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Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Ändern der Spannungsverteilung
über die Bandbreite beim Walzen von Band unter Zug durch eine außerhalb des Walzspaltes
vorgenommene unterschiedliche, über die Bandbreite sich stetig ändernde Auslenkung
des Bandes der Walzebene und Vorrichtungen zur Durchführung dieses Verfahrens. Die
Erfindung hat sich dabei die Aufgabe gestellt, die Änderung der Spannungsverteilung
so vorzunehmen, daß die beim Walzen von Band, insbesondere von Stahlband auftretenden
dickenabweichungen beseitigt werden. Diese Dickenabweichungen bestehen z. B. beim
Walzen von Kaltband aus einer Art Doppel-Konvexprofil des Bandes, d. h. die Stärke
des Bandes nimmt von der Bandmitte her nach beiden Seiten mehr oder weniger gleichmäßig
ab.
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Es ist bereits ein Verfahren bekannt (USA.-Patentschrift 2121929)
nachdem bei Warmbandwalzwerken jeweils eine Arbeitswalze eines jeden Gerüstes mit
einem konkaven und eine mit einem konvexen Mantelprofil zu versehen. Dabei wechselt
in Bandlaufrichtung die obere Anordnung einer konkaven mit einer konvexen Arbeitswalze
ab, so daß das Band beim Durchlaufen ständig abwechselnd nach oben und nach unten
gekrümmt wird. Der Krümmungsradius wird dabei bis zum Erreichen des Fertigungsgerüstes
immer kleiner gehalten bis zum ebenen Austritt aus dem Fertiggerüst. Die Anwendung
dieses Verfahrens soll dem Absprengen des Walzzunders dienen, und die Bandzugverteilung
über die Bandbreite ändern; es eignet sich jedoch nicht zur Dickenkorrektur, da
das Band ohne Rücksicht darauf, ob eine Dickenabweichung vorliegt oder nicht, stetig
nach festgelegten Werten abgebogen wird. Darüber hinaus können die ständigen Bandzugänderungen
sogar unerwünschte Dickenänderungen erst hervorrufen.
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Man hat auch schon vorgeschlagen (deutsche Patentanmeldung B
11937) in Längsrichtung gleichmäßig starke Bleche oder Bänder dadurch herzustellen,
daß in Abhängigkeit von einer gemessenen Dickenabweichung der Haspelzug geändert
wird. Die Banddickenabweichung wird über an den Anstellspindeln angeordnete Druckmeßgeräte
ermittelt, deren Ausgangssignale über Verstärker zur Steuerung des Haspelmotors
dienen. Auf diese Weise kann zwar der Bandzug insgesamt, nicht aber die Bandzugverteilung
über die Bandbreite geändert werden, da die Druckmeßgeräte unabhängig von der Lage
der jeweiligen Dickenabweichung in bezug auf die Bandbreite arbeiten.
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Schließlich ist es auch schon bekannt (USA.-Patentschrift 3
081651) zur Korrektur von Dickenabweichungen quer zur Walzrichtung in Abhängigkeit
von der Gemessenen Dickenabweichung des Bandes die Bandzugverteilung über die Bandbreite
mittels Auslenkung des Bandes durch eine Biegewalze zu ändern. Die Auslenkung des
Bandes wird dabei je nach der gemessenen Dickenabweichung durch zwei starre Biegewalzen
mehr oder minder stark gegenüber der horizontalen, eigentlichen Walzebene geneigt,
vorgenommen. Dabei liegen aber die beiden Walzen stets parallel zueinander in einer
vertikalen Schwenkebene und das Band wird in dem Spalt zwischen den Walzen nicht
gekrümmt. Dies hat zur Folge, daß die Änderung der Spannungsverteilung mit einem
Walzenpaar jeweils nur von der einen oder der anderen Bandkante her in einer Richtung
über die gesamte Bandbreite möglich ist und eine eventuelle Gegenkorrektur von der
anderen Bandkante her, mit einem zweiten in Bandbewegungsrichtung nachfolgend angeordneten
Walzenpaar erfolgen muß. Neben der Notwendigkeit der Anwendung zweier solcher vollständiger
schwenkbarer Walzenpaare, ergibt sich dabei noch der weitere Nachteil, daß die Änderungen
der Spannungsverteilung von der Bandmitte nach der einen und der anderen Bandseite
in Bandlängsrichtung örtlich nicht zum gleichen Zeitpunkt erfolgen und deshalb leicht
Verwindungsspannungen über die Bandlänge hervorgerufen werden.
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Die Erfindung schlägt demgegenüber vor, die Auslenkung von einem Höchst-
oder Mindestwert in der Bandmitte nach den beiden Bandkanten hin stetig ab- oder
zunehmend in der gleichen Richtung vorzunehmen, d. h. ein von der Bandmitte her
gesehen symmetrisches Spannungsverteilungsbild zu erzeugen. Diese Auslenkung kann,
wie die Erfindung weiter vorsieht, mittels einer einzelnen Auslenkrolle vorgenommen
werden, die in an sich bekannter Weise durch außerhalb der beiden Lager der Rolle
angreifende Stehmittel ausbiegbar ist. An Stelle dieser Auslenkrolle läßt sich auch
ein Auslenkrollenpaar verwenden, das nach Art der bereits erläuterten Rollenanordnung
zur Walzzunderabsprengung in Warmbandwalzwerken aus einer Rolle mit konvexen und
einer Rolle mit konkaven Mantellinienverlauf besteht.
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Wie sich die Erfindung im einzelnen verwirklichen und weiter ausgestalten
läßt, wird an Hand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen im einzelnen
erläutert. Dabei zeigt F i g. 1 eine Seitenansicht einer erfindungsgemäßen Vorrichtung
zur Banddickenkorrektur, F i g. 2 eine Draufsicht auf die in F i g. 1 dargestellte
Vorrichtung, F i g. 3 eine Ansicht der in F i g. 1 dargestellten Vorrichtung in
Bandrichtung, F i g. 4 eine vergrößerte Seitenansicht der in F i g. 1 dargestellten
Vorrichtung zur Dickenkorrektur, F i g. 5 eine Schemaskizze, aus der sich die Durchbiegung
der erfindungsgemäßen Deflektionswalze in Abhängigkeit von der Art des Biegemomentes
ergibt, F i g. 6 eine Ansicht in Bandrichtung eines zweiten Ausführungsbeispiels
und F i g. 7 einen Vertikalschnitt durch die in F i g. 6 dargestellte Vorrichtung
nach der Linie VII-VII.
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Im Fertiggerüst 10 liegen zwei Arbeitswalzen 11, sowie entsprechende
Stützwalzen 12; der Auslaufseite des Fertiggerüstes 10 ist eine Zug- und Umlenkvorrichtung
13 nachgeschaltet, die im wesentlichen aus zwei übereinanderliegenden Rollen 14
und 15 besteht, um die das Band S herumgeführt werden kann. Das Band S kann jedoch,
wie sich aus F i g. 1 ergibt, auch horizontal über die Zug- und Umlenkrollen 14,15
hinweggeführt werden, wobei der Bandzug dann durch einen Haspel 17 aufgebracht
wird. Auf dem Haspel 17 der F i g.1 sind sowohl die erste Windung als auch die letzte
Windung eines Bundes C dargestellt.
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Zwischen den Zug- und Biegerollen 14,15 und dem Haspel 17 befindet
sieh die erfindungsgemäße Vorrichtung 18 zur Korrektur von Dickenabweichungen.
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Die Vorrichtung 18 zur Banddickenkorrektur besteht aus einem Rahmen
19 mit einer Traverse 21, auf der die ortsfesten Innenlager 22, 23 der erfindungsgemäßen
Deflektionswalze
25 ortsfest angeordnet sind. Die beiden inneren Lager 22, 23 unterteilen die Auslenkrolle
25 in einen mittleren Teil 26 sowie in zwei äußere Teile 27 und 28. Die Vorrichtung
18 ist so ausgelegt, daß nur der mittlere Teil 26 mit dem Band S in Berührung kommt.
Die Enden der Auslenkrolle 25 liegen in äußeren höhenverstellbaren Lagern 29 und
30 innerhalb von Lagergehäusen 31 und 32. Die Lagergehäuse 31, 32 sitzen auf vertikalen
Stellschrauben 33, 34, zur Höhenverstellung der Enden der Auslenkrolle 25.
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Die Stellschraube 33 kämmt mit der Schnecke einer horizontalen Stellwelle
35, die durch eine Hohlwelle 37 geführt ist und in einem Handrad 36 endet. Die Hohlwelle
37 trägt an ihrem freien Ende ein Handrad 38 und am anderen Ende ein Zahnrad, das
über eine Kette 39 mit einem Zahnrad 41 einer horizontalen Stellwelle 42 verbunden
ist, deren als Schnecke ausgebildetes freies Ende mit der Stellschraube 34 kämmt.
Das eine Ende der Auslenkrolle 25 ist mit einem Antriebsmotor 43 verbunden, dessen
Drehzahl auf die Bandgeschwindigkeit abgestellt ist. Durch Betätigung der beiden
Stellschrauben 33 und 34 werden die äußeren Teile 27,28 der Auslenkrolle
25 abgebogen, wobei gleichzeitig der mittlere Teil 26 der Auslenkrolle 25 in Richtung
auf das Band oder von diesem weg durchgebogen wird. Die Art der Durchbiegung der
Auslenkrolle 25 ist schematisch in F i g. 5 dargestellt. Zur Anzeige der Walzendurchbiegung
ist an dem einen Ende der Auslenkrolle 25 ein über einer Skala 45 liegender Zeiger
44 angeordnet (F i g. 4).
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Die Länge der beiden äußeren Teile 27,28 der Auslenkrolle 25
ist größer als die Hälfte des Mittelteiles 26, so daß sich die Walzenenden entsprechend
stärker durchbiegen als der Mittelteil 26. An Stelle der beiden Stellschrauben 33,
34 können selbstverständlich auch andere Mittel zur Vertikalverstellung der Walzenenden
benutzt werden. Ebenso kann die erfindungsgemäße Vorrichtung auch auf der Einlaufseite
des Fertiggerüstes 10 angeordnet sein, doch ist die in F i g. 1 dargestellte Anordnung
vorzuziehen, da die Zug- und Biegewalzen 14,15 einen niedrigen Bandzug zwischen
ihnen und dem Bandhaspel 17 bedingen. Auf diese Weise wird die negative Auswirkung
der Exzentrizität des Bundes C bzw. Haspels 17 auf die Banddicke weitestgehend ausgeschaltet.
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Zur Erläuterung der Wirkung der erfindungsgemäßen Vorrichtung kann
man davon ausgehen, daß beim Walzen eines Stahles mit mittlerem Kohlenstoffgehalt
Zugkräfte von 0 - 1,8-2,5 t/cm2 für die Dickenkorrektur erforderlich sind. Die Bestimmung
des Bandzugunterschiedes, d. h., des Unterschiedes zwischen dem maximalen und dem
minimalen Längszug ergibt sich aus den nachfolgenden Gleichungen: Sd = Bandzugunterschied
L = Bandlänge unter Zug d L = elastische Dehnung E = Elastizitätsmodul
Angenommen, daß L = 300 cm und E = 2,2.103 (t/cm2) und Sd = 2,2 t/cm2 ist,
dann ergibt sich:
Aus der vorstehenden Gleichung (2) ergibt sich, daß die Auslenkrolle 25 so ausgelegt
werden muß, daß sie in der Lage ist, auf das Band eine elastische Dehnung von etwa
0,3 cm aufzugeben. Dies ist mit der in der Zeichnung dargestellten Vorrichtung ohne
weiteres möglich, wenn der Haspel 17 so angeordnet ist, daß das Band S die Auslenkrolle
25 teilweise umschlingt. Die für eine elastische Auslenkung bzw. Dehnung von etwa
0,3 cm erforderliche Walzendurchbiegung ergibt sich wie folgt: a = Umschlingung
der Auslenkrolle 25, durch das Band in Winkelgrad, d = Walzendurchbiegung (s. F
i g. 5), D = der Durchmesser der Auslenkrolle.
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Bei der Errechnung von D beginnen wir mit der Gleichung:
ist. Wenn a = 60° ist, ergibt sich für die Walzendurchbiegung
Aus Vorstehendem ergibt sich, daß sich bei einer bis 0,3 cm biegbaren Auslenkrolle
und einem Umschlingungswinkel von 60° eine wirksame Änderung der Zugverteilung über
die Bandbreite ergibt, wobei mit steigendem Bandzug für einen gegebenen Walzspalt
die Dickenreduzierung ebenfalls ansteigt. Versuche haben ergeben, daß eine verhältnismäßig
große Durchbiegung der Auslenkrolle bei üblichen Umschlingungswinkeln erforderlich
ist. Dabei kann es vorkommen, daß die Änderung des Umschlingungswinkels a von Einfluß
ist, so daß die Durchbiegung der Auslenkrolle entsprechend geändert werden muß.
Die Auslenkrolle 25 kann auch ballig ausgebildet sein, wodurch die Auslenkwirkung
erhöht wird.
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In den F i g. 6 und 7 ist ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung
dargestellt, bei dem in einem Walzenständer 46 zwei gemeinsam verstellbare Walzen
47, 48 angeordnet sind. Die obere Walze 47 ist konvex und die untere Walze 48 konkav
ausgebildet, wobei die Krümmungsradien der Oberflächen gleich sind. Der Spalt zwischen
den beiden Walzen 47,48
ist so groß, daß ein Band berührungsfrei
hindurchgeführt werden kann. Die gemeinsame Verstellung der beiden Walzen 47, 48
in der Vertikalen erfolgt durch Stellschrauben 49, wobei Kolbenzylinder 50 die Walzen
gegen die Schrauben 49 drücken. Über Antriebswellen 51 sind die Walzen 47,48 angetrieben.
Wie sich aus F i g. 7 ergibt, liegt die Biegevorrichtung zwischen dem Fertiggerüst
52 einerseits und einer Stützwalze 53 andererseits.
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Durch gemeinsame Vertikalverstellung der Walzen 47, 48 kann das Band
entweder durch die obere Walze 47 im mittleren Bereich oder durch die untere Walze
48 an den Längsseiten abgebogen werden. Im ersteren Falle wird der Bandzug im mittleren
Bereich, im letzteren Falle an den Längsseiten erhöht, je nachdem, ob der Mittelteil
des Bandes gespannt und die Längsseiten wellig sind oder umgekehrt.
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Die erfindungsgemäße Vorrichtung eignet sich zum Walzen jeder Art
von flachem Band, insbesondere jedoch zum Walzen von Stahlband, wobei in jedem Falle
ein völlig ebenes und von Dickenschwankungen freies Endprodukt entsteht.