DE19509067A1 - Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl-Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm, und Richtanlage zur Durchführung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl-Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm in einer Bandprozeßlinie.

Dünne Metallbänder, zum Beispiel Lithographiebänder aus Aluminium oder blankgeglühte Edelstahlbänder, müssen nach dem heutigen Standard immer höhere Anforderungen an die Bandplanheit bei höchster Qualität der Bandoberfläche erfüllen.

Als Verfahren zum Richten solcher Metallbänder sind im wesentlichen das Zugrecken und das Streckbiege­ richten bekannt, die stets weiterentwickelt worden sind, um den vorerwähnten Anforderungen gerecht zu werden. In diesem Zusammenhang sind insbesondere das Zugrecken mit einem zwischengeschalteten Zugreckrollenpaar (DE 39 12 676), der Einsatz einer konkav-konvexen Zugrolle (DE 42 30 243) und die sog. Coilsetregelung (DE 43 23 385) zu nen­ nen. - Mit diesen Richtverfahren kann die Planlage in zu­ nehmendem Maße bis hin zu < 1 I-Unit verbessert werden. Es entspricht 1 I-Unit der Meßgenauigkeit von 10 µm/m für Längenunterschiede im Metallband. Jedoch besteht beim Richten dünner Metallbänder ein besonderes Problem darin, daß die Planlage nicht kontinuierlich on-line nach dem Richten gemessen werden kann, da das betreffende Metall­ band in der Bandprozeßlinie aufgrund des Bandzuges optisch plan erscheint. Auch Meßeinrichtungen, welche die Bandzug­ verteilung über die Bandbreite messen und daraus Rück­ schlüsse auf die Planlage ermöglichen - sogenannte Shape­ meter-Rollen - können in diesen Fällen nicht eingesetzt werden, da die Meßgenauigkeit von ca. ± 2-5 I-Units nicht ausreicht, um Restwelligkeiten in der Größenordnung von unter 1 I-Unit zu erfassen. Folglich muß von einem ge­ richteten Coil stets ein Probestück abgetrennt und off-line auf einem Planlagemeßtisch vermessen werden. Die Genauigkeit dieser Meßtische, bei denen die Probetafel zum Beispiel mit einer Laserstrahlmeßgerät vermessen wird, be­ trägt ca. 0,1 I-Unit. - Festigkeitsschwankungen in den Me­ tallbändern lassen sich nicht erfassen und führen weiter­ hin zu Schwankungen im Richtergebnis. Dickenschwankungen liegen in der Regel bei < 2% und haben nur untergeord­ neten Einfluß auf das Richtergebnis. Folglich bleiben zwei Haupteinflußgrößen übrig, nämlich die Unplanheit vor dem Richten und das Bandprofil. - Hier setzt die Erfindung ein.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, wonach sich dünne Metallbänder, insbesondere Aluminium- und Edelstahl-Bänder mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm on-line und kontinuierlich einwandfrei richten lassen. Außerdem soll eine für die Durchführung dieses Verfahrens geeignete Richtanlage geschaffen werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand der Erfindung ein Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metall­ bändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl-Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm, in einer Bandprozeß­ linie, wonach Bandunplanheiten und/oder das Bandprofil vor dem Richten gemessen und in Abhängigkeit von den ermittel­ ten Meßwerten

• - im Zuge eines Zugreckens der Streckgrad und die Ein- oder Auswölbung einer Korrekturrolle zur Erzielung opti­ maler Einstellwerte kontinuierlich vorausgeregelt werden

und/oder

• - im Zuge eines Streckbiegerichtens der Bandzug, die Eintauchtiefe und die Durchbiegung der Streckbiegerollen zur Erzielung optimaler Einstellwerte vorausgeregelt werden.

Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß das Richt­ ergebnis im wesentlichen von Einflußgrößen, wie der Band­ unplanheit und dem Bandprofil, vor dem Richten abhängig ist. Wenn diese Einflußgrößen ermittelt werden, kann der Richtprozeß durch Variation von Bandzug, Streckgrad, kon­ kave Einwölbung bzw. konvexe Auswölbung einer als Korrek­ turrolle beim Zugrecken verwendeten Zugrolle und durch die Eintauchtiefe sowie Durchbiegung von Streckbiegerollen beim Streckbiegerichten optimiert werden. In diesem Zusam­ menhang ist auch von Bedeutung, daß in der Regel der Streckgrad minimiert werden kann, um die Werkstoffeigen­ schaften des betreffenden Metallbandes möglichst gering zu beeinflussen und dennoch das gleiche Richtergebnis zu erhalten. So ist es beispielsweise möglich, bei einem Metallband mit Randwellen den Streckgrad beim Zugrecken zu verringen und dafür die als Korrekturrolle arbeitende Zug­ rolle konvex einzustellen. In Abhängigkeit von der Stärke der Randwellen kann es erforderlich werden, die Zug- bzw. Korrekturrolle in zunehmendem Maße konvex einzustellen und schließlich den Streckgrad sogar zu vergrößern verändert sich die anfängliche Unplanheit von Randwellen zu Mitten­ schüsseln, so kann bei konkaver Einstellung der Zug- bzw. Korrekturrolle der Streckgrad verringert werden, um das gleiche Richtergebnis zu erzielen. In diesem Fall wird man bei zunehmender Stärke der Mittenschüsseln die Zug- bzw. Korrekturrolle in zunehmendem Maße konkav einstellen. Bei geringen Eingangsunplanheiten kann auch schon eine ent­ sprechende Verstellung der Zug- bzw. Korrekturrolle von konvex nach konkav ausreichen, um Randwellen und nach­ folgende Mittenschüsseln auszugleichen. Stets wird die Un­ planheit im Einlaufbereich des betreffenden Metallbandes meßtechnisch erfaßt, so daß dann die Richtparameter beim Zugrecken (Streckgrad, Kontur der Zug- bzw. Korrektur­ rolle) und/oder Streckbiegerichten (Bandzug, Streckgrad, Eintauchtiefe und Durchbiegung der Streckbiegerollen) im Wege einer Vorwärtsregelung kontinuierlich und optimal eingestellt werden können. Für die unterschiedlichen Metallbänder lassen sich die optimalen Richtwerte jeweils einmal in einem Versuchsfeld mit anschließender off-line Planlagemessung ermitteln und dann abspeichern. Wird der gleiche Bandtyp in der Bandprozeßlinie nochmals gefahren, stellt sich die betreffende Richtanlage automatisch auf die abgespeicherten Richtwerte ein und regelt die Ein­ stellwerte während des Bandlaufs nach. So können zum Beispiel Aluminium-Coils, die in der Regel am Außendurch­ messer Mittenschüsseln und am Innendurchmesser Randwellen aufweisen, über die gesamte Coillänge optimal gerichtet werden.

Die zweite Einflußgröße, das Bandprofil kann on-line über ein traversierendes Dickenmeßgerät gemessen werden. Die Einstellwerte der entsprechenden Richtanlage können so ebenfalls optimiert werden, jedoch ist der Einfluß des Bandprofils während des Richtvorganges nicht so groß, wie der der Bandunplanheit. Dafür ist es jedoch wichtig, den Bandzug am Aufwickler in Abhängigkeit vom Bandprofil ein­ zustellen. So führt zum Beispiel ein Bandprofil mit großer Dickenüberhöhung im Bereich der Bandmitte nach dem Richten im aufgewickelten Coil infolge Druckspannungen und daraus resultierender Kriechvorgänge zu Mittenschüsseln. Folglich wird die Planlage nach dem Richten negativ beeinflußt und geht häufig sogar verloren. Aus diesem Grunde ist Gegen­ stand der Erfindung auch ein.

Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metall­ bändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl-Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm, in einer Bandprozeß­ linie, wonach das Bandprofil vor dem Richten gemessen und in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten der Bandzug unmittelbar vor dem Aufwickeln des betreffenden Metall­ bandes zur Erzielung optimaler Zugwerte vorausgeregelt wird.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Richtanlage, die zur Durchführen des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist und zumindest eines Zugrollensatz und einen Bremsrollensatz aufweist. Diese Richtanlage ist dadurch gekennzeichnet, daß dem Bremsrollensatz eine Meßstation mit zumindest einem Meßgerät für Abstandsmessung senkrecht zu dem betreffenden Metallband und über die Bandbreite vorgeordnet ist, daß zwischen dem Bremsrollensatz und dem Zugrollensatz

• - ein Streckrollensatz mit einer Bremsrolle und einer Zugrolle als Korrekturrolle mit konkav und konvex ein­ stellbarer Balligkeit und
• - eine Streckbiegevorrichtung

angeordnet sind, und daß das Meßgerät an eine Regelvor­ richtung für zumindest den Streckrollensatz, die hinsicht­ lich ihrer Balligkeit Zug- bzw. Korrekturrolle des Streck­ rollensatzes und die Streckbiegerollen der Streckbiege­ vorrichtung angeschlossen ist. Dabei kann das Meßgerät für die Abstandsmessung als eine Shapemeter-Rolle oder als ein Laserstrahlmeßgerät mit senkrecht zu dem durchlaufenden Metallband und über seine Bandbreite in vorgegebener Ver­ teilung angeordneten Meßstrahlen ausgebildet sein. Die ganze Meßstation befindet sich bevorzugt in einem Bereich niedriger Bandzüge und folglich vor dem Bremsrollensatz, um signifikante Meßwerte zu erhalten. Niedrige Bandzüge meint einen Bereich von < 15 N/mm² für Aluminiumbänder und < 50 N/mm² für Edelstahlbänder. Die Meßstation kann außer­ dem ein über die Bandbreite traversierendes Banddickenmeß­ gerät aufweisen. In einem solchen Fall ist auch dieses Banddickenmeßgerät an die Regelvorrichtung angeschlossen, die wiederum den Abwickler zum Erzielen optimaler Bandzüge voraus regelt.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher er­ läutert. Die einzige Figur zeigt eine erfindungsgemäße Richtanlage in schematischer Seitenansicht.

Die darstellte Richtanlage dient zum Richten von dünnen Metallbändern 1, insbesondere von Aluminium-Bändern und Edelstahlbändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm. Diese Richtanlage weist einen Zugrollensatz 2 und einen Bremsrollensatz 3 auf. Dem Bremsrollensatz 3 ist eine Meßstation 4 mit zumindest einem Meßgerät 5 für Abstands­ messung senkrecht zu dem betreffenden Metallband 1 und über die Bandbreite vorgeordnet. Zwischen dem Bremsrollen­ satz 3 und dem Zugrollensatz 2 ist ein Streckrollensatz 6 mit einer Bremsrolle 7 und einer Zug- bzw. Korrekturrolle 8 mit konkav und konvex einstellbarer Balligkeit ange­ ordnet. Zwischen der Bremsrolle und der Zugrolle 8 be­ findet sich ein Zugreckbereich 9. Hinter dem Streckrollen­ satz kann sich noch eine geregelte Zugmeßrolle 10 be­ finden, welcher eine Streckbiegevorrichtung 11 folgt. Die Streckbiegevorrichtung 11 weist Streckbiegerollen 12 auf. An den Zugrollensatz 2 schließt sich ein Aufwickler 13 an. An das Meßgerät 5 ist eine Regelvorrichtung 14 für zumindest den Streckrollensatz 6, die hinsichtlich ihrer Balligkeit einstellbare Zug- bzw. Korrekturrolle 8, die Zugmeßrolle 10 und die Streckbiegerollen 12 angeschlossen.

Auf diese Weise lassen sich Bandunplanheiten kontinuier­ lich messen und die Meßergebnisse in Echtzeit an die Regelvorrichtung 14 weitergeben, so daß im Wege einer Voraus-Regelung stets eine optimale Einstellung der Richt­ parameter und folglich der Richtaggregate gewährleistet ist, so daß eine kontinuierliche Bandfehlerkorrektur on-line erreicht wird. Ferner läßt sich eine optimale Ein­ stellung des Bandzuges vor dem Aufwickler 13 erreichen, wenn nämlich die Meßstation 4 ein über die Bandbreite traversierendes Banddickenmeßgerät aufweist und über den Aufwickler 13 der Bandzug unmittelbar vor dem Aufwickler vorausgeregelt wird.

Claims (8)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl- Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm in einer Bandprozeßlinie, wonach Bandunplanheiten und/oder das Bandprofil vor dem Richten gemessen und in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten im Zuge eines Zugreckens der Streckgrad und die Ein- oder Auswölbung einer Korrektur­ rolle zur Erzielung optimaler Einstellwerte kontinuierlich vorausgeregelt werden.

2. Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl- Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm, in einer Bandprozeßlinie, wonach Bandunplanheiten und/oder das Bandprofil vor dem Richten gemessen und in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten im Zuge eines Streckbiege­ richtens der Bandzug, die Eintauchtiefe und die Durch­ biegung der Streckbiegerollen zur Erzielung optimaler Ein­ stellwerte vorausgeregelt werden.

3. Verfahren zum kontinuierlichen Richten von dünnen Metallbändern, insbesondere von Aluminium- und Edelstahl- Bändern mit Banddicken von 0,1 mm bis 0,5 mm in einer Bandprozeßlinie, wonach das Bandprofil vor dem Richten gemessen und in Abhängigkeit von den ermittelten Meßwerten der Bandzug unmittelbar vor dem Aufwickeln des betreffen­ den Metallbandes zur Erzielung optimaler Zugwerte voraus­ geregelt wird.

4. Richtanlage zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit einem Zugrollensatz und einem Bremsrollensatz, dadurch gekennzeichnet, daß dem Brems­ rollensatz (3) eine Meßstation (4) mit zumindest einem Meßgerät (5) für Abstandsmessung senkrecht zu dem be­ treffenden Metallband (1) und über die Bandbreite vor­ geordnet ist, daß zwischen dem Bremsrollensatz (3) und dem Zugrollensatz (2)

• - ein Streckrollensatz (6) mit einer Bremsrolle (7) und einer Zugrolle (8) als Korrekturrolle mit konkav und konvex einstellbarer Balligkeit und
• - einer Streckbiegevorrichtung (11)

angeordnet sind und daß das Meßgerät (5) an eine Regelvor­ richtung (14) für zumindest des Streckrollensatz (6), die hinsichtlich ihrer Balligkeit einstellbare Korrekturrolle (8) und die Streckbiegerollen (12) der Streckbiegevor­ richtung (11) angeschlossen ist.

5. Richtanlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Meßgerät (5) für die Abstandsmessung als eine Shapemeter-Rolle oder als ein Laserstrahlmeßgerät mit senkrecht zu dem durchlaufenden Metallband (1) und über seine Bandbreite in vorgegebener Verteilung angeordneten Meßstrahlen ausgebildet ist.

6. Richtanlage nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Meßstation (4) in einem Bereich niedriger Bandzüge angeordnet ist.

7. Richtanlage nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßstation (4) ein über die Bandbreite traversierendes Banddickenmeßgerät aufweist, welches an die Regelvorrichtung (14) zum Regeln des Aufwicklers (13) bzw. des Bandzuges unmittelbar vor dem Aufwickler angeschlossen ist.