EP2838676A1 - Verfahren und vorrichtung zum zunderbrechen eines zunderbehafteten metallbandes - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum zunderbrechen eines zunderbehafteten metallbandes

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Publication number
EP2838676A1
EP2838676A1 EP13714641.1A EP13714641A EP2838676A1 EP 2838676 A1 EP2838676 A1 EP 2838676A1 EP 13714641 A EP13714641 A EP 13714641A EP 2838676 A1 EP2838676 A1 EP 2838676A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
straightening
rollers
roller
strip
deflection
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP13714641.1A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Andreas Noe
Jens Hoffmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Original Assignee
BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH filed Critical BWG Bergwerk und Walzwerk Maschinenbau GmbH
Publication of EP2838676A1 publication Critical patent/EP2838676A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B45/00—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B45/04—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing
    • B21B45/06—Devices for surface or other treatment of work, specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills for de-scaling, e.g. by brushing of strip material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B2015/0071—Levelling the rolled product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/45—Scale remover or preventor
    • Y10T29/4517—Rolling deformation or deflection

Definitions

  • the invention relates to a method and apparatus for crushing a scale-coated metal strip, in particular a hot-rolled metal strip having a thickness of more than 1 mm, z. B. 1, 2 mm to 16 mm, wherein the tape is guided by at least two in the strip running direction successively arranged straightening rollers and thereby subjected to a bending change, wherein at least one of the straightening rollers is arranged transversely to the strip running direction.
  • - Metal strip means in the context of the invention, in particular a metal strip made of steel or stainless steel. These can be tapes wound on coils. Metal strip means within the scope of the invention but also sheets or the like band sections.
  • Such methods to Zunder mecanic hot rolled strip by stretch bending strains are z. B. from DE 23 50 503 B1 and DE 29 42 270 A1.
  • stretch bending devices are equipped with inlet side and outlet side tension roller sets.
  • the outlet-side strip tension is usually much higher than the inlet-side strip tension.
  • stretch levels of more than 1% are usually required to achieve efficient crushing and improved straightening results. In terms of plant technology, this requires a relatively high capital outlay, in particular because of the required tensioner roller sets.
  • the Zunderhyroid with stretch bending equipment is also limited to belt treatment lines with endless belt, so that the beginning of the tape or the band end of the coils must be connected to each other.
  • a device for a mechanical descaling of hot strip which is arranged following a decoiler in front of a pickling bath, this device consisting of several bending roll stands, each with a concave shaped and a convex bending roll is equipped, these pairs of bender rollers from Biegerollengerüst switch to bender roller stand according to their role profile, so that the passage profile between the bending rollers once has a curvature up and once a curvature down.
  • Such a device should also be used in push-pickling plants, the transport z. B can be done with the help of drive roller sets.
  • the strip is alternately deformed during the passage, wherein the bend, due to the convex-concave profiles, essentially takes place about an axis which extends along the strip running direction.
  • the bending geometry is predetermined by the roll geometry, so that the system can only be adapted insufficiently to different conditions.
  • DE 10 2009 035 161 A1 discloses a method and a device for descaling metal strips, in which a cryogen (for example liquid nitrogen) is applied to the strip surface in order to dissolve and remove dirt or scale particles. Water is also applied to the belt surface prior to application of the cryogen. During the application of the water or after the application of the water and before the application of the cryogen, the strip can be guided on at least one side over at least one roller, so that the strip is subjected to bending deformation.
  • a cryogen for example liquid nitrogen
  • a device for straightening metal strip with guide rollers arranged parallel to one another and a straightening roller arranged in the gusset of two guide rollers, in which the band wraps around the straightening roller between two lines of contact, along which the guide rollers over the belt in indirect contact with the straightening roller stand.
  • the straightening is done by bending shape change, so that the strip tension does not need straightening work, but only serves to move the tape.
  • the necessary pulling force remains far below that required for stretching and bending the tape in the stretch bend straightening.
  • the guide rollers in each case form a straightening gap with the straightening roller and thereby take the distance, determined by the strip thickness, from the straightening roller
  • the invention has for its object to provide a method which allows a reduced and technical Zunder réelle with reduced investment (investment effort a perfect and economical.
  • the invention teaches in a generic method for crushing a scale-coated metal strip, in particular a hot-rolled metal strip, that the tape is zuglos press upstream of the straightening rolls or under a low tensile stress of less than 10% of the yield strength of the tape and / or less than 25 MPa and that the diameter of the straightening rollers and their spacing in the direction of tape travel and their adjustment transversely to the strip running direction, taking into account the band properties (and the tensile stress) are chosen so that in the course of a first plastic bending (on the first straightening roller) and a second plastic Bending (on the second straightening roller) on the upper side of the tape and the lower side of the belt strains and compressions of at least 2%, preferably at least 3% are generated.
  • the invention is based on the recognition that even without a degree of stretching and thus without plastic stretching of the belt a perfect Zunderêt is possible if by tensionless alternating bending, the strains or compressions on the upper side of the tape and the lower side of the belt are sufficiently large. On a plastic overall extension of the band, which occurs in the stretch bend densities is omitted. Nevertheless, the pickling attack of the acid or the effect of mechanical Entzu matterssvon such as brushing or blasting can be significantly increased even without degree of stretching.
  • the band is plastically bent at least once in one direction and once in the other direction, so that the upper side of the band and the underside of the band are both plastically stretched and plastically compressed.
  • Straightening rollers are possible, so that accumulation or caking of the scale on the straightening rollers and associated surface damage on the belt are avoided. Because of the two-sided contact of the strip to the straightening roller and possibly to a deflection roller, which would lead to surface damage when the belt is affixed to the form-fit bending, is avoided.
  • the first straightening roller is preceded by a deflection roller (or a further straightening roller).
  • the second straightening roller is preferably arranged downstream of a deflection roller (or a further straightening roller).
  • each straightening roller can be arranged either upstream of a deflection roller or downstream of a deflection roller, whereby these (additional) deflection rollers can also be replaced by (additional) straightening rollers.
  • One or more pulleys (or additional straightening rollers) may also be adjustable transversely to the direction of belt travel.
  • either the straightening roller can be adjusted relative to one or more (fixed) deflection rollers or the deflection roller can be adjusted relative to a (fixed) straightening roller.
  • both the straightening rollers and the deflection rollers can be adjusted.
  • there is a very compact arrangement of the straightening rollers and pulleys so that the desired strains or compressions are generated on the upper side of the belt or lower side of the belt. Due to the close arrangement of the straightening rollers and the deflection rollers, a marginal fiber elongation / compression of more than 2%, preferably more than 3%, is also enforced in the draft-free passage or at low tension in the belt.
  • Edge fiber strain / compression means strain / compression on the upper side of the belt or lower side of the belt.
  • the tape can adopt a tension-free state on the straightening rollers a maximum circle diameter which corresponds to a maximum of three times the straightening roller diameter, preferably twice the straightening roller diameter.
  • the straightening rollers and pulleys are thus arranged so close to each other and employed with such a depth that even at Switzerlandlosem band maximum a circle diameter of the belt can set, which can not exceed a maximum value of the triple Richtrolleen pressmessers, preferably even only twice the Richtrolleen preparers.
  • the bending line of the strip which adjusts itself by the bending moments and the optionally (slight) tensile stress, then yields a bending radius which corresponds to the straightening roller radius for thinner strips.
  • the straightening roller diameter is chosen so small that even at the lowest strip thickness a (surface) elongation of more than 2%, preferably more than 3%, is achieved.
  • the straightening rollers have a diameter which has a maximum of fifty times the smallest strip thickness to be processed in the system.
  • the bending radius is adjusted by the employment of the straightening rollers and optionally deflection rollers so that the maximum marginal fiber elongation or surface elongation of more than 3% results.
  • the invention proposes that a strip tension is produced on the outlet side and consequently behind the straightening rollers, which exceeds the entry-side strip tension at least by the extent of the forming losses. Consequently, at the outlet side, the strip is under a strip tensile stress which is sufficient to cover all forming losses occurring in the device in conjunction with any deflection roller drives.
  • the outlet-side strip tension is generated by the take-up of a take-up reel.
  • the forming losses can become so great that the strip tension required on the outlet side exceeds the available (eg take-up tension). In this case, then the Richtrollenanha is limited or reduced.
  • the inventive device can also be in lines without endless belt, z. B. in Schubbeizlinien, use. Such lines are mainly used for large tape thicknesses, z. B. to 16 mm used.
  • the beginning of the tape is usually driven by the uncoiler via an inlet-side drive unit through the pickling section to the take-up reel.
  • the adjustable straightening rollers and optionally deflection rollers
  • the adjustable straightening rollers are turned off, so that the beginning of the tape can be easily driven between the rollers.
  • At least one further discharge-side drive unit can alternatively be arranged downstream of the scale-breaking device on the outlet side, with which the required strip tension can be generated.
  • the (outgoing) drive unit it is closed and the belt tension is built up.
  • the additional discharge-side drive unit it is possible to minimize the non-descaled belt length. The same applies to the end of the tape, which runs through the scale breaking device. From a certain number of turns on the take-up reel, the unwinding train can be used.
  • a drive unit can be provided on the inlet side, which generates the inlet-side strip tension for the passage of the strip, so that the end of the strip, with the exception of the strip length from the inlet-side drive unit is optionally vorentzundert to the straightening rollers.
  • the last straightening roller (or the last deflection roller) is followed by an adjustable bending roller with which a residual curvature correction takes place.
  • the invention is based on the recognition that a plastic residual curvature is generated by the strong plastic bending around the straightening rollers in the band. This is eliminated or minimized by the employment of at least one engagable bending roller.
  • the band is thus bent against the straightening rollers with at least one bending roller after plastic bending so that no or only a small residual plastic curvature remains in the band.
  • the bending roller preferably has a diameter which is dimensioned such that even the smallest strip thickness can be bent beyond the elastic limit.
  • the bending roller can be driven. It is within the scope of the invention that the broken on the straightening rollers scoured suction or washed away with a (liquid or gaseous) medium or blown away. In this way, accumulations and
  • the straightening rollers have a relatively small diameter.
  • the straightening rollers have a diameter which is less than fifty times the smallest strip thickness to be processed. So it may be appropriate to use straightening rollers with a diameter of less than 100 mm.
  • the invention preferably proposes that the straightening rollers or each straightening roller are each assigned at least two own or two separate support rollers. The individual straightening rollers are therefore each supported individually, so that each support roller is assigned to only a single straightening roller.
  • the deflection rollers preferably have a diameter of 150 mm to 600 mm, particularly preferably 200 mm to 300 mm. With such diameters can create deflection rollers, on the one hand can absorb sufficiently high forces and on the other hand allow the invention essential tight geometry of the arrangement.
  • the invention is not only the method described, but also an apparatus for performing this method.
  • a device has at least a first straightening roller and a second straightening roller.
  • the first straightening roller is arranged upstream of at least one deflection roller and the second straightening roller is arranged downstream of at least one deflection roller.
  • each straightening roller may each be preceded by a deflection roller and may be arranged downstream of a deflection roller.
  • the device also has an unwinding reel on the inlet side and a take-up reel on the outgoing side, wherein the rewinding reel is generally not arranged directly behind the scale-breaking device but behind the descaling or pickling section.
  • the scale breaking device is therefore arranged downstream of a descaling device, said descaling z. B. may be formed as a pickling device. Alternatively, however, other Entzu matterssvoriquesen come used, for. B. blasting devices. According to another proposal, it is provided that the last straightening roller (or deflection roller) is followed by a downstream drive unit. Alternatively or additionally, the first straightening roller (or deflection roller) may be preceded by an inlet-side drive unit.
  • the optimal Rollan ein is precalculated using a mathematical model, which as a parameter at least the strip thickness, bandwidth, the yield strength , the modulus of elasticity, the roll diameter and the roll geometry, the inlet-side strip tensile stress and the forming bending losses that occur.
  • a first straightening roller and a second straightening roller that is, a straightening roller pair is provided for the desired band thickness range, wherein the straightening rollers can be arranged directly behind one another in the strip running direction or wherein each straightening roller is assigned in each case two deflection rollers.
  • two straightening roller pairs or more than two straightening roller pairs can be provided, wherein the straightening rollers of the first straightening roller pair have a different diameter than the straightening rollers of the second straightening roller pair. This then makes it possible to use each of these straightening roller pairs for a certain band thickness range, so that the Zunderêt can be optimized.
  • a first pair of straightening rollers which has straightening rollers with a straightening roller diameter which is smaller than the straightening roller diameter of the straightening rollers of a second straightening roller pair.
  • the first pair of straightening rollers is then used for breakage on thinner belts, while the second pair of straightening rollers with a larger straightening roller diameter is used for the crushing of thicker belts.
  • the respective support rollers have a smaller or a larger diameter.
  • the bending effect can be increased with smaller straightening roll diameters for thinner tapes. For the bending forces that occur with thick bands, but the additional loads of the support rollers are exceeded. Therefore, it is advantageous for thick tapes to use a second pair of straightening rollers with larger diameters.
  • the scale breaking device according to the invention can be in lines without endless belt, z. B. Schubbeizlinien use.
  • the scale breaking device according to the invention can also be used in lines with endless belt as a cost-effective variant in comparison to a stretch bending machine.
  • FIG. 1 shows an apparatus for descaling hot-rolled strips with a
  • Figure 3 shows the article of Figure 2 in a modified
  • FIG. 4 shows the article according to FIG. 2 in a further embodiment.
  • FIG. 1 shows a device for descaling hot-rolled strips 1, wherein the strip 1 is unwound from a unwinding reel 2 and wound onto a reeling reel 5.
  • the descaling takes place in a (mechanical) scale breaking device 3, in which the scale is broken on the surface of the strip in order to ensure a better acid attack in the downstream descaling or pickling section 4.
  • the subject matter of the present invention is in particular the scale breaking device 3 only indicated in FIG. 1. In FIGS. 2 to 4, this scale breaking device 3 is shown in various embodiments.
  • the scale breaking device 3 has at least one pair of straightening rollers P with two straightening rollers 6, 7 arranged one behind the other in the direction of travel of the strip, wherein the metal band 1 is guided around these straightening rollers 6, 7 and undergoes alternating bending.
  • the first straightening roller 6 is preceded by a guide roller 8 and the second straightening roller 7 is followed by a guide roller 9.
  • the (upper) straightening roller 6 and the (upper) guide roller 9 are arranged transversely to the strip running direction, while the (lower) straightening roller 7 and the (lower) guide roller 8 can be arranged stationary.
  • the straightening rollers 6, 7 are each supported by support rollers 12.
  • Each straightening roller are each assigned two support rollers, each support roller being assigned to only one straightening roller.
  • the adjustability of the rollers transversely to the direction of tape travel is indicated by double arrows.
  • the Zunder sermon carried out by way of bending, that is by bending around the straightening rollers 6, 7, wherein the band 1 on the inlet side, that is zuglos before the straightening rollers 6, 7 and pulleys 8, 9 or one
  • the straightening rollers and their spacing in the strip running direction to each other and the distance to the respective straightening rollers and the employment of the straightening rollers and pulleys is chosen so that in the course of a first plastic bending around the straightening roller 6 and a second plastic Bending around the straightening roller 7 on the upper side of the tape and the lower side of the belt strains and compressions of at least 2%, preferably at least 3% are generated.
  • scale is broken down by tensionless alternating bending, that is to say, in contrast to the stretch bending direction, a total plastic extension (degree of stretching) is dispensed with. Nevertheless, an efficient break-up of the scale takes place, so that the pickling attack of the acid or the effect of the downstream mechanical descaling methods such as brushing or blasting without a degree of stretching is markedly increased.
  • This is inventively achieved by the close arrangement of the straightening rollers 6, 7 to each other or the straightening rollers 6, 7 to the guide rollers 8, 9, taking into account the respective roller diameter.
  • the outlet-side straightening roller 7 or its deflection roller 9 is arranged downstream of a bending roller 11 in the exemplary embodiment, with which a residual curvature correction takes place.
  • a further guide roller 10 is provided on the opposite side of the belt.
  • a propulsion unit 13 is provided on the inlet side and a propulsion unit 14 is provided on the outlet side.
  • a Schubbeizline there is the possibility to drive the beginning of a coil coil through the scale breaker 3, wherein initially the engagable straightening rollers and pulleys are parked.
  • the beginning of the strip can in principle be advanced to the take-up reel 5, through which the outlet-side required strip tension is then generated. Only then are the straightening rollers 6 and deflection rollers 9 employed. In this case, the tape length would not vorentzundert to Aufwickelhaspel 5 back to the scale breaker 3.
  • the drive unit 14 which is arranged directly downstream of the scale-breaking device on the outlet side, it is possible to minimize the strip length which is not descaled. Because with the help of this propulsion unit 14, the required strip tension can be generated. Once the beginning of the tape has passed the propulsion unit 14, this is closed and built the tape tension. The same applies to the band end of a coil which runs through the scale breaking device 3. As soon as the take-off tension on a take-off reel starts from a certain residual turn number and thus the tension in the belt acting on the inlet side
  • the drive unit 13 is installed on the inlet side, which generates the inlet side strip tension for the passage of the belt 1, so that the end of the tape is optimally pre-descaled up to the straightening rollers with the exception of the tape length from the inlet-mounted drive unit 13.
  • FIG. 3 shows a modified embodiment of the invention, in which also a first straightening roller 6 and a second straightening roller 7 are provided for the alternating bending. While, according to FIG. 2, the first straightening roller 6 is preceded only by a deflection roller 8 and the second straightening roller 7 is only followed by a deflection roller 9, FIG. 3 shows an embodiment in which each straightening roller 6 or 7 has two deflection rollers 8, 8 'and 9, respectively. 9 'are assigned.
  • the two straightening rollers 6, 7 are adjustable while the deflection rollers 8, 8 'or 9, 9' can be arranged in a stationary manner. Adjustability is again indicated by double arrows.
  • FIG. 4 shows a further option of the invention.
  • the first pair of straightening rollers P has straightening rollers 6, 7 with a small diameter of z. B. 50 mm to 60 mm, while the second straightening roller pair P 'straightening rollers 6, 7 with a larger diameter of z. B. 70 mm to 80 mm.
  • the first pair of straightening rollers P has straightening rollers 6, 7 with a small diameter of z. B. 50 mm to 60 mm
  • the second straightening roller pair P 'straightening rollers 6, 7 with a larger diameter of z. B. 70 mm to 80 mm.
  • Diameter of the pulleys can z. B. 250 mm. Consequently, a particularly large band thickness range can be covered with the scale breaker device according to FIG. 4, since the straightening roller pairs P and P 'are to be used at different strip thicknesses.
  • the straightening roller pair P ' can be used with larger straightening rollers and support rollers. Because with smaller straightening roll diameters, the bending effect can be increased with thinner tapes. For bending forces, which occur with thick belts, but the additional loads of the support rollers are exceeded, so that offers for thick belts, to use a second pair of straightening rollers with larger diameters.
  • both pairs of straightening rollers P and P ' it may also be useful to use both pairs of straightening rollers P and P ', specifically when the bending radii that are present in the intake-side tensionless belt or at very low inlet-side tensile stresses are still too great for effective descaling. Due to the forming losses that occur when bending around the first pair of straightening rollers P, the strip tension in the band increases after the first straightening roller pair P and thus the inlet-side strip tension for the second straightening roller pair P '. As a result, for bands in which the bending radius is greater than the roll diameter, smaller bending radii, that is, the marginal fiber strain and compression increases and thus also the scale breaker.

Landscapes

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Abstract

Es handelt sich um ein Verfahren zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes, insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes mit einer Dicke von mehr als 1mm, z.B. 1,2mm bis 16mm, wobei das Band um zumindest zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Richtrollen geführt und dabei einer Wechselbiegung unterzogen wird, wobei zumindest eine der Richtrollen quer zur Bandlaufrichtung anstellbar ist. Dieses Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass das Band einlaufseitig vor den Richtrollen zuglos ist oder unter einer geringen Zugspannung von weniger als 10% der Streckgrenze des Bandes steht und dass die Durchmesser der Richtrollen und deren Abstand in Bandlaufrichtung sowie deren Anstellung quer zur Bandlaufrichtung unter Berücksichtigung der Bandeigenschaften so gewählt werden, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung und einer zweiten plastischen Biegung an der Bandoberseite und der Bandunterseite zum Zunderbrechen Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2%, vorzugsweise zumindest 3% erzeugt werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten
Metallbandes
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes, insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes mit einer Dicke von mehr als 1 mm, z. B. 1 ,2 mm bis 16 mm, wobei das Band um zumindest zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Richtrollen geführt und dabei einer Wechselbiegung unterzogen wird, wobei zumindest eine der Richtrollen quer zur Bandlaufrichtung anstellbar ist. - Metallband meint im Rahmen der Erfindung insbesondere ein Metallband aus Stahl oder Edelstahl. Es kann sich um Bänder handeln, welche auf Coils aufgewickelt sind. Metallband meint im Rahmen der Erfindung aber auch Bleche oder dergleichen Bandabschnitte.
Insbesondere bei warmgewalzten Metallbändern ist es erforderlich, diese zu entzundern, z. B. im Wege des Beizens oder auch durch andere Maßnahmen. Um diese Entzunderung zu verbessern, ist es bekannt, den Zunder auf der Bandoberfläche mechanisch zu brechen, um z. B. einen besseren Säureangriff beim Beizen zu gewährleisten. Das Zunderbrechen erfolgt in der Praxis in der Regel im Wege des Streckbiegerichtens. Neben dem effizienten mechanischen Vorentzundern mit daraus resultierenden höheren Prozessgeschwindigkeiten und geringerem Säureverbrauch lassen sich beim Streckbiegerichten durch die plastische Streckung Unplanheiten im Band beseitigen.
Derartige Verfahren zu Zunderbrechen warmgewalzter Bänder durch Streckbiegerichten sind z. B. aus der DE 23 50 503 B1 und der DE 29 42 270 A1 bekannt. Um einlaufseitig und auslaufseitig den für das Streckbiegerichten erforderlichen Bandzug zu erzeugen, sind solche Streckbiegerichtanlagen mit einlaufseitigen und auslaufseitigen Spannrollensätzen ausgerüstet. Aufgrund
der Umfornnverluste, die überproportional mit der Banddicke zunehmen, ist der auslaufseitige Bandzug in der Regel deutlich höher als der einlaufseitige Bandzug. In der Praxis sind üblicherweise Streckgrade von mehr als 1 % erforderlich, um ein effizientes Zunderbrechen und zugleich verbessertes Richtergebnis zu erreichen. Anlagentechnisch setzt dieses einen verhältnismäßig hohen Investitionsaufwand voraus, und zwar insbesondere wegen der erforderlichen Spannrollensätze. Das Zunderbrechen mit Streckbiegerichtan- lagen ist außerdem auf Bandbehandlungslinien mit Endlosband beschränkt, sodass Bandanfang bzw. Bandende der Coils miteinander verbunden werden müssen.
Alternativ wurde in der DD 294 886 A5 eine Vorrichtung für eine mechanische Vorentzunderung von Warmband vorgeschlagen, welche im Anschluss an eine Abwickelhaspel vor einem Beizbad angeordnet ist, wobei diese Vorrichtung aus mehreren Biegerollengerüsten besteht, von denen jedes mit einer konkav geformten und einer konvex geformten Biegerolle ausgerüstet ist, wobei diese Biegerollenpaare von Biegerollengerüst zu Biegerollengerüst entsprechend ihrem Rollenprofil wechseln, sodass das Durchgangsprofil zwischen den Biegerollen einmal eine Wölbung nach oben und einmal eine Wölbung nach unten aufweist. Eine solche Vorrichtung soll sich auch in Schub-Beiz-Anlagen einsetzen lassen, wobei der Transport z. B mit Hilfe von Treibrollensätzen erfolgen kann. Durch die wechselnden Biegerollenprofile wird das Band während des Durchlaufs wechselnd verformt, wobei die Biegung aufgrund der konvex-konkaven Profile im Wesentlichen um eine Achse erfolgt, welche sich entlang der Bandlaufrichtung erstreckt. Die Biegegeometrie ist dabei durch die Rollengeometrie vorgegeben, sodass die Anlage nur unzureichend an unterschiedliche Gegebenheiten angepasst werden kann.
Aus der DE 10 2009 035 161 A1 kennt man ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Entzunderung von Metallbändern, bei dem auf die Bandoberfläche ein Kryogen (z. B. flüssiger Stickstoff) aufgebracht wird, um Schmutz- bzw. Zunderpartikel zu lösen und zu entfernen. Vor dem Aufbringen des Kryogens wird außerdem Wasser auf die Bandoberfläche aufgebracht. Bei der Aufbringung des Wassers oder nach der Aufbringung des Wassers und vor der Aufbringung des Kryogens kann das Band zumindest einseitig über mindestens eine Rolle geführt werden, sodass das Band einer Biegeverformung unterzogen wird.
Ferner kennt man ein Verfahren zum Entzundern warmgewalzter Stahlbleche, bei welchem das Blech mit dem Zweck des Aufreißens der Oxidschicht mechanisch verformt wird und die aufgerissene Oxidschicht mittels eines nachgiebigen Schleifflieses abgetragen wird. Das Blech wird dabei mit einem Biegeradius zwischen 50 mm und 300 mm gebogen. Das Blech wird bis zu mindestens 0,2 % bleibender Dehnung gestreckt (Vgl. DE 198 17 525 A1 ).
Im Übrigen kennt man eine Vorrichtung zum Richten von Metallband mit parallel zueinander angeordneten Führungsrollen und einer in dem Zwickel zweier Führungsrollen angeordneten Richtrolle, bei der das Band die Richtrolle zwischen zwei Berührungslinien formschlüssig umschlingt, längs derer die Führungsrollen über das Band in mittelbarer Berührung mit der Richtrolle stehen. Das Richten erfolgt durch Biegeformänderung, sodass der Bandzug keine Richtarbeit zu leisten braucht, sondern nur dazu dient, das Band fortzubewegen. Die notwendige Zugkraft bleibt weit unter derjenigen, die für ein Strecken und Biegen des Bandes beim Streckbiegerichten erforderlich ist. Die Führungsrollen bilden dabei mit der Richtrolle jeweils einen Richtspalt und nehmen dabei den durch die Banddicke bestimmten Abstand von der Richtrolle
ein, sodass das Band an den beiden Berührungslinien in einem Spalt gleichsam zwischen der Richtrolle einerseits und je einer Führungsrolle andererseits eingespannt ist (vgl. EP 0 865 839 B1 oder DE 197 08 488 A1 ). Eine solche Weiterbildung dieses Richtens durch "Formschlussbiegen" wird beispielsweise in der DE 199 17 561 C1 beschrieben. Auf die Technik des Zunderbrechens hatten derartige Entwicklungen zum Formschlussbiegen keinen Einfluss. Schließlich ist ein Verfahren zum Zunderbrechen auch aus der US 2010/0146757 A1 bekannt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, welches bei reduziertem anlagentechnischen (Investitions-Aufwand ein einwandfreies und wirtschaftliches Zunderbrechen ermöglicht.
Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung bei einem gattungsgemäßen Verfahren zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes, insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes, dass das Band einlaufseitig vor den Richtrollen zuglos ist oder unter einen geringen Zugspannung von weniger als 10 % der Streckgrenze des Bandes und/oder weniger als 25 MPa steht und dass die Durchmesser der Richtrollen und deren Abstand in Bandlaufrichtung sowie deren Anstellung quer zur Bandlaufrichtung unter Berücksichtigung der Bandeigenschaften (und der Zugspannung) so gewählt werden, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung (an der ersten Richtrolle) und einer zweiten plastischen Biegung (an der zweiten Richtrolle) an der Bandoberseite und der Bandunterseite Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2 %, vorzugsweise zumindest 3 % erzeugt werden.
Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass auch ohne einen Streckgrad und folglich ohne plastische Streckung des Bandes ein einwandfreies Zunderbrechen möglich wird, wenn durch zuglose Wechsel- biegung die Dehnungen bzw. Stauchungen an der Bandoberseite und der Bandunterseite ausreichend groß sind. Auf eine plastische Gesamtverlängerung des Bandes, die beim Streckbiegerichten auftritt, wird verzichtet. Dennoch kann der Beizangriff der Säure bzw. die Wirkung mechanischer Entzunderungsverfahren wie Bürsten oder Strahlen auch ohne Streckgrad deutlich erhöht werden. Erfindungsgemäß wird das Band mindestens einmal in die eine und einmal in die andere Richtung plastisch gebogen, sodass die Bandoberseite und die Bandunterseite sowohl plastisch gedehnt wie auch plastisch gestaucht werden. Um auf beiden Seiten die etwa gleiche Zunderbrechwirkung zu erreichen, werden für die beiden Biegungen vorzugsweise jeweils in etwa gleiche Biegeradien eingestellt. Durch die enge Anordnung der Rollen wird auch im zuglosen Durchlauf bzw. bei keiner oder einer sehr geringen Zugspannung im Band eine Biegedehnung bzw. Randfaserdehnung/stauchung von mehr als 2 %, bevorzugt mehr als 3 % erzwungen. Die Erfindung geht dabei von der Erkenntnis aus, dass sich diese Biegedehnungen ohne Weiteres erzeugen lassen, wenn die Rollen sehr eng zueinander angeordnet werden. Auf ein "Formschlussbiegen", welches z. B. in der EP 0 865 839 B1 beschrieben wird, wird jedoch ausdrücklich verzichtet. Vielmehr ist der Abstand zwischen den Rollenoberflächen zweier unmittelbar benachbarter Rollen stets größer als die Banddicke, sodass kein Formschlussbiegen erfolgt. Dieses hat den Vorteil, dass der gebrochene und zum Teil abplatzende bzw. abfallende Zunder entsorgt werden kann, z. B. im Trockenverfahren und durch eine Absaugung oder im Nassverfahren durch Wegspülen, z. B. mit Wasser. Dieses ist trotz der engen Anordnung der
Richtrollen möglich, sodass eine Anhäufung oder Anbackung des Zunders an den Richtrollen und damit verbundene Oberflächenbeschädigungen auf dem Band vermieden werden. Denn der beim Formschlussbiegen vorliegende beidseitige Kontakt des Bandes zur Richtrolle und gegebenenfalls zu einer Umlenkrolle, welcher bei zunderbehaftetem Band zu Oberflächenbeschädigungen führen würde, wird vermieden.
Bevorzugt ist der ersten Richtrolle eine Umlenkrolle (oder eine weitere Richtrolle) vorgeordnet. Der zweiten Richtrolle ist bevorzugt eine Umlenkrolle (oder eine weitere Richtrolle) nachgeordnet. Alternativ kann jeder Richtrolle sowohl eine Umlenkrolle vorgeordnet oder eine Umlenkrolle nachgeordnet sein, wobei diese (zusätzlichen) Umlenkrollen auch durch (zusätzliche) Richtrollen ersetzt werden können. Eine oder mehrere Umlenkrollen (oder zusätzliche Richtrollen) können ebenfalls quer zur Bandlaufrichtung anstellbar sein. So kann entweder die Richtrolle relativ zu einer oder mehreren (festen) Umlenkrollen anstellbar sein oder die Umlenkrolle kann relativ zu einer (festen) Richtrolle anstellbar sein. Alternativ können auch sowohl die Richtrollen als auch die Umlenkrollen anstellbar sein. Jedenfalls erfolgt eine sehr kompakte Anordnung der Richtrollen und Umlenkrollen, sodass die gewünschten Dehnungen bzw. Stauchungen an der Bandoberseite bzw. Bandunterseite erzeugt werden. Durch die enge Anordnung der Richtrollen und der Umlenkrollen wird auch im zuglosen Durchlauf bzw. bei geringer Zugspannung im Band eine Randfaserdehnung/stauchung von mehr als 2 %, vorzugsweise mehr als 3 % erzwungen. Randfaserdehnung/stauchung meint Dehnung/Stauchung auf der Bandoberseite bzw. Bandunterseite.
Der Abstand der Richtrollen und gegebenenfalls der Umlenkrollen und die Anstellung der Richtrollen und gegebenenfalls der Umlenkrollen ist dabei so
gewählt, dass das Band im zuglosen Zustand an den Richtrollen einen maximalen Kreisdurchmesser annehmen kann, der maximal dem dreifachen des Richtrollendurchmessers, vorzugsweise dem doppelten des Richtrollendurchmessers entspricht. Die Richtrollen und Umlenkrollen werden folglich so nah beieinander angeordnet und mit einer solchen Eintauchtiefe angestellt, dass sich selbst bei zuglosem Band maximal ein Kreisdurchmesser des Bandes einstellen kann, der einen Maximalwert des dreifachen Richtrollendurchmessers, vorzugsweise sogar nur des zweifachen Richtrollendurchmessers nicht überschreiten kann. Die sich durch die Biegemomente und die gege- benenfalls (geringe) Zugspannung einstellende Biegelinie des Bandes ergibt dann einen Biegeradius, der für dünnere Bänder dem Richtrollenradius entspricht. Vor diesem Hintergrund ist es zweckmäßig, wenn der Richtrollendurchmesser so klein gewählt ist, dass selbst bei der geringsten Banddicke noch eine (Oberflächen-) Dehnung von mehr als 2 %, vorzugsweise mehr als 3 % erreicht wird. Dazu ist es zweckmäßig, wenn die Richtrollen einen Durchmesser aufweisen, der maximal das fünfzigfache der kleinsten in der Anlage zu bearbeitenden Banddicke aufweist. Für dickere Bänder wird der Biegeradius durch die Anstellung der Richtrollen und gegebenenfalls Umlenkrollen so eingestellt, dass sich die maximale Randfaserdehnung bzw. Oberflächendehnung von mehr als 3 % ergibt.
Unter Berücksichtigung der Tatsache, dass an den Richtrollen Biegeverluste auftreten, die in der Regel mit der Banddicke zunehmen, schlägt die Erfindung vor, dass auslaufseitig und folglich hinter den Richtrollen ein Bandzug erzeugt wird, der den einlaufseitigen Bandzug zumindest um das Maß der Umformverluste übersteigt. Das Band steht folglich auslaufseitig unter einer Bandzugspannung, die ausreicht, um im Zusammenspiel mit eventuellen Umlenkrollenantrieben alle in der Vorrichtung auftretenden Umformverluste zu decken. In der
Regel wird der auslaufseitige Bandzug durch den Aufwickelzug einer Aufwickelhaspel erzeugt. Bei sehr großen Banddicken können die Umformverluste so groß werden, dass der auslaufseitig erforderliche Bandzug den verfügbaren (z. B. Aufwickelzug) überschreitet. In diesem Fall wird dann die Richtrollenanstellung begrenzt bzw. reduziert.
Jedenfalls lässt sich die erfindungsgemäße Vorrichtung auch in Linien ohne Endlosband, z. B. in Schubbeizlinien, einsetzen. Derartige Linien werden hauptsächlich für große Banddicken, z. B. bis 16 mm, eingesetzt. Bei einer solchen Schubbeizlinie wird der Bandanfang in der Regel von der Abwickelhaspel über ein einlaufseitiges Treibaggregat durch die Beizsektion zum Aufwickelhaspel getrieben. Dabei ist es zweckmäßig, z. B. in einer Schubbeizlinie, den Bandanfang durch die Zunderbrechvorrichtung zu treiben, wobei zunächst die anstellbaren Richtrollen (und gegebenenfalls Umlenkrollen) abgestellt sind, sodass der Bandanfang ohne Weiteres zwischen den Rollen hindurch getrieben werden kann. Es ist möglich, den Bandanfang bis zum Aufwickelhaspel voranzutreiben, durch den der auslaufseitig erforderliche Bandzug generiert wird. Anschließend werden dann die Richtrollen (und gegebenenfalls Umlenkrollen) angestellt. Die Bandlänge vom Aufwickelhaspel bis zurück zur Zunderbrechvorrichtung ist in diesem Fall nicht vorentzundert. Daher kann alternativ auslaufseitig direkt hinter der Zunderbrechvorrichtung zumindest ein weiteres (auslaufseitiges) Treibaggregat angeordnet sein, mit dem der erforderliche Bandzug erzeugt werden kann. Sobald der Bandanfang das (auslaufseitige) Treibaggregat passiert hat, wird dieses geschlossen und der Bandzug aufgebaut. Durch das zusätzliche auslaufseitige Treibaggregat lässt sich folglich die nicht vorentzunderte Bandlänge minimieren. Gleiches gilt für das Bandende, welches durch die Zunderbrechvorrichtung läuft. Ab einer gewissen Restwindungsanzahl auf dem Aufwickelhaspel kann der Abwickelzug
und damit die einlaufseitig wirkende Zugspannung im Band verlorengehen. Damit nimmt gegebenenfalls der Biegeradius an den Richtrollen zu und die Zunderbrechwirkung ab. Um dieses zu verhindern, kann nach einem optionalen Vorschlag der Erfindung einlaufseitig ein Treibaggregat vorgesehen sein, welches für den Durchlauf des Bandes den einlaufseitigen Bandzug generiert, sodass auch das Bandende mit Ausnahme der Bandlänge vom einlaufseitigen Treibaggregat bis zu den Richtrollen optional vorentzundert wird.
Dabei liegt es im Rahmen der Erfindung, Richtrollen und/oder Umlenkrollen anzutreiben, z. B. zur Deckung eines Teils der Umformverluste.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, dass der letzten Richtrolle (oder der letzten Umlenkrolle) eine anstellbare Biegerolle nachgeordnet ist, mit der eine Restkrümmungskorrektur erfolgt. Dabei geht die Erfindung von der Erkenntnis aus, dass durch die starke plastische Biegung um die Richtrollen im Band eine plastische Restkrümmung erzeugt wird. Diese wird durch die Anstellung mindestens einer anstellbaren Biegerolle beseitigt bzw. minimiert. Das Band wird folglich nach dem plastischen Biegen um die Richtrollen mit mindestens einer Biegerolle so gegengebogen, dass keine oder nur eine geringe plastische Restkrümmung im Band verbleibt. Die Biegerolle weist dabei vorzugsweise einen Durchmesser auf, der so bemessen ist, dass auch die kleinste Banddicke noch über die Elastizitätsgrenze hinaus gebogen werden kann. Optional kann die Biegerolle angetrieben sein. Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass der an den Richtrollen gebrochene Zunder abgesaugt oder mit einem (flüssigen oder gasförmigen) Medium weggespült bzw. weggeblasen wird. Auf diese Weise werden Anhäufungen und
Anbackungen im Bereich der Richtrollen vermieden, sodass insbesondere Oberflächenbeschädigungen auf dem Band vermieden werden.
Erfindungsgemäß weisen die Richtrollen einen verhältnismäßig kleinen Durchmesser auf. Bevorzugt weisen die Richtrollen einen Durchmesser auf, welcher geringer als das fünfzigfache der kleinsten zu verarbeitenden Banddicke ist. So kann es zweckmäßig sein, Richtrollen mit einem Durchmesser von weniger als 100 mm einzusetzen. Bestenfalls wird der Richtrollendurchmesser so klein gewählt, dass selbst bei der geringsten Banddicke noch eine ausreichende Randfaserdehnung erreicht wird. Dabei ist es zweckmäßig, die Richtrollen durch Stützrollen gegen Durchbiegung abzustützen, wobei vorzugsweise jeder Richtrolle zwei Stützrollen zugeordnet sind. Das Verhältnis der Stützrollendurchmesser zu dem Richtrollendurchmesser ist vorzugsweise <= 1 ,5, besonders bevorzugt <= 1 ,25. Es liegt folglich im Rahmen der Erfindung, Stützrollen mit verhältnismäßig geringem Durchmesser zu verwenden, sodass sich die gewünschte enge Geometrie realisieren lässt. Im Gegensatz zum Vielrollenrichten, bei dem zwei hintereinander angeordnete Richtrollen durch eine gemeinsame "zwischengeschaltete" Stützrolle abgestützt werden können, schlägt die Erfindung bevorzugt vor, dass den Richtrollen bzw. jeder Richtrolle jeweils zumindest zwei eigene bzw. zwei separate Stützrollen zugeordnet sind. Die einzelnen Richtrollen sind folglich jeweils einzeln abgestützt, sodass jede Stützrolle nur einer einzigen Richtrolle zugeordnet ist.
Die Umlenkrollen weisen vorzugsweise einen Durchmesser von 150 mm bis 600 mm, besonders bevorzugt 200 mm bis 300 mm auf. Mit solchen Durchmessern lassen sich Umlenkrollen schaffen, die einerseits ausreichend hohe Kräfte aufnehmen können und andererseits die erfindungswesentliche enge Geometrie der Anordnung ermöglichen.
Gegenstand der Erfindung ist dabei nicht nur das beschriebene Verfahren, sondern auch eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens. Eine solche Vorrichtung weist zumindest eine erste Richtrolle und eine zweite Richtrolle auf. Vorzugsweise ist der ersten Richtrolle zumindest eine Umlenkrolle vorgeordnet und der zweiten Richtrolle ist zumindest eine Umlenkrolle nachgeordnet. Optional kann auch jeder Richtrolle jeweils eine Umlenkrolle vorgeordnet und eine Umlenkrolle nachgeordnet sein. Bevorzugt weist die Vorrichtung außerdem einlaufseitig einen Abwickelhaspel und auslaufseitig einen Aufwickelhaspel auf, wobei der Aufwickelhaspel in der Regel nicht unmittelbar hinter der Zunderbrechvorrichtung, sondern hinter der Entzunderungs- bzw. Beizsektion angeordnet ist. Der Zunderbrechvorrichtung ist folglich eine Entzunderungsvorrichtung nachgeordnet, wobei diese Entzunderungsvorrichtung z. B. als Beizvorrichtung ausgebildet sein kann. Alternativ kommen jedoch auch andere Entzunderungsvorrichtungen zum Einsatz, z. B. Strahlvorrichtungen. Nach einem weiteren Vorschlag ist vorgesehen, dass der letzten Richtrolle (bzw. Umlenkrolle) ein auslaufseitiges Treibaggregat nachgeordnet ist. Alternativ oder ergänzend kann der ersten Richtrolle (oder Umlenkrolle) ein einlaufseitiges Treibaggregat vorgeordnet sein.
Um einen automatischen Betrieb der Anlage und die Einstellung in etwa gleicher Biegeradien an den beiden Richtrollen zu gewährleisten, ist es vorteilhaft, wenn für gegebene Banddaten die optimale Rollanstellung mit Hilfe eines mathematischen Modells vorberechnet wird, welches als Parameter mindestens die Banddicke, Bandbreite, die Streckgrenze, den E-Modul, die Rollendurchmesser sowie die Rollengeometrie, die einlaufseitige Bandzugspannung und die auftretenden Umformbiegeverluste berücksichtigt.
Es liegt im Rahmen der Erfindung, dass für den gewünschten Banddickenbereich eine erste Richtrolle und eine zweite Richtrolle, das heißt ein Richtrollenpaar vorgesehen ist, wobei die Richtrollen in Bandlaufrichtung unmittelbar hintereinander angeordnet sein können oder wobei jeder Richtrolle jeweils zwei Umlenkrollen zugeordnet sind. Um den Einsatzbereich einer solchen Anlage zu erweitern können alternativ auch zwei Richtrollenpaare oder auch mehr als zwei Richtrollenpaare vorgesehen sein, wobei die Richtrollen des ersten Richtrollenpaares einen anderen Durchmesser aufweisen als die Richtrollen des zweiten Richtrollenpaares. Damit besteht dann die Möglichkeit, jedes dieser Richtrollenpaare für einen bestimmten Banddickenbereich einzusetzen, sodass das Zunderbrechen optimiert werden kann. So liegt es im Rahmen der Erfindung, dass ein erstes Richtrollenpaar vorgesehen ist, welches Richtrollen mit einem Richtrollendurchmesser aufweist, der geringer als der Richtrollendurchmesser der Richtrollen eines zweiten Richtrollenpaares ist. Das erste Richtrollenpaar kommt dann für das Zunderbrechen bei dünneren Bändern zum Einsatz, während das zweite Richtrollenpaar mit größerem Richtrollendurchmesser für das Zunderbrechen bei dickeren Bändern eingesetzt wird. In diesem Fall ist es auch zweckmäßig, wenn die jeweiligen Stützrollen einen kleineren bzw. einen größeren Durchmesser aufweisen. Jedenfalls lässt sich mit kleinerem Richtrollendurchmessern bei dünneren Bändern die Biegewirkung erhöhen. Für die Biegekräfte, die bei dicken Bändern auftreten, werden aber die zusätzlichen Belastungen der Stützrollen überschritten. Daher ist es bei dicken Bändern vorteilhaft, ein zweites Richtrollenpaar mit größeren Durchmessern einzusetzen.
Ebenso kann es sinnvoll sein, zwei Richtrollenpaare einzusetzen, wenn die sich bei einlaufseitigem zuglosen Band bzw. bei sehr geringen einlaufseitigen Zugspannungen einstellenden Biegeradien für eine effektive Entzunderung
noch zu groß sind. Durch die Umformverluste, die beim Biegen um das erste Richtrollenpaar entstehen, erhöht sich der Bandzug im Band nach dem ersten Richtrollenpaar und damit der einlaufseitige Bandzug für das zweite Richtrollenpaar. Dadurch stellen sich bei den Bändern, bei denen der Biegeradius größer als der Richtrollendurchmesser ist, kleinere Biegeradien ein, das heißt die Oberflächendehnung und -Stauchung nimmt zu und damit die Zunderbrechwirkung. Gegebenenfalls können auch mehrere Richtrollenpaare zur Bandzugerhöhung eingesetzt werden. Durch die Bandzugerhöhung wird im Band dann auch ein (geringer) Streckgrad erzeugt, sodass eine Verbesserung der Bandplanheit erzielt wird.
Besonders bevorzugt lässt sich die erfindungsgemäße Zunderbrechvorrichtung in Linien ohne Endlosband, z. B. Schubbeizlinien, einsetzen. Alternativ kann die erfindungsgemäße Zunderbrechvorrichtung aber auch in Linien mit Endlosband als kostengünstige Variante im Vergleich zu einer Streckbiegerichtanlage eingesetzt werden.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. Es zeigen
Figur 1 eine Vorrichtung zum Entzundern warmgewalzter Bänder mit einer
Zunderbrechvorrichtung in einer stark vereinfachten Ansicht,
Figur 2 die Zunderbrechvorrichtung in einer vergrößerten Darstellung,
Figur 3 den Gegenstand nach Figur 2 in einer abgewandelten
Ausführungsform und
Figur 4 den Gegenstand nach Figur 2 in einer weiteren Ausführungsform.
Figur 1 zeigt eine Vorrichtung zum Entzundern warmgewalzter Bänder 1 , wobei das Band 1 von einer Abwickelhaspel 2 abgewickelt und auf eine Aufwickel- haspel 5 aufgewickelt wird. Die Vorentzunderung erfolgt in einer (mechanischen) Zunderbrechvorrichtung 3, in welcher der Zunder auf der Bandoberfläche aufgebrochen wird, um einen besseren Säureangriff in der nachgeschalteten Entzunderungs- bzw. Beizsektion 4 zu gewährleisten. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist insbesondere die in Figur 1 lediglich angedeutete Zunderbrechvorrichtung 3. In den Figuren 2 bis 4 ist diese Zunderbrechvorrichtung 3 in verschiedenen Ausführungsformen dargestellt. Die Zunderbrechvorrichtung 3 weist zumindest ein Richtrollenpaar P mit zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordneten Richtrollen 6, 7 auf, wobei das Metallband 1 um diese Richtrollen 6, 7 geführt und dabei einer Wechselbiegung unterzogen wird. In dem in Figur 2 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der ersten Richtrolle 6 eine Umlenkrolle 8 vorgeordnet und der zweiten Richtrolle 7 ist eine Umlenkrolle 9 nachgeordnet. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel sind die (obere) Richtrolle 6 und die (obere) Umlenkrolle 9 quer zur Bandlaufrichtung anstellbar, während die (untere) Richtrolle 7 und die (untere) Umlenkrolle 8 ortsfest angeordnet sein können. Die Richtrollen 6, 7 sind jeweils durch Stützrollen 12 abgestützt. Jeder Richtrolle sind jeweils zwei Stützrollen zugeordnet, wobei jede Stützrolle nur einer einzigen Richtrolle zugeordnet ist. Die Anstellbarkeit der Rollen quer zur Bandlaufrichtung ist durch Doppelfpfeile angedeutet.
Erfindungsgemäß erfolgt das Zunderbrechen im Wege des Biegerichtens, das heißt durch Biegen um die Richtrollen 6, 7, wobei das Band 1 einlaufseitig, das heißt vor den Richtrollen 6, 7 und Umlenkrollen 8, 9 zuglos ist oder eine
lediglich geringe Zugspannung von weniger als 10 % der Streckgrenze des Bandes und bevorzugt weniger als 25 MPa aufweist. In den Figuren ist angedeutet, dass der Durchmesser der Richtrollen und deren Abstand in Bandlaufrichtung zueinander sowie der Abstand zu den jeweiligen Richtrollen sowie die Anstellung der Richtrollen und Umlenkrollen so gewählt ist, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung um die Richtrolle 6 und einer zweiten plastischen Biegung um die Richtrolle 7 an der Bandoberseite und der Bandunterseite Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2 %, vorzugsweise zumindest 3 % erzeugt werden. Erfindungsgemäß erfolgt ein Zunder- brechen durch zuglose Wechselbiegung, das heißt im Unterschied zum Streckbiegerichten wird auf eine plastische Gesamtverlängerung (Streckgrad) verzichtet. Dennoch erfolgt ein effizientes Aufbrechen des Zunders, sodass der Beizangriff der Säure bzw. die Wirkung der nachgeschalteten mechanischen Entzunderungsverfahren wie Bürsten oder Strahlen ohne Streckgrad deutlich erhöht wird. Dieses wird erfindungsgemäß durch die enge Anordnung der Richtrollen 6, 7 zueinander bzw. der Richtrollen 6, 7 zu den Umlenkrollen 8, 9 erreicht, und zwar unter Berücksichtigung der jeweiligen Rollendurchmesser. Durch die enge Anordnung der Umlenkrollen 8, 9 und Richtrollen 6, 7 wird auch im zuglosen Durchlauf bzw. bei geringer Zugspannung im Band eine Biegedehnung von mehr als 2 %, bevorzugt mehr als 3 % erzwungen. Die Abstände der Umlenkrollen 8, 9 und Richtrollen 6, 7 und deren Anstellung bzw. Eintauchtiefe sind dabei so eingestellt, dass das Band 1 an den Richtrollen 6, 7 einen maximalen Kreisdurchmesser K annehmen kann, welcher maximal dem dreifachen des Richtrollendurchmessers, vorzugsweise maximal dem doppelten des Richtrollendurchmessers entspricht. Dieses ist durch die (punktierte) Linie K in den Figuren angedeutet. Selbst wenn das Band 1 zuglos durch die dargestellte Anordnung geführt wird, kann das Band maximal den angedeuteten
Kreisdurchmesser K annehmen, und zwar aufgrund der engen Anordnung der Richtrollen 6, 7 und Umlenkrollen 8, 9 und der eingestellten Eintauchtiefen.
Der auslaufseitigen Richtrolle 7 bzw. deren Umlenkrolle 9 ist im Ausführungs- beispiel eine Biegerolle 1 1 nachgeordnet, mit der eine Restkrümmungskorrektur erfolgt. Zwischen der Umlenkrolle 9 und der Biegerolle 1 1 ist auf der gegenüberliegenden Seite des Bandes eine weitere Umlenkrolle 10 vorgesehen. Im Übrigen ist erkennbar, dass einlaufseitig ein Treibaggregat 13 und auslaufseitig ein Treibaggregat 14 vorgesehen sind. In einer Schubbeizlinie besteht die Möglichkeit, den Bandanfang eines Coils durch die Zunderbrechvorrichtung 3 zu treiben, wobei zunächst die anstellbaren Richtrollen und Umlenkrollen abgestellt sind. Im Ausführungsbeispiel gemäß Figur 2 handelt es sich um die Richtrolle 6 und die Umlenkrolle 9 sowie gegebenenfalls die Biegerolle 1 1 , die zunächst abgestellt werden. Der Bandanfang kann grundsätzlich bis zum Aufwickelhaspel 5 vorangetrieben werden, durch den dann der auslaufseitige erforderliche Bandzug generiert wird. Erst dann werden die Richtrollen 6 und Umlenkrollen 9 angestellt. In diesem Fall wäre die Bandlänge bis zum Aufwickelhaspel 5 bis zurück zur Zunderbrechvorrichtung 3 nicht vorentzundert. Durch das auslaufseitig direkt hinter der Zunderbrechvorrichtung angeordnete Treibaggregat 14 lässt sich die nicht vorentzunderte Bandlänge minimieren. Denn mit Hilfe dieses Treibaggregates 14 kann der erforderliche Bandzug erzeugt werden. Sobald der Bandanfang das Treibaggregat 14 passiert hat, wird dieses geschlossen und der Bandzug aufgebaut. Gleiches gilt für das Bandende eines Coils, welches durch die Zunderbrechvorrichtung 3 läuft. Sobald ab einer gewissen Restwindungszahl auf dem Abwickelhaspel der Abwickelzug und damit die einlaufseitig wirkende Zugspannung im Band
verloren geht, besteht grundsätzlich die Möglichkeit, dass die Zunderbrechwirkung abnimmt. Um dieses zu verhindern, ist einlaufseitig das Treibaggregat 13 installiert, welches für den Durchlauf des Bandes 1 den einlaufseitigen Bandzug generiert, sodass auch das Bandende mit Ausnahme der Bandlänge vom einlaufseigen Treibaggregat 13 bis zu den Richtrollen optimal vorentzundert wird.
Figur 3 zeigt eine abgewandelte Ausführungsform der Erfindung, bei der ebenfalls eine erste Richtrolle 6 und eine zweite Richtrolle 7 für die Wechselbiegung vorgesehen sind. Während gemäß Figur 2 der ersten Richtrolle 6 lediglich eine Umlenkrolle 8 vorgeordnet und der zweiten Richtrolle 7 lediglich eine Umlenkrolle 9 nachgeordnet ist, zeigt Figur 3 eine Ausführungsform, bei welcher jeder Richtrolle 6 bzw. 7 jeweils zwei Umlenkrollen 8, 8' bzw. 9, 9' zugeordnet sind. Die Umlenkrollen 8, 8' sind der Richtrolle 6 zugeordnet und auf der gegenüberliegenden Bandseite angeordnet, während die Umlenkrollen 9, 9' der Richtrolle 7 zugeordnet sind und ebenfalls auf der gegenüberliegenden Bandseite angeordnet sind. In diesem Fall ist es zweckmäßig, wenn die beiden Richtrollen 6, 7 anstellbar sind, während die Umlenkrollen 8, 8' bzw. 9, 9' ortsfest angeordnet sein können. Anstellbarkeit ist wieder durch Doppelpfeile angedeutet.
Figur 4 zeigt eine weitere Option der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform nach Figur 4 sind zwei Richtrollenpaare P, P' mit jeweils zwei Richtrollen 6, 7 vorgesehen, sodass die Ausführungsform gemäß Figur 4 letztlich einer "Verdopplung" der Ausführungsform nach Figur 2 entspricht. Das erste Richtrollenpaar P weist Richtrollen 6, 7 mit einem geringen Durchmesser von z. B. 50 mm bis 60 mm auf, während das zweite Richtrollenpaar P' Richtrollen 6, 7 mit einem größeren Durchmesser von z. B. 70 mm bis 80 mm aufweist. Der
Durchmesser der Umlenkrollen kann z. B. 250 mm betragen. Mit der Zunderbrechvorrichtung gemäß Figur 4 lässt sich folglich ein besonders großer Banddickenbereich abdecken, denn die Richtrollenpaare P bzw. P' sind bei unterschiedlichen Banddicken einzusetzen. Für dünnere Bänder kann z. B. das erste Richtrollenpaar P zum Einsatz kommen und für dickere Bänder kann das Richtrollenpaar P' mit größeren Richtrollen und Stützrollen zum Einsatz kommen. Denn mit kleineren Richtrollendurchmessern lässt sich bei dünneren Bändern die Biegewirkung erhöhen. Für Biegekräfte, die bei dicken Bändern auftreten, werden aber die zusätzlichen Belastungen der Stützrollen überschritten, sodass sich bei dicken Bändern anbietet, ein zweites Richtrollenpaar mit größeren Durchmessern einzusetzen. Alternativ kann es jedoch auch sinnvoll sein, beide Richtrollenpaare P und P' einzusetzen, und zwar dann, wenn die sich bei einlaufseitigem zuglosen Band bzw. bei sehr geringen einlaufseitigen Zugspannungen einstellenden Biegeradien für eine effektive Entzunderung noch zu groß sind. Durch die Umformverluste, die beim Biegen um das erste Richtrollenpaar P entstehen, erhöht sich der Bandzug im Band nach dem ersten Richtrollenpaar P und damit der einlaufseitige Bandzug für das zweite Richtrollenpaar P'. Dadurch stellen sich bei Bändern, bei denen der Biegeradius größer als der Richtrollendurchmesser ist, kleinere Biegeradien ein, das heißt die Randfaserdehnung und -Stauchung nimmt zu und damit auch die Zunderbrechvorrichtung.

Claims

Patentansprüche:
1 . Verfahren zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes, insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes mit einer Dicke von mehr als 1 mm, z. B. 1 ,2 mm bis 16 mm, wobei das Band um zumindest zwei in Bandlaufrichtung hintereinander angeordnete Richtrollen geführt und dabei einer Wechselbiegung unterzogen wird, wobei zumindest eine der Richtrollen quer zur Bandlaufrichtung anstellbar ist, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass das Band einlaufseitig vor den Richtrollen zuglos ist oder unter einer geringen Zugspannung von weniger als 10 % der Streckgrenze des Bandes steht und dass die Durchmesser der Richtrollen und deren Abstand in Bandlaufrichtung sowie deren Anstellung quer zur Bandlaufrichtung unter Berücksichtigung der Bandeigenschaften so gewählt werden, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung an der ersten Richtrolle und einer zweiten plastischen Biegung an der zweiten Richtrolle an der Bandoberseite und der Bandunterseite zum Zunderbrechen Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2 %, vorzugs- weise zumindest 3 % erzeugt werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass der ersten Richtrolle eine Umlenkrolle (oder eine weitere Richtrolle) vorgeordnet ist und der zweiten Richtrolle eine Umlenkrolle (oder eine weitere Richtrolle) nachgeordnet ist, wobei zumindest eine der Umlenkrollen (oder Richtrollen) anstellbar ist und wobei der Abstand zwischen Richtrollen und Umlenkrollen in Bandlaufrichtung und die Anstellung der Richtrollen und Umlenkrollen quer zur Bandlaufrichtung so gewählt werden, dass im Zuge der plastischen Biegungen
Dehnungen und Stauchungen an der Bandoberseite und der Bandunterseite von zumindest 2 %, vorzugsweise zumindest 3 % erzeugt werden.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Richtrollen und gegebenenfalls der Umlenkrollen und die Anstellung der Richtrollen und gegebenenfalls der Umlenkrollen so gewählt werden, dass das Band im zuglosen Zustand an den Richtrollen einen maximalen Kreisdurchmesser annehmen kann, der maximal dem dreifachen des Richtrollendurchmessers, vorzugsweise maximal dem doppelten des Richtrollen- durchmessers entspricht.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Biegeradien im Zuge der ersten plastischen Biegung und der zweiten Plastischen Biegung gleich oder im Wesentlichen gleich sind.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass auslaufseitig ein Bandzug erzeugt wird, der den einlaufseitigen Bandzug zumindest um das Maß der Umformverluste übersteigt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen den Rollenoberflächen zweier unmittelbar benachbarter Richtrollen und/oder Umlenkrollen stets größer als die Banddicke ist.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der letzten Richtrolle (oder der letzten Umlenkrolle) eine anstellbare Biegerolle nachgeordnet ist, mit der eine Restkrümmungskorrektur erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrollen einen Durchmesser aufweisen, welcher geringer als das fünfzigfache der kleinsten Banddicke ist, z. B. weniger als 100 mm beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Band einlaufseitig vor den Richtrollen unter einer Zugspannung von weniger als 25 MPa steht.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der an den Richtrollen gebrochene Zunder abgesaugt oder mit einem
(flüssigen oder gasförmigen) Medium weggespült oder weggeblasen wird.
1 1 . Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Band um Richtrollen geführt wird, welche jeweils durch Stützrollen abgestützt sind, wobei vorzugsweise jeder Richtrolle jeweils zumindest zwei eigene Stützrollen zugeordnet sind.
12. Vorrichtung zum Zunderbrechen eines zunderbehafteten Metallbandes (1 ), insbesondere eines warmgewalzten Metallbandes mit einer Dicke von mehr als 1 mm, z. B. 1 ,2 mm bis 16 mm, mit einem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 , mit zumindest einer ersten Richtrolle (6) und einer dieser nachgeordneten zweiten Richtrolle (7), wobei der ersten Richtrolle (6) eine Umlenkrolle (8) (oder eine weitere Richtrolle) vorgeordnet und der zweiten Richtrolle (7) eine Umlenkrolle (9) (oder eine weitere Richtrolle) nachgeordnet sind, dadurch gekennzeichnet,
dass das Band (1 ) einlaufseitig vor den Richtrollen (6, 7) zuglos ist oder unter einer geringen Zugspannung von weniger als 10 % der Streckgrenze des Bandes steht und dass die Durchmesser der Richtrollen (und ggf. Umlenkrollen) und deren Abstand in Bandlaufrichtung sowie deren Anstellung quer zur Bandlaufrichtung unter Berücksichtigung der Bandeigenschaften so eingestellt sind, dass im Zuge einer ersten plastischen Biegung und einer zweiten plastischen Biegung an der Bandoberseite und der Bandunterseite Dehnungen und Stauchungen von zumindest 2 %, vorzugsweise zumindest 3 % erzeugt werden.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen (8, 9) einen größeren Durchmesser als die Richtrollen (6, 7) aufweisen, vorzugsweise einen mehr als doppelt so großen Durchmesser.
14. Vorrichtung nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Richtrollen (6, 7) durch Stützrollen (12) gegen Durchbiegung abgestützt sind, wobei den Richtrollen vorzugsweise jeweils zumindest zwei eigene Stützrollen zugeordnet sind bzw. jede Stützrolle lediglich einer einzigen Richtrolle zugeordnet ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis der Stützrollendurchmesser zu den Richtrollendurchmessern maximal 1 ,5, vorzugsweise maximal 1 ,25 beträgt.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen (8, 9) einen Durchmesser von 150 mm bis 600 mm, vorzugsweise 200 mm bis 300 mm aufweisen.
17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass der letzten Richtrolle (7) oder einer letzten Umlenkrolle (9) eine anstellbare Biegerolle (1 1 ) nachgeordnet ist, mit der eine Restkrümmungskorrektur erfolgt.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 17, mit zumindest einem Abwickelhaspel (2) und einem Aufwickelhaspel (3), wobei den Richtrollen (6, 7) einlaufseitig und/oder auslaufseitig ein oder mehrere Treibaggregate (13, 14) vorgeordnet und/oder nachgeordnet sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 12 bis 18, mit zwei oder mehreren Richtrollenpaaren (P, P'), wobei die Richtrollen (6, 7) des ersten Richtrollenpaares (P) einen anderen Durchmesser aufweisen als die Richtrollen (6, 7) des zweiten Richtrollenpaares (Ρ'), wobei bevorzugt wahlweise lediglich eines der Richtrollenpaare oder beide Richtrollenpaare anstellbar sind.
EP13714641.1A 2012-04-18 2013-04-04 Verfahren und vorrichtung zum zunderbrechen eines zunderbehafteten metallbandes Withdrawn EP2838676A1 (de)

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