EP1311354B1 - Verfahren und vorrichtung zum streckrichten von kaltband sowie regelung des streckgrades - Google Patents

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EP1311354B1 EP01971833A EP01971833A EP1311354B1 EP 1311354 B1 EP1311354 B1 EP 1311354B1 EP 01971833 A EP01971833 A EP 01971833A EP 01971833 A EP01971833 A EP 01971833A EP 1311354 B1 EP1311354 B1 EP 1311354B1
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roller set
rollers
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braking
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Ralf Ulrich
Bernd Kreft
Stefan Melster
Bodo Falkenhahn
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SMS Siemag AG
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B37/00—Control devices or methods specially adapted for metal-rolling mills or the work produced thereby
    • B21B37/48—Tension control; Compression control
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D—WORKING OR PROCESSING OF SHEET METAL OR METAL TUBES, RODS OR PROFILES WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21D1/00—Straightening, restoring form or removing local distortions of sheet metal or specific articles made therefrom; Stretching sheet metal combined with rolling
    • B21D1/05—Stretching combined with rolling

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the stretch straightening of Cold strip with the features specified in the independent claims.
  • Such a method and such a stretch bending apparatus are known from the US 5,704,237 A known.
  • EP 0 393 301 B2 is a method for continuous Drawing of metallic strips with a strip thickness between 0.05 mm and 0.5 mm, in particular bands of steel, aluminum or the like Metals have become known. There passes through the straightening band one Brake roller set and a Switzerlandrollensatz and is between two sets of rollers subjected in the course of his stretching in the plastic area to a stretch train, which corresponds to the yield strength of the strip material or these Yield point slightly exceeds.
  • the band is formed by superposition of Bandzug and bending in the casserole or expiration point of the tape on the individual Rolls of the Hochzug roller set plastically extended. It can thereby be a point-symmetrical structure of the bends in the other set of rollers reach, especially with thicker bands, not by pure train between the rolls can be stretched.
  • the band with short 'guy length between the respective departure and run points of the individual Rolls passed through the roller set.
  • the tape is improved and reduces the tendency of the band to form longitudinal folds.
  • the short guy length can be achieved, for example, that in the direction of the wrap or the band pass successive roles of the roller set have a smaller distance from each other than that in conventional S-roll arrangements is the case.
  • a preferred measure provides that the degree of stretching regulated as follows is that in which arranged between the brake and the Werrollensatz another set of rolls the Einzelstreckgrade in the up and down points the individual roles are summed up to a cumulative degree of what are the degrees of stretching outside of the set of rollers between each of the Train building and judging or the judging and the train dismantling Rolls of the brake and Werrollensatzes tapped and on the Torques of the rollers of the further roller set are returned. It Thus, a difference speed is no longer required between the rollers, which finally gives a required degree of stretch behind two rolls, Rather, this scheme allows meaningful distributions of the individual degrees of stretching to reach.
  • An embodiment of the invention provides that the tension rollers of the further roller set a different diameter than the rollers of the brake and Werrollenasta have.
  • By changing the roll diameter may be due a specifically set speed difference the plasticization of the Bandes and thus the achievable or adjustable degree of stretching can be influenced.
  • the inner two In a set of four-roller reels, only the inner two can be used Pull rollers or all four roles with the remaining roles, i. to those the brake and Werrollensatzes deviating roll diameters provided become. If these roles compared to the other roles a smaller Diameter own, can be with decreasing diameter the greater the resulting degree of stretch when bending the tape with superimposed Reach train. The boundaries are where the tape surfaces are damaged could become. For very sensitive tape surfaces results a minimal impact on rather larger roll diameters, e.g. from 800 to 1500 mm.
  • a plant 1 for stretch straightening of Regenbändem 2, preferably with Thicknesses above 0.5 mm, according to FIG. 1 consists of a brake roller set 3 and - seen in the direction of the tape passage marked by arrows following this - another, subsequently high-tensile roll set 5 Roll set and a Switzerlandrollensatz 4.
  • the brake roller set 3 is with four rollers 6 and the Werrollensatz 4 formed with four rollers 7, respectively arranged in pairs S-shaped.
  • the Hochzug roller set 5 also has four roles, also in pairs
  • the upper pair of rollers 8a, 8b and the lower pair of rollers 9a, 9b is on the one hand in relative to the individual roles to each other and on the other hand of pair of rollers Pair of rollers arranged as close together as possible. It will be so a short guy length 10, each between the drain point 11 of preceding in the direction of tape travel to the roll following in the direction of tape travel defined, whereby the tape improves and the training of Longitudinal folds (towel effect) is reduced.
  • the band 2 in the pull-up roller set 5 of an alternating bend - with only one existing pair of rolls definitely subjected to a bend - turns into the pull-up roller set 5, a degree of stretching increased by the bending of the tape under tension one.
  • the resulting due to bending of the belt 2 with superimposed train The degree of stretching becomes greater, the smaller the diameter of the rollers.
  • the limits are where a small roll diameter disadvantageous sensitive tape surfaces, because a rather large roll diameter, e.g. 800 to 1500 mm, minimizes the influence.
  • the Roll diameter are selected, so in any case creates a plastic Extension of the band 1 by superposition of strip tension and bending in the Casserole or drain point 11, 12 of the rollers 8a, 8b and 9a, 9b.
  • the control scheme shown allows the degree of stretching by the mutual Influence of the individual degrees of stretch in the up and down points 12 or 11 of the rollers in the high-tension roller set 5 to a total degree of stretching add up. It is provided with a suitable pilot control and regulation of Single torques reaches a desired degree of stretch.
  • the degree of stretching will be outside the Hochzug roller set 5 between the train building and judging roles or the directing and the train dismantling roles of Brake and Werrollensatzes 30 and 40 tapped and on the torques the roles of Hochzug roller set 5 returned. It will be so a meaningful distribution of the individual degrees of stretch possible.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Streckrichten von Kaltband mit den in den unabhängigen Ansprüchen angegebenen Merkmalen. Ein solches Verfahren und eine solche Streckbiegevorrichtung sind aus der US 5.704.237 A bekannt.
Weiterhin ist durch die EP 0 393 301 B2 ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Zugrecken von metallischen Bändern mit einer Banddicke zwischen 0,05 mm und 0,5 mm, insbesondere von Bändern aus Stahl, Aluminium oder dergleichen Metallen bekanntgeworden. Dort durchläuft das zu streckrichtende Band einen Bremsrollensatz und einen Zugrollensatz und wird zwischen beiden Rollensätzen im Zuge seiner Reckung im plastischen Bereich einem Streckzug unterworfen, welcher der Streckgrenze des Bandmaterials entspricht oder diese Streckgrenze geringfügig übersteigt.
Damit sich die bei plastischer Reckung auftretenden Bandqueränderungen auf ein Minimum reduzieren und damit die Bildung von Mittenschüsseln sowie von über die Bandbreite ungleichmäßig verteilten Restspannungen nahezu eliminieren lassen, weist diese Streckrichtanlage zwischen dem Brems- und dem Zugrollensatz ein Zugreckrollenpaar auf, so dass das Band mit einem zusätzlichen Streckzug überlagert wird, welcher eine Reckung im plastischen Bereich bewirkt. Während den Rollen des Brems- und des Zugrollensatzes hierbei ein verhältnismäßig hoher Streckzuganteil zukommt, wird mit dem Zugreckrollenpaar nur etwa 5 bis 25 % des Streckzuges erzeugt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren sowie eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zu schaffen, mit denen sich die zu streckrichtenden, geglühten, gebeizten und gegebenenfalls dressierten Kaltbänder mit verbesserter Qualität, insbesondere einer hohen Oberflächengüte, elastisch und plastisch strecken lassen.
Diese Aufgabe wird mit einem Verfahren erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass mit dem weiteren Rollensatz der Hauptteil es Streckzuges erzeugt wird. Eine bevorzugte Maßnahme sieht hierzu vor, dass das Band in dem Rollensatz einer Wechselbiegung unterworfen wird. Hiermit wird die Erkenntnis umgesetzt, dass bei einer Biegung des Bandes mit überlagertem Zug der resultierende Streckgrad größer wird und sich auch Banddicken der Bänder, vorrangig aus Edelstahl, aber auch Bänder aus solchen Werkstoffen, die sich durch eine hohe Oberflächengüte auszeichnen, von mehr als 0,5 mm mit einer Erhöhung der erzielbaren Planlage und Reduzierung der Eigenspannungszustände streckrichten lassen. Damit einhergehend wird die Oberflächenfeingestalt und der Oberflächenglanz des streckgerichteten Metallbandes verbessert. Die Betriebsweise mit Wechselbiegung in dem weiteren, erfindungsgemäß den Hauptanteil des Streckzuges erzeugenden Rollensatz, während der verbleibende Streckgrad auf den Brems- und Zugrollensatz verteilt wird, trägt dazu bei, den Streckgrad weiter zu erhöhen.
Nach einem Vorschlag der Erfindung wird das Band durch Überlagerung von Bandzug und Biegung im Auflauf- bzw. Ablaufpunkt des Bandes auf die einzelnen Rollen des Hochzug-Rollensatzes plastisch verlängert. Es läßt sich hierdurch ein punktsymmetrischer Aufbau der Biegungen in dem weiteren Rollensatz erreichen, insbesondere bei dickeren Bändern, die nicht durch reinen Zug zwischen den Rollen gestreckt werden können.
Nach einer weiteren vorteilhaften Maßnahme wird das Band mit kurzer 'Abspannlänge zwischen den jeweiligen Ab- und Auflaufpunkten der einzelnen Rollen durch den Rollensatz hindurchgeführt. Durch diese kurze Abspannlänge, worunter die freie, ungeführte Länge des Bandes zwischen zwei im Bandlauf aufeinanderfolgenden Rollen verstanden wird, wird der Bandlauf verbessert und die Neigung des Bandes zur Bildung von Längsfalten vermindert. Die kurze Abspannlänge läßt sich bspw dadurch erreichen, dass die in Richtung der Umschlingung bzw. des Banddurchlaufs aufeinanderfolgenden Rollen des Rollensatzes einen geringeren Abstand voneinander aufweisen, als das bei üblichen S-Rollenanordnungen der Fall ist.
Eine bevorzugte Maßnahme sieht vor, daß der Streckgrad folgendermaßen geregelt wird, dass in dem zwischen dem Brems- und dem Zugrollensatz angeordneten weiteren Rollensatz die Einzelstreckgrade in den Auf- und Ablaufpunkten der einzelnen Rollen zu einem Summenstreckgrad aufsummiert werden, wozu die Streckgrade außerhalb des Rollensatzes zwischen jeweils den Zug aufbauenden und richtenden bzw. den richtenden und den Zug abbauenden Rollen des Brems- und des Zugrollensatzes abgegriffen und auf die Drehmomente der Rollen des weiteren Rollensatzes zurückgeführt werden. Es wird somit nicht mehr zwischen den Rollen eine Differenzgeschwindigkeit erforderlich, die abschließend hinter zwei Rollen einen geforderten Streckgrad ergibt, vielmehr lassen sich mit dieser Regelung sinnvolle Verteilungen der Einzelstreckgrade erreichen.
Die gestellte Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Vorrichtung dadurch gelöst, dass der zwischen dem Brems- und dem Zugrollensatz vorgesehene weitere Rollensatz vier zur Erzeugung von Bandzug und Biegung angeordnete Zugrollen aufweist. Diese S-förmig in den Rollensatz integrierten Rollen erfordern im Gegensatz zu herkömmlichen Streckrichtern keine Biegekassetten und Anstellsysteme mehr. Sie erzeugen dabei gleichzeitig den durch Überlagerung von Biegung und Zug des Bandes gewünschten hohen Streckgrad, wobei ein vier Rollen aufweisender Rollensatz außerdem für die Wechselbiegung und einen noch einmal vergrößerten Streckgrad in diesem Bereich mit hohem Zug sorgt.
Eine Ausführung der Erfindung sieht vor, dass die Zugrollen des weiteren Rollensatzes einen anderen Durchmesser als die Rollen der Brems- und Zugrollensätze besitzen. Durch Veränderung der Rollendurchmesser kann aufgrund einer gezielt eingestellten Geschwindigkeitsdifferenz die Plastifizierung des Bandes und damit der erreichbare oder einstellbare Streckgrad beeinflußt werden. Bei einem Rollensatz mit vier Rollen können entweder nur die inneren beiden Zugrollen oder auch alle vier Rollen mit von den restlichen Rollen, d.h. denen des Brems- und Zugrollensatzes abweichenden Rollendurchmessern versehen werden. Wenn diese Rollen gegenüber den übrigen Rollen einen kleineren Durchmesser besitzen, läßt sich mit kleiner werdendem Durchmesser ein um so größerer resultierender Streckgrad bei Biegung des Bandes mit überlagertem Zug erreichen. Die Grenzen liegen dort, wo die Bandoberflächen beschädigt werden könnten. Bei sehr empfindlichen Bandoberflächen ergibt sich eine minimale Beeinflussung bei eher größeren Rollendurchmessem, z.B. von 800 bis 1500 mm.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:
Figur 1
in sehr schematischer Seitenansicht eine Ausführung einer Streckrichtanlage mit einem zwischengeschalteten Hochzug-Teil; und
Figur 2
ein Regelschema zur Regelung des Streckgrades mit Verteilung der Einzelstreckgrade.
Eine Anlage 1 zum Streckrichten von Edelstahlbändem 2, vorzugsweise mit Dicken oberhalb 0,5 mm, besteht gemäß Fig. 1 aus einem Bremsrollensatz 3 und - in Richtung des durch Pfeile gekennzeichneten Banddurchlaufs gesehen sich daran anschließend - einem weiteren, nachfolgend Hochzug-Rollensatz 5 genannten Rollensatz und einem Zugrollensatz 4. Der Bremsrollensatz 3 ist mit vier Rollen 6 und der Zugrollensatz 4 mit vier Rollen 7 ausgebildet, die jeweils paarweise S-förmig angeordnet sind. Der Hochzug-Rollensatz 5 weist ebenfalls vier Rollen auf, die ebenfalls paarweise
S-förmig angeordnet sind, und zwar jeweils die inneren Zugrollen 8a bzw. 9a und die jeweils komplementären Rollen 8b bzw. 9b.
Das obere Rollenpaar 8a, 8b und das untere Rollenpaar 9a, 9b ist einerseits in bezug auf die einzelnen Rollen zueinander und andererseits von Rollenpaar zu Rollenpaar in einem möglichst geringen Abstand angeordnet. Es wird damit eine kurze Abspannlänge 10, die sich jeweils zwischen dem Ablaufpunkt 11 der in Bandlaufrichtung vorhergehenden zu der in Bandlaufrichtung folgenden Rolle definiert, erreicht, wodurch der Bandlauf verbessert und die Ausbildung von Längsfalten (Handtucheffekt) vermindert wird. Da das Band 2 in dem Hochzug-Rollensatz 5 einer Wechselbiegung - bei nur einem vorhandenen Rollenpaar auf jeden Fall einer Biegung - unterworfen wird, stellt sich in dem Hochzug-Rollensatz 5 ein durch die Biegung des Bandes unter Zug erhöhter Streckgrad ein.
Der aufgrund von Biegung des Bandes 2 mit überlagertem Zug resultierende Streckgrad wird hierbei um so größer, je kleiner der Durchmesser der Rollen ist. Die Grenzen liegen dort, wo sich ein kleiner Rollendurchmesser nachteilig auf empfindliche Bandoberflächen auswirkt, denn ein eher großer Rollendurchmesser, z.B. 800 bis 1500 mm, setzt die Beeinflussung herab. Wie auch immer die Rollendurchmesser gewählt sind, so entsteht auf jeden Fall eine plastische Verlängerung des Bandes 1 durch Überlagerung von Bandzug und Biegung im Auflauf- bzw. Ablaufpunkt 11, 12 der Rollen 8a, 8b bzw. 9a, 9b.
Bei dem in Fig. 2 gezeigten Regelschema zur Regelung des Streckgrades des Bandes 2 ist wie im zuvor beschriebenen Beispiel zwischen dem Bremsrollensatz 30 und dem Zugrollensatz 40 ein Hochzug-Rollensatz 5 angeordnet. Der Brems- und der Zugrollensatz 30 bzw. 40 besteht hier allerdings nur aus einem von den Rollen 6 bzw. 7 gebildeten Rollenpaar, wobei aber die Rollenanordnung des Hochzug-Rollensatzes 5 wiederum einerseits für eine kurze Abspannlänge 10 und andererseits einen durch Biegung mit überlagertem Zug resultierenden hohen Streckgrad sorgt.
Das gezeigte Regelschema erlaubt es, dass sich der Streckgrad durch die gegenseitige Beeinflussung der Einzelstreckgrade in den Auf- und Ablaufpunkten 12 bzw. 11 der Rollen im Hochzug-Rollensatz 5 zu einem Summenstreckgrad aufsummieren. Es wird mit einer geeigneten Vorsteuerung und Regelung der Einzeldrehmomente ein Sollstreckgrad erreicht. Die Streckgrade werden außerhalb des Hochzug-Rollensatzes 5 zwischen den Zug aufbauenden und richtenden Rollen bzw. den richtenden und den Zug abbauenden Rollen des Brems- und des Zugrollensatzes 30 bzw. 40 abgegriffen und auf die Drehmomente der Rollen des Hochzug-Rollensatzes 5 zurückgeführt. Es wird damit eine sinnvolle Verteilung der Einzelstreckgrade möglich.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Richten von Kaltband (2), wobei das Band einen Bremsrollensatz (3, 30) und einen Zugrollensatz (4, 40)durchläuft und zwischen beiden Rollensätzen im Zuge seiner Reckung einem Streckzug unterworfen wird und in einem zwischen dem Bremsrollensatz (3, 30) und dem Zugrollensatz (4, 40) angeordneten weiteren Rollensatz (5) zur Erhöhung des Streckgrades einer Biegung unter Zug unterworfen wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass mit dem weiteren Rollensatz (5) der Hauptteil des Streckzuges erzeugt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Band in dem Rollensatz (5) einer Wechselbiegung unterworfen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Band (2) durch Überlagerung von Bandzug und Biegung im Auflauf bzw. Ablaufpunkt (12; 11) des Bandes auf die einzelnen Rollen (8a, 8b; 9a, 9b) des Rollensatzes (5) plastisch verlängert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Band (12) mit kurzer Abspannlänge (10) zwischen den jeweiligen Ab- und Auflaufpunkten (11, 12) der einzelnen Rollen durch den Rollensatz (5) hindurchgeführt wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß der Streckgrad folgendermaßen geregelt wird, dass in dem zwischen dem Brems- und dem Zugrollensatz (3, 30; 4, 40) angeordneten weiteren Rollensatz (5) die Einzelstreckgrade in Auf- und Ablaufpunkten (11, 12) der einzelnen Rollen des weiteren Rollensatzes (5) zu einem Summenstreckgrad aufsummiert werden, wozu die Streckgrade außerhalb des Rollensatzes (5) zwischen jeweils den Zug aufbauenden und richtenden bzw. den richtenden und den Zug abbauenden Rollen des Brems- und des Zugrollensatzes (3, 30; 4, 40) abgegriffen und auf die Drehmomente der Rollen (8a, 8b; 9a, 9b) des weiteren Rollensatzes (5) zurückgeführt werden.
  6. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    umfassend einen Brems- und einen Zugrollensatz (3, 30; 4, 40), wobei ein zwischen dem Brems- und dem Zugrollensatz (3, 30; 4, 40) vorgesehener weiterer Rollensatz (5) zwei Zugrollen (8a, 8b; 9a, 9b) zur Erzeugung von Bandzug und Biegung aufweist.
    dadurch gekennzeichnet, dass der Rollensatz (5) vier zur Erzeugung von Bandzug und Wechselbiegung angeordnete Zugrollen (8a, 8b; 9a, 9b) aufweist.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Zugrollen des Rollensatzes (5) einen anderen Durchmesser als die Rollen (6, 7) der Brems- und Zugrollensätze (3, 30; 4, 40) besitzen.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die inneren Zugrollen (8a, 9a) des Rollensatzes (5) gegenüber den Rollen der Brems- und Zugrollensätze (3, 30; 4, 40) einen kleineren Durchmesser besitzen.
EP01971833A 2000-08-24 2001-08-01 Verfahren zum streckrichten von kaltband sowie regelung des streckgrades Expired - Lifetime EP1311354B2 (de)

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