DE19918880A1 - Walzverfahren für ein Metallband und hiermit korrespondierende Walzanordnung - Google Patents

Walzverfahren für ein Metallband und hiermit korrespondierende Walzanordnung

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Abstract

Walzverfahren für ein Metallband (1) mit einer Metallbandbreite (b), wobei das Metallband (1) in mindestens einem Walzgerüst (2) gewalzt wird, wobei auf das Metallband (1) über die Metallbandbreite (b) verteilt eine Menge an Schmiermittel (5) aufgebracht wird, wobei hinter dem Walzgerüst (2) über die Metallbandbreite (b) ein Schmierungsverlauf ermittelt und zur Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder mindestens eines Walzparameters (v) herangezogen wird.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren für ein Metallband mit einer Metallbandbreite, wobei das Metallband in mindestens einem Walzgerüst gewalzt wird, wobei auf das Metallband über die Metallbandbreite verteilt eine Menge an Schmiermittel aufgebracht wird, sowie eine hiermit korrespon­ dierende Walzanordnung. Derartige Walzverfahren und Walzanordnungen sind allgemein bekannt.
Walzverfahren sind inzwischen hoch entwickelt. Um plane Walz­ bänder zu erzeugen, werden beispielsweise Stützwalzen einge­ setzt, die Arbeitswalzen rückgebogen, Zwischenwalzen verscho­ ben, segmentweise gekühlt usw. Trotz all dieser Maßnahmen ist das erzeugte Band dennoch nicht völlig plan. Darüber hinaus kommt es während des Walzens manchmal zu Stabilitätsproblemen beim Bandlauf, zu Stabilitätsproblemen im Walzspalt und/oder zu Rutscherscheinungen, die im Extremfall sogar zu einem Bandriß führen können.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Walzverfahren und eine hiermit korrespondierende Walzanord­ nung zur Verfügung zu stellen, mittels derer noch zuverlässi­ ger noch planere Bänder herstellbar sind.
Die Aufgabe wird für das Walzverfahren dadurch gelöst, daß hinter dem Walzgerüst über die Metallbandbreite ein Schmie­ rungsverlauf ermittelt und zur Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder mindestens eines Walzparameters herangezogen wird.
Hiermit korrespondierend ist bei der Walzanordnung dem Walz­ gerüst eine Schmierungsverlauferfassungseinrichtung zum Er­ mitteln eines Schmierungsverlaufs über die Metallbandbreite nachgeordnet.
Die Ermittlung des Schmierungsverlaufs kann direkt oder indi­ rekt erfolgen.
Z. B. weist das Metallband hinter dem Walzgerüst über die Me­ tallbandbreite einen Temperaturverlauf auf. Dieser Tempera­ turverlauf kann - beispielsweise mittels einer Infrarot- oder CCD-Kamera - erfaßt werden und aus dem Temperaturverlauf dann (indirekt) der Schmierungsverlauf ermittelt werden.
Direkt kann der Schmierungsverlauf z. B. aufgrund einer Ober­ flächenbeschaffenheit des Metallbandes hinter dem Walzgerüst ermittelt werden. Die Oberflächenbeschaffenheit des Metall­ bandes kann beispielsweise optisch auf einer oder auf beiden Bandseiten erfaßt werden.
Es ist möglich, daß eine Information über den Schmierungsver­ lauf an eine Bedienungsperson für das Walzgerüst ausgegeben wird und daß die Bedienungsperson die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des min­ destens einen Walzparameters vornimmt.
Das Walzverfahren arbeitet jedoch komfortabler, wenn die In­ formation über den Schmierungsverlauf an einen Regler ausge­ geben wird und der Regler die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens ei­ nen Walzparameters vornimmt.
Wenn aufgrund des ermittelten Schmierungsverlaufs festge­ stellt wird, daß die Schmierung nur lokal mangelhaft ist, wird vorzugsweise auch nur lokal auf die Schmierungsverhält­ nisse Einfluß genommen. Dies geschieht in der Regel dadurch, daß die Menge und/oder die Verteilung des Schmiermittels verändert wird. Zeigen sich hingegen systematische Schmie­ rungsmängel, z. B. Mangelschmiererscheinungen an beiden Band­ enden quer über die Metallbandbreite, kann z. B. auf die Wal­ zenrückbiegung der Arbeitswalze Einfluß genommen werden. Es sind selbstverständlich aber auch andere Walzparameter beein­ flußbar.
Die Veränderung der Menge und der Verteilung des Schmiermit­ tels kann z. B. derart erfolgen, daß die Schmiervorrichtung eine Grundschmiervorrichtung und eine Zusatzschmiervorrich­ tung aufweist und die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung aufzubringenden Schmiermittels kon­ stant und die Menge und/oder die Verteilung des von der Zu­ satzschmiervorrichtung aufzubringenden Schmiermittels ein­ stellbar ist.
Es ist aber auch möglich, nur die Grundschmiervorrichtung vorzusehen und die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung aufzubringenden Schmiermittels einzu­ stellen.
Wenn die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens einen Walzparameters an einen dem Regler übergeordneten Walzplanrechner übermit­ telt wird und in dem Walzplanrechner ein adaptives Walzmodell implementiert ist, lernt der Walzplanrechner nach und nach, welche Schmiermittelmengen und Verteilungen für bestimmte Me­ tallbänder bzw. Stichpläne benötigt werden.
Das Metallband kann aus verschiedenen Metallen bestehen, bei­ spielsweise Stahl, Kupfer, Aluminium oder Messing.
Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nach­ folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels. Dabei zei­ gen in Prinzipdarstellung
Fig. 1 eine Walzanordnung von oben,
Fig. 2 einen Temperaturverlauf und
Fig. 3 eine Walzanordnung von der Seite.
Gemäß Fig. 1 wird mit einer Walzgeschwindigkeit v ein Me­ tallband 1 in einem Walzgerüst 2 mit Arbeitswalzen 3 gewalzt. Das Walzgerüst 2 ist gemäß Fig. 1 als Zweirollen-Walzgerüst ausgebildet. Es weist also lediglich die Arbeitswalzen 3 auf. Ebenso könnte das Walzgerüst 2 aber auch Stützwalzen, gegebe­ nenfalls auch Zwischenwalzen, Verschiebesysteme in einer oder mehreren der Walzebenen usw. aufweisen oder z. B. als soge­ nanntes Zwanzigrollen-Walzgerüst ausgebildet sein. Das Me­ tallband 1 weist eine Metallbandbreite b auf. Gemäß Ausfüh­ rungsbeispiel besteht das Metallband 1 aus Stahl. Es könnte aber auch aus einem anderen Metall, z. B. Kupfer, Aluminium oder Messing bestehen.
Dem Walzgerüst 2 ist eine Schmiervorrichtung 4 zugeordnet. Gemäß Fig. 1 ist sie vor dem Walzgerüst 2 angeordnet. Mit­ tels der Schmiervorrichtung 4 wird eine Menge an Schmiermit­ tel 5 (z. B. ein Öl-Wasser-Gemisch) über die Metallbandbreite b verteilt von oben und unten auf das Metallband 1 aufge­ bracht. Die Schmiervorrichtung 4 weist eine Grundschmiervor­ richtung 4' und eine Zusatzschmiervorrichtung 4" auf. Die Menge und die Verteilung des von der Grundschmiervorrichtung 4' aufzubringenden Schmiermittels 5 ist - zumindest während eines Stiches - konstant. Die Menge und/oder die Verteilung des von der Zusatzschmiervorrichtung 4" aufzubringenden Schmiermittels 5 hingegen ist einstellbar.
Es ist auch möglich, für jede Bandseite nur einen einzigen Schmierbalken 4' vorzusehen, bei dem Menge und/oder die Ver­ teilung des aufzubringenden Schmiermittels 5 einstellbar ist.
Das Metallband 1 weist hinter dem Walzgerüst 2 über die Me­ tallbandbreite b einen Temperaturverlauf auf. Dem Walzgerüst 2 ist daher eine Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 nachgeordnet. Die Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 ist beispielsweise als Infrarotkamera ausgebildet. Mittels der Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 wird der Tempe­ raturverlauf des Metallbandes 1 hinter dem Walzgerüst 2 über die Metallbandbreite b zyklisch erfaßt. Aus dem Temperatur­ verlauf wird dann der Schmierungsverlauf ermittelt bzw. auf mögliche Stabilitätsprobleme im Walzspalt rückgeschlossen. Die Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 dient also als Schmierverlauferfassungseinrichtung 6. Die Temperaturverlauferfassungseinrichtung 6 kann auf ver­ schiedene Art ausgebildet sein. Statt einer Infrarotkamera kommt beispielsweise auch eine CCD-Kamera oder ein Sensor­ array in Frage. In jedem Fall aber sollte die Temperaturver­ lauferfassungseinrichtung 6 möglichst nahe am Walzgerüst 2 angeordnet sein. Der Abstand sollte maximal 5 m bis 10 m be­ tragen.
Gemäß Fig. 1 ist die Schmierverlauferfassungseinrichtung 6 mit einem Regler 7 verbunden. Der Regler 7 wiederum ist mit der Schmiervorrichtung 4 und/oder dem Walzgerüst 2 regeltech­ nisch verbunden. Aufgrund des erfaßten Temperatur- bzw. Schmierungsverlaufs kann somit der Regler 7 die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels 5 und/oder mindestens eines Walzparameters, z. B. der Walzge­ schwindigkeit v, vornehmen.
Die Schmierverlauferfassungseinrichtung 6 ist ferner über den Regler 7 mit einem Walzplanrechner 8 verbunden. Der Walzplan­ rechner 8 ist dem Regler 7 übergeordnet. In ihm ist ein adap­ tives Walzmodell implementiert. Somit kann die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels 5 und/oder mindestens eines Walzparameters, z. B. der Walzge­ schwindigkeit v, auch an den Walzplanrechner 8 übermittelt werden. Der Walzplanrechner 8 ist dadurch in der Lage, das in ihm implementierte Walzmodell anzupassen, so daß bei einem neu zu walzenden Metallband 1 bessere Voreinstellungen vorge­ nommen werden können.
Gemäß Fig. 1 ist die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung 6 auch mit einer Ausgabeeinrichtung 9 verbunden. Die Ausgabe­ einrichtung 9 ist beispielsweise ein Monitor, über den eine Information über den Schmierungsverlauf an eine Bedienungs­ person 10 für das Walzgerüst 2 ausgegeben wird.
In Fig. 2 sind drei verschiedene, auf die minimale Tempera­ tur quer über die Metallbandbreite b normierte Temperaturver­ läufe A, B, C dargestellt. Ferner ist gestrichelt eine Linie eingezeichnet, welcher einer Temperatur entspricht, welche um einen vorbestimmten Prozentsatz über der minimalen Temperatur liegt. Der Prozentsatz liegt typisch zwischen 5% und 10%.
Beim Temperaturverlauf A übersteigt dieser über die Metall­ bandbreite b an keiner Stelle die gestrichelte Linie. Das Me­ tallband 1 wird somit über die Metallbandbreite b an jeder Stelle hinreichend geschmiert. Regeltechnische Eingriffe sind nicht erforderlich.
Beim Temperaturverlauf B wird an einer Stelle die gestrichel­ te Linie überschritten. An dieser Stelle liegt eine Mangel­ schmierung vor. Zum Beheben dieser Mangelschmierung wird lo­ kal die Zusatzschmiervorrichtung 4" angesteuert, um insbeson­ dere die Menge des in diesem Bereich aufzubringenden Schmier­ mittels 5 zu erhöhen.
Beim Temperaturverlauf C liegt ein systematischer Walzfehler vor, da das Metallband 1 an seinen beiden Außenkanten mangel­ haft geschmiert ist. In diesem Fall kann - selbstverständlich unter Berücksichtigung der Bandplanheit - ein Walzparameter verändert werden, z. B. die Walzenrückbiegung bei einem Mehr­ walzen-Walzgerüst. Eine Ansteuerung der Zusatzschmiervorrich­ tung 4" ist aber ebenfalls möglich.
Fig. 3 entspricht im wesentlichen Fig. 1. Besonders deut­ lich ist aus Fig. 3 ersichtlich, daß das Schmiermittel 5 so­ wohl von oben als auch von unten auf das Metallband 1 aufge­ bracht wird. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 ist aber kein Regler 7 vorhanden. Die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels und/oder des mindestens einen Walzparameters wird daher gemäß Fig. 3 von der Bedienperson 10 vorgenommen.
Mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahrens bzw. der hiermit korrespondierenden Walzanordnung ist erstmals eine kontrol­ lierte Schmierung im Walzspalt erreichbar. Dies führt zu ei­ ner höheren Stabilität, einer optimierten Schmiermittelmenge und -verteilung, einem planeren Metallband 1 und einem ver­ ringerten Rutschen.
Das Walzverfahren kann bei allen Walzvorgängen angewendet werden. Besonders vorteilhaft wird es aber angewendet, wenn das Metallband 1 kaltgewalzt wird, die Walzanordnung also als Kaltwalzanordnung ausgebildet ist.
Bezugszeichenliste
1
Metallband
2
Walzgerüst
3
Arbeitswalzen
4
,
4
',
4
" Schmiervorrichtungen
5
Schmiermittel
6
Temperaturverlauferfassungseinrichtung
7
Regler
8
Walzplanrechner
9
Ausgabeeinrichtung/Monitor
10
Bedienungsperson
A, B, C Temperaturverläufe
b Metallbandbreite
v Walzgeschwindigkeit/Walzparameter

Claims (18)

1. Walzverfahren für ein Metallband (1) mit einer Metall­ bandbreite (b), wobei das Metallband (1) in mindestens einem Walzgerüst (2) gewalzt wird, wobei auf das Metall­ band (1) über die Metallbandbreite (b) verteilt eine Men­ ge an Schmiermittel (5) aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß hinter dem Walzgerüst (2) über die Metallbandbreite (b) ein Schmierungsverlauf ermittelt und zur Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder mindestens eines Walzparameters (v) herangezogen wird.
2. Walzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) hinter dem Walzgerüst (2) über die Metallbandbreite (b) einen Temperaturverlauf (A-C) auf­ weist und daß der Schmierungsverlauf aus dem Temperatur­ verlauf ermittelt wird.
3. Walzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) hinter dem Walzgerüst (2) über die Metallbandbreite (b) eine Oberflächenbeschaffenheit auf­ weist und daß der Schmierungsverlauf aus der Oberflächen­ beschaffenheit ermittelt wird.
4. Walzverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Information über den Schmierungsverlauf an eine Bedienungsperson (10) für das Walzgerüst (2) ausgegeben wird und daß die Bedienungsperson (10) die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder des mindestens einen Walzparameters (v) vor­ nimmt.
5. Walzverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Information über den Schmierungsverlauf an einen Regler (7) ausgegeben wird und daß der Regler (7) die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder des mindestens einen Walzpa­ rameters (v) vornimmt.
6. Walzverfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Menge und/oder der Verteilung des Schmiermittels (5) und/oder des mindestens einen Walzpa­ rameters (v) an einen dem Regler (7) übergeordneten Walz­ planrechner (8) übermittelt wird und daß in dem Walzplan­ rechner (8) ein adaptives Walzmodell implementiert ist.
7. Walzverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) kalt gewalzt wird.
8. Walzverfahren nach einem der obigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) aus Stahl, Kupfer, Aluminium oder Messing ist.
9. Walzanordnung mit mindestens einem Walzgerüst (2) zum Walzen eines Metallbandes (1) mit einer Metallbandbreite (b) und einer dem Walzgerüst (2) zugeordneten Schmiervor­ richtung (4) zum über die Metallbandbreite (b) verteilten Aufbringen einer Menge an Schmiermittel (5) auf das Me­ tallband (1), dadurch gekennzeichnet, daß dem Walzgerüst (2) eine Schmierungsverlauferfassungs­ einrichtung (6) zum Ermitteln eines Schmierungsverlaufs über die Metallbandbreite (b) nachgeordnet ist.
10. Walzanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) hinter dem Walzgerüst (2) über die Metallbandbreite (b) einen Temperaturverlauf (A-C) auf­ weist und daß die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung (6) als Temperaturverlauferfassungseinrichtung (6) ausge­ bildet ist.
11. Walzanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) hinter dem Walzgerüst (2) über die Metallbandbreite (b) eine Oberflächenbeschaffenheit auf­ weist und daß die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung (6) als Oberflächenbeschaffenheitserfassungseinrichtung ausgebildet ist.
12. Walzanordnung nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge und/oder die Verteilung des von der Schmiervorrichtung (4) aufzubringenden Schmiermittels (5) einstellbar ist.
13. Walzanordnung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmiervorrichtung (4) eine Grundschmiervorrich­ tung (4') und eine Zusatzschmiervorrichtung (4") aufweist und daß die Menge und die Verteilung des von der Grund­ schmiervorrichtung (4') aufzubringenden Schmiermittels (5) während eines Stiches konstant und die Menge und/oder die Verteilung des von der Zusatzschmiervorrichtung (4") aufzubringenden Schmiermittels (5) einstellbar ist.
14. Walzanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung (6) mit einer Ausgabeeinrichtung (9) zum Ausgeben einer Informa­ tion über den ermittelten Schmierungsverlauf an eine Be­ dienungsperson (10) für das Walzgerüst (2) verbunden ist.
15. Walzanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung (6) mit einem Regler (7) verbunden ist, der mit der Schmiervor­ richtung (4) und/oder dem Walzgerüst (2) regeltechnisch verbunden ist.
16. Walzanordnung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Schmierungsverlauferfassungseinrichtung (6) mit einem dem Regler (7) übergeordneten Walzplanrechner (8) verbunden ist, und daß in dem Walzplanrechner (8) ein ad­ aptives Walzmodell implementiert ist.
17. Walzanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß sie als Kaltwalzanordnung ausgebildet ist.
18. Walzanordnung nach einem der Ansprüche 9 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Metallband (1) aus Stahl, Kupfer, Aluminium oder Messing ist.
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