and, consequently, the product quality which is desirably high by means of cold rolling to achieve outlet side strip thickness. By early identification of the hardness variation can also the hot rolling or Annealing and Storage conditions of the same bands be improved.
Weitere Vorteile sind aus der nachstehenden Beschreibung ersichtlich.Further Advantages will be apparent from the following description.
Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet.advantageous Embodiments of the invention are characterized in the subclaims.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigen:The Invention will be described below with reference to the drawing Embodiments explained. It demonstrate:
In
Das
Band
Eine
(vorzugsweise hydraulische) Walzspaltregelung (HGC)
- • die
Winkelgeschwindigkeit wo respektive Drehzahl, Drehfrequenz, Umlaufgeschwindigkeit
der einlaufseitigen Haspel
9 , - • die
Winkelgeschwindigkeit w1 respektive Drehzahl,
Drehfrequenz, Umlaufgeschwindigkeit der auslaufseitigen Haspel
17 , - • die
aktuelle Walzkraft Fr der hydraulischen
Walzspaltregelung
15 , - • den
mittels einlaufseitiger Umlenkrolle
10 gebildeten Bandzug Ft0 des einlaufseitigen Bandes, - • den
mittels auslaufseitiger Umlenkrolle
12 gebildeten Bandzug Ft1 des auslaufseitigen Bandes, - • die
mittels Messeinrichtung
14 gewonnene auslaufseitige Bandgeschwindigkeit v1 und - • die
mittels Banddicken-Erfassungseinrichtung
11 gewonnenen Schwankungen Δh1 der auslaufseitigen Banddicke.
- • the angular speed where respectively speed, rotational frequency, rotational speed of the inlet side reel
9 . - • The angular velocity w 1 or speed, rotational frequency, rotational speed of the downstream reel
17 . - • the current rolling force F r of the hydraulic roll gap control
15 . - • the inlet side pulley
10 formed band train F t0 of the inlet side band, - • by means of the outlet side pulley
12 formed band train F t1 of the outgoing side band, - • by means of measuring equipment
14 obtained outlet side belt speed v 1 and - • the tape thickness detector
11 obtained fluctuations Δh 1 the outlet side strip thickness.
Die auslaufseitige Bandgeschwindigkeit v1 kann auch mit Hilfe anderer Messgrößen geschätzt werden.The outlet side belt speed v 1 can also be estimated with the aid of other measured variables.
Als
ausgangsseitige Signale geben diese beiden Einrichtungen
- • eine Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv0 an die Bandzugregelung
16 für die einlaufseitige Haspel9 , - • eine
Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv1 an die
Bandzugregelung
17 für die auslaufseitige Haspel13 und - • ein
Korrektursignal Δs
an die hydraulische Walzspaltregelung
15 für die Stützwalzen-Position der oberen Stützwalze2 (bzw. der unteren Stützwalze bei Unterwalzenanstellung) des Walzgerüstes1 .
- • a reel speed correction Δv 0 to the strip tension control
16 for the inlet side reel9 . - • a reel speed correction Δv 1 to the strip tension control
17 for the outlet side reel13 and - • a correction signal Δs to the hydraulic roll gap control
15 for the back-up position of the upper back-up roll2 (or the lower backup roller at Unterwalzenanstellung) of the mill stand1 ,
Wie
bereits aus den vorstehenden Erläuterungen
hervorgeht, verursachen die Schwankungen (Variationen) der Härte beim
einlaufenden Band relativ große
auslaufseitige Dickenabweichungen, Bandzugschwankungen und Walzkraftschwankungen
mit einer Frequenz, welche der Drehzahl (bzw. einem Vielfachen der
Drehzahl) der einlaufseitigen Haspel
Das
Prinzip der mittels der Identifikations- und Detektionseinrichtung
In
diesem Zusammenhang ist zu bemerken, dass lokale Erhebungen und
Unrundheiten des Coils ebenfalls Bandzugschwankungen und Schwankungen
hinsichtlich der auslaufseitigen Banddicke erzeugen, deren Frequenz
gleich ist der Frequenz und deren Harmonischen der Drehzahl der
einlaufseitigen Haspel
Bei Auftreten von lokalen Erhebungen und Unrundheiten des Coils weist das Profil der Bandzugschwankungen impulsförmige Anregungen mit nachfolgenden Schwingungen auf und ist keinesfalls rein sinusförmig. Zwar verursachen die Bandzugschwankungen aufgrund von lokalen Erhebungen und Unrundheiten des Coils ebenfalls Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke, jedoch sind diese Dickenabweichungen relativ klein im Vergleich zu den Dickenabweichungen aufgrund des „Christbaum-Effektes".When local elevations and roundnesses of the coil occur, the profile of the strip tension fluctuations has pulse-shaped excitations with subsequent oscillations and is by no means purely sinusoidal. Although the tape tension variations due to local bumps and roundnesses of the coil also cause variations in the outgoing side tape thickness, however, these thickness variations are relatively small compared to the thickness variations due to the "Christmas tree effect tes ".
Für die Identifikation eines „Christbaum-Effektes" werden die Abhaspel Drehharmonischen von Banddicke, Walzkraft und Bandzug ermittelt. Mit der Bandzugharmonischen und einem Online-Walzspalt-Modells wird eine Walzkraft-, und Banddickenharmonische berechnet. Ist die gemessene Walzkraft- und Dickenamplitude um einen vorgegebenen Schwellwert größer als die berechnete Werte und liegt keine Haspeldrehzahlabhängigkeit vor, ist damit die Härteschwankung erkannt.For identification of a "Christmas tree effect" become the uncoiler Rotational harmonics of strip thickness, rolling force and strip tension determined. With the Bandzugharmonischen and an on-line roll gap model becomes a rolling force, and band thickness harmonic calculated. Is the measured Rolling force and thickness amplitude around a predetermined threshold greater than the calculated values and is not a reel speed dependency before, is thus the Härteschwankung recognized.
Nach Identifikation und Detektion des „Christbaum-Effektes" werden die Schwankungen (Variationen) der Härte bzw. das Amplituden-Verhältnis der Schwankungen der Härte mit Hilfe eines Online-Walzspalt-Modells geschätzt.To Identification and detection of the "Christmas tree effect" become the fluctuations (variations) the hardness or the amplitude ratio the fluctuations of hardness estimated using an online nip model.
Nach Detektion eines „Christbaum-Effektes" ergeben sich prinzipiell zwei unterschiedliche Vorgehensweisen, um die gewünschte hohe Produktqualität hinsichtlich des Kriteriums „Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke" zu erzielen:
- 1) Das Band wird nach dem Kaltwalzen (erster Stich) geglüht, um die Schwankungen hinsichtlich der Härte zu beseitigen. Die aufgrund der schwankenden Härte des Bandes resultierenden Schwankungen hinsichtlich der auslaufseitigen Banddicke des ersten Durchganges (Stiches) müssen dann im darauffolgenden Stich durch die Dickenregelung kompensiert werden.
- 2) Es erfolgt online eine Kompensation der aufgrund der Härteschwankungen resultierenden Schwankungen der auslaufseitigen Banddicke.
- 1) The strip is annealed after cold rolling (first stitch) to eliminate variations in hardness. The resulting due to the fluctuating hardness of the belt fluctuations in the outlet side strip thickness of the first pass (stitch) must then be compensated in the following stitch by the thickness control.
- 2) There is an online compensation of the fluctuations in the outlet side strip thickness resulting from the hardness fluctuations.
Bei
der Vorgehensweise 2) werden die mit Hilfe des vorstehend erwähnten Online-Walzspalt-Modells
gewonnenen geschätzten
Schwankungen der Härte
verwendet, um die resultierenden auslaufseitigen Dickenabweichungen
und Bandzugschwankungen durch Einsatz einer dynamischen Walzspalt-Positionierung
und durch Vorgabe von Haspel-Geschwindigkeits-Korrekturen für die einlaufseitige
und die auslaufseitige Haspel zu kompensieren. Dies erfolgt mit
Hilfe der Kompensations- und Überwachungseinrichtung
- • eine Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv0 an die Bandzugregelung
16 für die einlaufseitige Haspel9 , - • eine
Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur Δv1 an die
Bandzugregelung
17 für die auslaufseitige Haspel13 und - • ein
Korrektursignal Δs
an die hydraulische Walzspaltregelung
15 für die Stützwalzen-Position der oberen Stützwalze2 (bzw. der unteren Stützwalze bei Unterwalzenanstellung) des Walzgerüstes1 .
- • a reel speed correction Δv 0 to the strip tension control
16 for the inlet side reel9 . - • a reel speed correction Δv 1 to the strip tension control
17 for the outlet side reel13 and - • a correction signal Δs to the hydraulic roll gap control
15 for the back-up position of the upper back-up roll2 (or the lower backup roller at Unterwalzenanstellung) of the mill stand1 ,
Bei Tandem-Walzanlagen werden außer der Stützwalzen-Position und Haspel-Geschwindigkeiten auch die Walzenumfangsgeschwindigkeiten der Gerüste korrigiert.at Tandem rolling mills are excluded the backup roller position and reel speeds too corrects the roller peripheral speeds of the stands.
Eine
Kompensations-Überwachung
schaltet die Kompensation „Haspel-Drehzahl-Korrektur Δv0 + Haspel-Drehzahl-Korrektur Δv1 + Korrektursignal Δs" automatisch auf die Bandzugregelungen
- • Einsatz einer Massenfluss-Regelung
- • Einsatz einer Massenfluss-Regelung und einer Härte-Kompensation.
- • Use of mass flow control
- • Use of mass flow control and hardness compensation.
- 11
- Walzgerüstrolling mill
- 22
- obere Stützwalzeupper supporting roll
- 33
- untere Stützwalzelower supporting roll
- 44
- obere Zwischenwalzeupper intermediate roll
- 55
- untere Zwischenwalzelower intermediate roll
- 66
- obere Arbeitswalzeupper Stripper
- 77
- untere Arbeitswalzelower Stripper
- 88th
- Bandtape
- 99
- einlaufseitige Haspel (Abhaspel)inlet side Reel (uncoiler)
- 1010
- einlaufseitige Umlenkrolle (Messrolle)inlet side Deflection roller (measuring roller)
- 1111
- auslaufseitige Banddicken-Erfassungseinrichtungoutlet side Tape thickness detecting means
- 1212
- auslaufseitige Umlenkrolle (Messrolle)outlet side Deflection roller (measuring roller)
- 1313
- auslaufseitige Haspel (Aufhaspel)outlet side Reel
- 1414
- Messeinrichtung zur Erfassung der auslaufseitigen Bandgeschwindigkeitmeasuring device for detecting the outlet side belt speed
- 1515
- hydraulische Walzspaltregelunghydraulic Gap Control
- 1616
- einlaufseitige Bandzugregelunginlet side Tension Controls
- 1717
- auslaufseitige Bandzugregelungoutlet side Tension Controls
- 1818
- Identifikations- und Detektionseinrichtungidentification and detection device
- 1919
- Kompensations- und Überwachungseinrichtungcompensation and monitoring device
- Ft0 F t0
- Bandzug des einlaufseitigen BandesBandzug the inlet side band
- Ft1 F t1
- Bandzug des auslaufseitigen BandesBandzug the outlet side band
- Fr F r
- Walzkraftrolling force
- Δh1 Δh 1
- Schwankungen der auslaufseitigen Banddickefluctuations the outlet side strip thickness
- Δs.DELTA.s
- Korrektursignal für Stützwalzen-Positioncorrection signal for back-up roller position
- v1 v 1
- auslaufseitige Bandgeschwindigkeitoutlet side tape speed
- Δv0 Δv 0
- Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur für einlaufseitige HaspelReel speed correction for inlet side reel
- Δv1 Δv 1
- Haspel-Geschwindigkeits-Korrektur für auslaufseitige HaspelReel speed correction for outlet side reel
- w0 w 0
- Winkelgeschwindigkeit respektive Drehzahl der einlaufseitigen Haspelangular velocity respectively speed of the inlet side reel
- w1 w 1
- Winkelgeschwindigkeit respektive Drehzahl der auslaufseitigen Haspelangular velocity respectively speed of the outlet side reel
Claims (6)
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