EP3061535A1 - Haspeleinrichtung mit asymmetrischer kühlung des gehaspelten bandes - Google Patents

Haspeleinrichtung mit asymmetrischer kühlung des gehaspelten bandes Download PDF

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EP3061535A1
EP3061535A1 EP15156829.2A EP15156829A EP3061535A1 EP 3061535 A1 EP3061535 A1 EP 3061535A1 EP 15156829 A EP15156829 A EP 15156829A EP 3061535 A1 EP3061535 A1 EP 3061535A1
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EP
European Patent Office
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reel
metal strip
unit
end portion
straightening
Prior art date
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EP15156829.2A
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English (en)
French (fr)
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EP3061535B1 (de
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Alois Seilinger
Josef Maierl
Lukas PICHLER
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Primetals Technologies Austria GmbH
Original Assignee
Primetals Technologies Austria GmbH
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Publication date
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Priority to RU2017133418A priority patent/RU2703753C2/ru
Priority to US15/552,869 priority patent/US10737306B2/en
Priority to JP2017545311A priority patent/JP6768684B2/ja
Priority to EP15813807.3A priority patent/EP3261785A1/de
Priority to PCT/EP2015/079996 priority patent/WO2016134801A1/de
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    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/02—Winding-up or coiling
    • B21C47/04—Winding-up or coiling on or in reels or drums, without using a moving guide
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    • B21C47/26—Special arrangements with regard to simultaneous or subsequent treatment of the material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES OR PROFILES, OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C47/00—Winding-up, coiling or winding-off metal wire, metal band or other flexible metal material characterised by features relevant to metal processing only
    • B21C47/34—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus
    • B21C47/3433—Feeding or guiding devices not specially adapted to a particular type of apparatus for guiding the leading end of the material, e.g. from or to a coiler
    • 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
    • B21B45/02—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 lubricating, cooling, or cleaning
    • B21B45/0203—Cooling
    • B21B45/0209—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants
    • B21B45/0215—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes
    • B21B45/0218—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for strips, sheets, or plates

Definitions

  • a straightening unit can according to the WO 2008/000 348 A1 the combination of a lower roller and an upper roller of the drive roller unit plus a drive roller unit upstream, engageable with the metal band hold-down roller can be used.
  • a straightening unit upstream or downstream of the driving roller unit can be used as a straightening unit.
  • the upstream or downstream straightening unit comprises in each case three straightening rollers which are sequentially successively placed alternately on one and the other side of the metal band, each of which at least one can be adjusted to the metal strip.
  • EP 0 906 797 A1 From the EP 0 906 797 A1 It is known to arrange between the drive roller unit and the reel a drafting funnel with multiple work rolls, wherein the metal strip is deflected at each work roll. In addition, cooling of the metal strip can take place between the work rolls. By means of the arrangement of EP 0 906 797 A1 In particular, a stress distribution of the metal strip over the bandwidth can be influenced.
  • the object of the present invention is to provide means by which a plastic deformation of the end portion of the metal strip can be effected in a simple manner.
  • a method of the type mentioned above is configured in that the plastic deformation of the end portion is at least partially effected by an asymmetric loading of the sides of the end portion with a cooling medium.
  • the asymmetric loading of the sides of the end section with the cooling medium can be done as required before reeling the end section and / or reeling the end section and / or after reeling the end section. Furthermore, the Asymmetric loading of the sides of the end portion with the cooling medium as needed with a constant amount of coolant, with varying amounts of coolant or intermittently done.
  • the extent of asymmetric loading is preferably chosen such that the radius of curvature is at most as large as half the coil diameter. This ensures that the end portion bears under pressure at the next inner turn of the coil. An automatic popping or unwinding of the coil is thereby reliably prevented.
  • the length of the end portion should preferably be greater than half the outermost turn of the coil. In particular, it may correspond to at least one complete turn of the coil.
  • the plastic deformation of the end portion takes place exclusively by the asymmetric loading of the end portion with the cooling medium.
  • the plastic deformation of the end section may be assisted by means of a straightening unit arranged upstream of the reel.
  • the combination of a lower roller and an upper roller of the drive roller unit plus a drive roller unit upstream, engageable with the metal band hold-down roller can be used.
  • a straightening unit upstream or downstream of the driving roller unit can be used as a straightening unit.
  • the upstream or downstream straightening unit comprises at least three straightening rollers, which are alternately applied alternately to the one and the other side of the metal strip, at least one of which is adjustable against the metal strip.
  • a reel device of the type mentioned above is configured in that the deformation device is designed as a cooling device, by means of which the end section is acted upon asymmetrically with a cooling medium.
  • a metal strip 1 is to be reeled by means of a reel device.
  • the metal strip 1 may consist of steel.
  • the metal strip 1 may be made of a different metal, such as aluminum or copper.
  • the metal strip 1 has been previously rolled in a rolling mill, not shown, and then cooled in a cooling section, also not shown.
  • the reel device initially has a drive roller unit 2.
  • the driving roller unit 2 has a lower roller 3 and an upper roller 4.
  • the lower roll 3 is often rigidly arranged.
  • the upper roller 4 is often adjustable to the lower roller 3. This is in FIG. 1 indicated by a double arrow within the upper roller 4.
  • the upper roller 4 can be displaced horizontally.
  • the drive roller unit 2 the metal strip 1 is deflected from a first transport direction x in a second transport direction y and then fed in the second transport direction y a reel 5 of the coiler.
  • the first transport direction x is usually horizontal.
  • the second transport direction y is directed obliquely downwards in the rule.
  • the metal strip 1 is coiled to a coil 6.
  • the reel 5 has a coiler mandrel 7.
  • the coil 6 has an initial diameter d.
  • the initial diameter d corresponds to the diameter of the coiler mandrel 7.
  • the diameter of the coil 6 increases until it reaches a final diameter D.
  • the final diameter D corresponds to the coil diameter of the finished coiled coil 6.
  • an end portion 8 of the metal strip 1 is so plastically deformed after reeling that he - see FIGS. 2 and 3 - Is curved in the action-free state with a sufficiently small radius of curvature R.
  • the radius of curvature R is preferably at most as large as half the coil diameter D.
  • the end portion 8 can be separated from the rest of the coil 6 and then placed on the side edge, so that the end portion 8 can roll freely. In this state, the end portion 8 assumes the radius of curvature R. This - usually fictional - state is in FIG. 3 shown. In practice, the end portion 8 remains part of the coil 6. The end portion 8 must therefore necessarily assume a radius of curvature which is equal to half the coil diameter D. However, the end portion 8 is bent, starting from the non-impact state, elastically outward. It is therefore due to its elastic Aufbiegung under pressure at the next inner turn 9 of the coil 6 at.
  • the length of the end portion 8 may be determined as needed.
  • the length of the end portion 8 is as shown in FIG. 2
  • the length of the end portion 8 may correspond to a circumferential angle ⁇ of 190 °, 200 °, 210 °, ..., 340 °, 350 ° or 360 °.
  • Even larger values of the circumferential angle ⁇ are possible.
  • intermediate values can be realized, for example 217 ° or 312 °.
  • the reeling device has a deformation device.
  • the deformation device By means of the deformation device, the required plastic deformation of the end portion 8 of the metal strip 1 is effected.
  • the deformation device may comprise a straightening unit, which is arranged upstream of the reel 5.
  • a plastic deformation of the end section 8 takes place in the straightening unit.
  • the plastic deformation takes place before the end section 8 is reeled by means of the straightening unit.
  • the straightening unit 10 is referred to below as the upstream straightening unit.
  • the upstream directing unit 10 comprises as shown in FIG FIG. 1 at least three straightening rollers 11 to 13.
  • the straightening rollers 11 to 13 follow one another sequentially in the first transport direction x. They are employed alternately on one and the other side of the metal strip 1.
  • the straightening rollers 11 to 13 may be driven individually or in groups. Alternatively, they may be designed without drive. At least one of the straightening rollers 11 to 13 can be adjusted to the metal band 1.
  • the middle straightening roller 12 of the upstream straightening unit 10 can be attached to the metal band 1. This is in FIG. 1 by a double arrow the middle straightening roller 12 of the upstream straightening unit 10 indicated.
  • the two outer straightening rollers 11, 13 of the upstream straightening unit 10 can be adjusted to the metal band 1. This is in FIG. 1 indicated by a double arrow between the two outer straightening rollers 11, 13 of the upstream straightening unit 10.
  • the drive roller unit 2 is followed by a straightening unit 14.
  • This straightening unit 14 is referred to below as a downstream straightening unit.
  • the downstream alignment unit 14 thus comprises, as shown in FIG. 1 at least three straightening rollers 15 to 17.
  • the straightening rollers 15 to 17 follow each other sequentially in the second transport direction y. They are employed alternately on one and the other side of the metal strip 1.
  • the straightening rollers 15 to 17 may be driven individually or in groups. Alternatively, they may be designed without drive. At least one of the straightening rollers 15 to 17 can be adjusted to the metal band 1.
  • the middle straightening roller 16 of the downstream straightening unit 14 may be adjustable against the metal band 1. This is in FIG.
  • FIG. 1 indicated by a double arrow in the middle straightening roller 16 of the downstream straightening unit 14.
  • the two outer straightening rollers 15, 17 of the downstream straightening unit 14 can be adjusted to the metal band 1. This is in FIG. 1 indicated by a double arrow between the two outer straightening rollers 15, 17 of the downstream straightening unit 14.
  • the straightening unit has a hold-down roller 18 in addition to the lower roller 3 and the upper roller 4 of the power roller unit 2 on.
  • the hold-down roller 18 is arranged upstream of the drive roller unit 2. It is adjustable to the metal band 1. This is in FIG. 1 indicated by a double arrow orthogonal to the first transport direction x at the hold-down roller 18.
  • the hold-down roller 18 may additionally be positionable in the first transport direction x. This is in FIG. 1 indicated by a double arrow parallel to the first transport direction x at the hold-down roller 18.
  • the positionability in the first transport direction x is not absolutely necessary.
  • a straightening unit In the case of using a straightening unit is a mechanical-plastic deformation of the end portion 8, which takes place before the reeling of the end portion 8. Regardless of whether one of the straightening units 2 + 18, 10, 14 is present or not, however, always a front and / or a rear cooling device 19, 20 are present.
  • the end section 8 of the metal strip 1 is subjected asymmetrically to a cooling medium 21 (for example water or a water / oil mixture). If only the front and / or the rear cooling device 19, 20 are present, the asymmetric loading of the end section 8 with the cooling medium 21 completely causes the desired plastic deformation of the end section 8.
  • a cooling medium 21 for example water or a water / oil mixture
  • the asymmetric loading of the end portion 8 with the cooling medium 21 partially causes the desired plastic deformation of the end portion 8.
  • the plastic deformation of the end portion 8 is supported in this case by the existing straightening unit 2 + 18, 10, 14.
  • the front cooling device 19 is arranged in front of the reel 5. By means of the front cooling device 19 takes place an asymmetric loading before reeling.
  • the rear cooling device 20 is arranged in the reel 5. By means of the rear cooling device 20 takes place asymmetric loading during reeling (see FIG. 1 the application to the right of the coil 6) and / or after the reeling (see in FIG. 1 the admission to the left of the coil 6).
  • FIG. 1 is shown that only the outer side of the end portion 8 is acted upon by the cooling medium 21, both before and behind the capstan unit 2 and in the reel 5.
  • the end portion 8 on the other Side with the cooling medium 21 to apply, but to a lesser extent. It is also possible to carry out the asymmetric application of the cooling medium 21 exclusively in front of or exclusively behind the drive roller unit 2.
  • the present invention has many advantages.
  • the desired curvature of the end portion 8 of the metal strip 1 can be achieved in a simple manner and with high reliability.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Winding, Rewinding, Material Storage Devices (AREA)

Abstract

Ein gewalztes Metallband, insbesondere ein Stahlband wird mittels einer Treibrolleneinheit von einer ersten Transportrichtung in eine zweite Transportrichtung umgelenkt und einem Haspel zugeführt. In dem Haspel wird das Metallband zu einem Coil mit einem Coildurchmesser gehaspelt. Es wird eine plastische Verformung eines Endabschnitts des Metallbandes bewirkt, so dass der Endabschnitt im einwirkungsfreien Zustand mit einem Krümmungsradius gekrümmt ist. Die plastische Verformung des Endabschnitts (8) wird zumindest teilweise durch eine asymmetrischen Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts (8) mit einem Kühlmedium (21) bewirkt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Haspeln eines gewalzten Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes,
    • wobei das Metallband mittels einer Treibrolleneinheit von einer ersten Transportrichtung in eine zweite Transportrichtung umgelenkt und einem Haspel zugeführt wird,
    • wobei das Metallband in dem Haspel zu einem Coil mit einem Coildurchmesser gehaspelt wird,
    • wobei eine plastische Verformung eines Endabschnitts des Metallbandes bewirkt wird, so dass der Endabschnitt im einwirkungsfreien Zustand mit einem Krümmungsradius gekrümmt ist.
  • Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung eine Haspeleinrichtung zum Haspeln eines gewalzten Metallbandes, insbesondere eines Stahlbandes,
    • wobei die Haspeleinrichtung eine Treibrolleneinheit aufweist, mittels derer das Metallband von einer ersten Transportrichtung in eine zweite Transportrichtung umgelenkt wird,
    • wobei die Haspeleinrichtung einen Haspel aufweist, dem das Metallband von der Treibrolleneinheit in der zweiten Transportrichtung zugeführt wird und in dem das Metallband zu einem Coil mit einem Coildurchmesser gehaspelt wird,
    • wobei die Haspeleinrichtung eine Verformungseinrichtung aufweist, mittels derer eine plastische Verformung eines Endabschnitts des Metallbandes bewirkt wird, so dass der Endabschnitt im einwirkungsfreien Zustand mit einem Krümmungsradius gekrümmt ist.
  • In Warmbandstraßen wird ein Metallband - üblicherweise ein Stahlband - nach dem Fertigwalzen in der Regel zunächst in einer Kühlstrecke auf eine vordefinierte Temperatur (Haspeltemperatur) abgekühlt. Danach wird das abgekühlte Band zu einem Bund (Coil) gehaspelt. Es ist möglich, dass die Haspeltemperatur über die Länge des Metallbandes gesehen konstant ist. Alternativ ist es möglich, dass die Haspeltemperatur über die Länge des Metallbandes gesehen variiert. Beispielsweise können der Bandkopf (= vorderes Bandende) und der Bandfuß (= hinteres Bandende) ungekühlt gehaspelt werden. Der gehaspelte Bund wird sodann für die Lagerung und für den Transport gegen ein selbsttätiges Abwickeln oder Aufspringen gesichert. In der Regel wird der Bund zu diesem Zweck mit einer Transportvorrichtung aus dem Haspel entfernt und einer Bindemaschine zugeführt. In der Bindemaschine erfolgt das Sichern. Vor dem Abziehen vom Haspeldorn wird der gehaspelte Bund so gedreht, dass das Bandende nur geringfügig über den tiefsten Punkt des Coils übersteht und der Bund somit durch sein Eigengewicht stabilisiert wird.
  • Beim Haspeln des Metallbandes zu dem Coil tritt in der Regel bereits eine plastische Verformung des Metallbandes auf. Dennoch kann es in manchen Fällen zu einem spontanen Aufspringen bzw. Abrollen eines noch nicht gesicherten Bundes kommen. Die Ursache hierfür sind elastische Restspannungen in den Windungen des gehaspelten Bundes. Die Größe dieser Restspannungen hängt von mehreren Faktoren ab, beispielsweise von der Banddicke und der Fließspannung bei der Haspeltemperatur. Insbesondere bei hochfesten Güten mit einer Fließspannung von ca. 500 MPa (oder darüber) und einer Dicke von ca. 12 mm (oder darüber) kann ein derartiges spontanes Aufspringen bzw. Abrollen auftreten.
  • Aus der WO 2008/000 348 A1 ist bekannt, den Endabschnitt des Metallbandes mittels einer Richteinheit vorzubiegen. Als Richteinheit kann gemäß der WO 2008/000 348 A1 die Kombination einer Unterrolle und einer Oberrolle der Treibrolleneinheit zuzüglich einer der Treibrolleneinheit vorgeordneten, an das Metallband anstellbaren Niederhalterolle verwendet werden. Alternativ kann als Richteinheit eine der Treibrolleneinheit vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit verwendet werden. Die vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit umfasst jeweils drei sequenziell aufeinanderfolgende, abwechselnd an die eine und die andere Seite des Metallbandes angestellte Richtrollen, von denen jeweils mindestens eine an das Metallband anstellbar ist.
  • Aus der EP 0 906 797 A1 ist bekannt, zwischen der Treibrolleneinheit und dem Haspel einen Streckrichter mit mehreren Arbeitsrollen anzuordnen, wobei das Metallband an jeder Arbeitsrolle umgelenkt wird. Zwischen den Arbeitsrollen kann zusätzlich eine Kühlung des Metallbandes erfolgen. Mittels der Anordnung der EP 0 906 797 A1 kann insbesondere eine Spannungsverteilung des Metallbandes über die Bandbreite beeinflusst werden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zu schaffen, mittels derer eine plastische Verformung des Endabschnitts des Metallbandes auf einfache Weise bewirkt werden kann.
  • Die Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Verfahrens sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 2 bis 7.
  • Erfindungsgemäß wird ein Verfahren der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die plastische Verformung des Endabschnitts zumindest teilweise durch eine asymmetrische Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts mit einem Kühlmedium bewirkt wird.
  • Dadurch kann in dem Fall, dass die Temperatur des Endabschnitts zu dem Zeitpunkt, zu dem die asymmetrische Beaufschlagung mit dem Kühlmedium erfolgt, noch hoch genug ist, bewirkt werden, dass über die Banddicke ein Spannungsprofil in den Endabschnitt des Metallbandes eingeprägt wird. Der Ausgleich dieses Spannungsprofils bewirkt die Krümmung des Endabschnitts.
  • Die asymmetrische Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts mit dem Kühlmedium kann nach Bedarf vor dem Haspeln des Endabschnitts und/oder beim Haspeln des Endabschnitts und/oder nach dem Haspeln des Endabschnitts erfolgen. Weiterhin kann die asymmetrische Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts mit dem Kühlmedium nach Bedarf mit konstanter Kühlmittelmenge, mit variierender Kühlmittelmenge oder intermittierend erfolgen.
  • Das Ausmaß der asymmetrischen Beaufschlagung ist vorzugsweise derart gewählt, dass der Krümmungsradius maximal so groß wie der halbe Coildurchmesser ist. Dadurch wird erreicht, dass der Endabschnitt unter Druck an der nächstinneren Windung des Coils anliegt. Ein selbsttätiges Aufspringen oder Abrollen des Coils wird dadurch sicher verhindert.
  • Die Länge des Endabschnitts sollte vorzugsweise größer als die Hälfte der äußersten Windung des Coils sein. Sie kann insbesondere mit mindestens einer vollständigen Windung des Coils korrespondieren.
  • Es ist möglich, dass die plastische Verformung des Endabschnitts ausschließlich durch die asymmetrische Beaufschlagung des Endabschnitts mit dem Kühlmedium erfolgt. Alternativ ist es möglich, dass die plastische Verformung des Endabschnitts mittels einer dem Haspel vorgeordneten Richteinheit unterstützt wird.
  • Im Falle einer Unterstützung der plastischen Verformung durch eine dem Haspel vorgeordnete Richteinheit sind verschiedene Ausgestaltungen des Verfahrens möglich.
  • So kann beispielsweise als Richteinheit die Kombination einer Unterrolle und einer Oberrolle der Treibrolleneinheit zuzüglich einer der Treibrolleneinheit vorgeordneten, an das Metallband anstellbaren Niederhalterolle verwendet werden. Alternativ kann als Richteinheit eine der Treibrolleneinheit vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit verwendet werden. In diesem Fall umfasst die vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit mindestens drei sequenziell aufeinanderfolgende, abwechselnd an die eine und die andere Seite des Metallbandes angestellte Richtrollen umfasst, von denen jeweils mindestens eine an das Metallband anstellbar ist.
  • Die Aufgabe wird weiterhin durch eine Haspeleinrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 8 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Haspeleinrichtung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche 9 bis 13.
  • Erfindungsgemäß wird eine Haspeleinrichtung der eingangs genannten Art dadurch ausgestaltet, dass die Verformungseinrichtung als Kühleinrichtung ausgebildet ist, mittels derer der Endabschnitt asymmetrisch mit einem Kühlmedium beaufschlagt wird.
  • Die vorteilhaften Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Haspeleinrichtung korrespondieren im wesentlichen mit denen des erfindungsgemäßen Verfahrens.
  • Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die in Verbindung mit den Zeichnungen näher erläutert werden. Hierbei zeigen in schematischer Darstellung:
    • FIG 1
    eine Haspeleinrichtung,
    FIG 2
    ein gehaspeltes Coil und
    FIG 3
    einen gehaspelten Endabschnitt.
  • Entsprechend der Darstellung in FIG 1 soll ein Metallband 1 mittels einer Haspeleinrichtung gehaspelt werden. Das Metallband 1 kann aus Stahl bestehen. Alternativ kann das Metallband 1 aus einem anderen Metall bestehen, beispielsweise aus Aluminium oder Kupfer. Das Metallband 1 ist zuvor in einer nicht dargestellten Walzstraße gewalzt worden und sodann in einer ebenfalls nicht dargestellten Kühlstrecke gekühlt worden.
  • Die Haspeleinrichtung weist zunächst eine Treibrolleneinheit 2 auf. Die Treibrolleneinheit 2 weist eine Unterrolle 3 und eine Oberrolle 4 auf. Die Unterrolle 3 ist oftmals starr angeordnet. Die Oberrolle 4 ist oftmals an die Unterrolle 3 anstellbar. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil innerhalb der Oberrolle 4 angedeutet. Zusätzlich kann die Oberrolle 4 horizontal verlagerbar sein. Mittels der Treibrolleneinheit 2 wird das Metallband 1 von einer ersten Transportrichtung x in eine zweite Transportrichtung y umgelenkt und sodann in der zweiten Transportrichtung y einem Haspel 5 der Haspeleinrichtung zugeführt. Die erste Transportrichtung x ist in der Regel horizontal. Die zweite Transportrichtung y ist in der Regel schräg nach unten gerichtet. In dem Haspel 5 wird das Metallband 1 zu einem Coil 6 gehaspelt. Der Haspel 5 weist einen Haspeldorn 7 auf. Zu Beginn des Haspelvorgangs weist das Coil 6 einen Anfangsdurchmesser d auf. Der Anfangsdurchmesser d entspricht dem Durchmesser des Haspeldorns 7. Im Verlaufe des Haspelns des Metallbandes 1 wächst der Durchmesser des Coils 6 an, bis er einen Enddurchmesser D erreicht. Der Enddurchmesser D entspricht dem Coildurchmesser des fertig gehaspelten Coils 6.
  • Im Rahmen des Haspelvorgangs soll erreicht werden, dass ein Endabschnitt 8 des Metallbandes 1 nach dem Haspeln derart plastisch verformt ist, dass er - siehe FIG 2 und 3 - im einwirkungsfreien Zustand mit einem hinreichend kleinen Krümmungsradius R gekrümmt ist. Der Krümmungsradius R ist vorzugsweise maximal so groß wie der halbe Coildurchmesser D.
  • Zur Herstellung des einwirkungsfreien Zustands kann der Endabschnitt 8 vom übrigen Coil 6 getrennt werden und sodann auf die Seitenkante gestellt werden, so dass der Endabschnitt 8 sich frei einrollen kann. In diesem Zustand nimmt der Endabschnitt 8 den Krümmungsradius R an. Dieser - in der Regel fiktive - Zustand ist in FIG 3 dargestellt. In der Praxis bleibt der Endabschnitt 8 Bestandteil des Coils 6. Der Endabschnitt 8 muss daher zwangsweise einen Krümmungsradius annehmen, der gleich dem halben Coildurchmesser D ist. Der Endabschnitt 8 ist jedoch, ausgehend vom einwirkungsfreien Zustand, elastisch nach außen aufgebogen. Er liegt daher aufgrund seiner elastischen Aufbiegung unter Druck an der nächstinneren Windung 9 des Coils 6 an.
  • Die Länge des Endabschnitts 8 kann nach Bedarf bestimmt sein. Vorzugsweise ist die Länge des Endabschnitts 8 entsprechend der Darstellung in FIG 2 größer als die Hälfte der äußersten Windung des Coils 6. Insbesondere kann die Länge des Endabschnitts 8 mit einem Umfangswinkel α von 190°, 200°, 210°, ... , 340°, 350° oder 360° korrespondieren. Auch noch größere Werte des Umfangswinkels α sind möglich. Auch können Zwischenwerte realisiert werden, beispielsweise 217° oder 312°.
  • Um eine derartige plastische Verformung des Endabschnitts 8 zu erreichen, weist die Haspeleinrichtung eine Verformungeinrichtung auf. Mittels der Verformungeinrichtung wird die erforderliche plastische Verformung des Endabschnitts 8 des Metallbandes 1 bewirkt.
  • Die Verformungeinrichtung kann eine Richteinheit umfassen, die dem Haspel 5 vorgeordnet ist. In diesem Fall erfolgt in der Richteinheit eine plastische Verformung des Endabschnitts 8. Die plastische Verformung erfolgt vor dem Haspeln des Endabschnitts 8 mittels der Richteinheit.
  • Eine mögliche Realisierung der Richteinheit besteht darin, dass entsprechend der Darstellung in FIG 1 der Treibrolleneinheit 2 eine eigene Richteinheit 10 vorgeordnet ist. Diese Richteinheit 10 wird nachfolgend als vorgeordnete Richteinheit bezeichnet.
  • Die vorgeordnete Richteinheit 10 umfasst entsprechend der Darstellung in FIG 1 mindestens drei Richtrollen 11 bis 13. Die Richtrollen 11 bis 13 folgen in der ersten Transportrichtung x gesehen sequenziell aufeinander. Sie sind abwechselnd an die eine und die andere Seite des Metallbandes 1 angestellt. Die Richtrollen 11 bis 13 können einzeln oder gruppenweise angetrieben sein. Alternativ können sie antriebslos ausgebildet sein. Mindestens eine der Richtrollen 11 bis 13 ist an das Metallband 1 anstellbar. Beispielsweise kann die mittlere Richtrolle 12 der vorgeordneten Richteinheit 10 an das Metallband 1 anstellbar sein. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil bei der mittleren Richtrolle 12 der vorgeordneten Richteinheit 10 angedeutet. Alternativ oder zusätzlich können die beiden äußeren Richtrollen 11, 13 der vorgeordneten Richteinheit 10 an das Metallband 1 anstellbar sein. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil zwischen den beiden äußeren Richtrollen 11, 13 der vorgeordneten Richteinheit 10 angedeutet.
  • Alternativ zur vorgeordneten Richteinheit 10 ist es möglich, dass entsprechend der Darstellung in FIG 1 der Treibrolleneinheit 2 eine Richteinheit 14 nachgeordnet ist. Diese Richteinheit 14 wird nachfolgend als nachgeordnete Richteinheit bezeichnet.
  • Der Aufbau und die Wirkungsweise der nachgeordneten Richteinheit 14 sind analog zu Aufbau und Wirkungsweise der vorgeordneten Richteinheit 10. Die nachgeordnete Richteinheit 14 umfasst somit entsprechend der Darstellung in FIG 1 mindestens drei Richtrollen 15 bis 17. Die Richtrollen 15 bis 17 folgen in der zweiten Transportrichtung y gesehen sequenziell aufeinander. Sie sind abwechselnd an die eine und die andere Seite des Metallbandes 1 angestellt. Die Richtrollen 15 bis 17 können einzeln oder gruppenweise angetrieben sein. Alternativ können sie antriebslos ausgebildet sein. Mindestens eine der Richtrollen 15 bis 17 ist an das Metallband 1 anstellbar. Beispielsweise kann die mittlere Richtrolle 16 der nachgeordneten Richteinheit 14 an das Metallband 1 anstellbar sein. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil bei der mittleren Richtrolle 16 der nachgeordneten Richteinheit 14 angedeutet. Alternativ oder zusätzlich können die beiden äußeren Richtrollen 15, 17 der nachgeordneten Richteinheit 14 an das Metallband 1 anstellbar sein. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil zwischen den beiden äußeren Richtrollen 15, 17 der nachgeordneten Richteinheit 14 angedeutet.
  • Alternativ zum Vorsehen der vorgeordneten oder der nachgeordneten Richteinheit 10, 14 ist es möglich, die Treibrolleneinheit 2 zu einer Richteinheit zu erweitern. In diesem Fall weist die Richteinheit zusätzlich zur Unterrolle 3 und zur Oberrolle 4 der Treibrolleneinheit 2 eine Niederhalterolle 18 auf. Die Niederhalterolle 18 ist der Treibrolleneinheit 2 vorgeordnet. Sie ist an das Metallband 1 anstellbar. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil orthogonal zur ersten Transportrichtung x bei der Niederhalterolle 18 angedeutet. Die Niederhalterolle 18 kann zusätzlich auch in der ersten Transportrichtung x positionierbar sein. Dies ist in FIG 1 durch einen Doppelpfeil parallel zur ersten Transportrichtung x bei der Niederhalterolle 18 angedeutet. Die Positionierbarkeit in der ersten Transportrichtung x ist jedoch nicht zwingend erforderlich.
  • Im Falle der Verwendung einer Richteinheit erfolgt eine mechanisch-plastische Verformung des Endabschnitts 8, die vor dem Haspeln des Endabschnitts 8 erfolgt. Unabhängig davon, ob eine der Richteinheiten 2+18, 10, 14 vorhanden ist oder nicht, sind jedoch stets eine vordere und/oder eine hintere Kühleinrichtung 19, 20 vorhanden. Mittels der Kühleinrichtungen 19, 20 wird der Endabschnitt 8 des Metallbandes 1 asymmetrisch mit einem Kühlmedium 21 (beispielsweise Wasser oder einem Wasser-Öl-Gemisch) beaufschlagt. Wenn ausschließlich die vordere und/oder die hintere Kühleinrichtung 19, 20 vorhanden sind, bewirkt die asymmetrische Beaufschlagung des Endabschnitts 8 mit dem Kühlmedium 21 vollständig die gewünschte plastische Verformung des Endabschnitts 8. Wenn zusätzlich eine der Richteinheiten 2+18, 10, 14 vorhanden ist, bewirkt die asymmetrische Beaufschlagung des Endabschnitts 8 mit dem Kühlmedium 21 teilweise die gewünschte plastische Verformung des Endabschnitts 8. Die plastische Verformung des Endabschnitts 8 wird in diesem Fall durch die vorhandene Richteinheit 2+18, 10, 14 unterstützt.
  • Die vordere Kühleinrichtung 19 ist vor dem Haspel 5 angeordnet. Mittels der vorderen Kühleinrichtung 19 erfolgt eine asymmetrische Beaufschlagung vor dem Haspeln. Die hintere Kühleinrichtung 20 ist im Haspel 5 angeordnet. Mittels der hinteren Kühleinrichtung 20 erfolgt eine asymmetrische Beaufschlagung beim Haspeln (siehe in FIG 1 die Beaufschlagung rechts des Coils 6) und/oder nach dem Haspeln (siehe in FIG 1 die Beaufschlagung links des Coils 6).
  • Es ist möglich, die Kühleinrichtungen 19, 20 - zumindest während der Beaufschlagung des Endabschnitts 8 des Metallbandes 1 - mit einer konstanten Kühlmittelmenge zu speisen. Alternativ ist es möglich, dass die Kühlmittelmenge während dieses Zeitabschnitts variiert. Auch ist es möglich, den Endabschnitt 8 intermittierend mit dem Kühlmittel 21 zu beaufschlagen.
  • In FIG 1 ist dargestellt, dass ausschließlich die äußere Seite des Endabschnitts 8 mit dem Kühlmedium 21 beaufschlagt wird, und zwar sowohl vor als auch hinter der Treibrolleneinheit 2 als auch im Haspel 5. Vor dem Haspel 5 ist es alternativ möglich, den Endabschnitt 8 auch auf der anderen Seite mit dem Kühlmedium 21 zu beaufschlagen, jedoch in geringerem Ausmaß. Auch ist es möglich, die asymmetrische Beaufschlagung mit dem Kühlmedium 21 ausschließlich vor oder ausschließlich hinter der Treibrolleneinheit 2 durchzuführen.
  • Zusammengefasst betrifft die vorliegende Erfindung somit folgenden Sachverhalt:
    • Ein gewalztes Metallband 1, insbesondere ein Stahlband 1 wird mittels einer Treibrolleneinheit 2 von einer ersten Transportrichtung x in eine zweite Transportrichtung y umgelenkt und einem Haspel 5 zugeführt. In dem Haspel 5 wird das Metallband 1 zu einem Coil 6 mit einem Coildurchmesser D gehaspelt. Es wird eine plastische Verformung eines Endabschnitts 8 des Metallbandes 1 bewirkt, so dass der Endabschnitt 8 im einwirkungsfreien Zustand mit einem Krümmungsradius R gekrümmt ist. Die plastische Verformung des Endabschnitts 8 wird zumindest teilweise durch eine asymmetrischen Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts 8 mit einem Kühlmedium 21 bewirkt.
  • Die vorliegende Erfindung weist viele Vorteile auf. Insbesondere kann auf einfache Weise und mit hoher Zuverlässigkeit die gewünschte Krümmung des Endabschnitts 8 des Metallbandes 1 erreicht werden.
  • Obwohl die Erfindung im Detail durch das bevorzugte Ausführungsbeispiel näher illustriert und beschrieben wurde, so ist die Erfindung nicht durch die offenbarten Beispiele eingeschränkt und andere Variationen können vom Fachmann hieraus abgeleitet werden, ohne den Schutzumfang der Erfindung zu verlassen.
    • Bezugszeichenliste
    • 1
    Metallband
    2
    Treibrolleneinheit
    3
    Unterrolle
    4
    Oberrolle
    5
    Haspel
    6
    Coil
    7
    Haspeldorn
    8
    Endabschnitt
    9
    nächstinnere Windung
    10
    vorgeordnete Richteinheit
    11 bis 13
    Richtrollen
    14
    nachgeordnete Richteinheit
    15 bis 17
    Richtrollen
    18
    Niederhalterolle
    19
    vordere Kühleinrichtung
    20
    hintere Kühleinrichtung
    21
    Kühlmedium
    d, D
    Durchmesser
    R
    Krümmungsradius
    x, y
    Transportrichtungen
    α
    Umfangswinkel

Claims (13)

  1. Verfahren zum Haspeln eines gewalzten Metallbandes (1), insbesondere eines Stahlbandes (1),
    - wobei das Metallband (1) mittels einer Treibrolleneinheit (2) von einer ersten Transportrichtung (x) in eine zweite Transportrichtung (y) umgelenkt und einem Haspel (5) zugeführt wird,
    - wobei das Metallband (1) in dem Haspel (5) zu einem Coil (6) mit einem Coildurchmesser (D) gehaspelt wird,
    - wobei eine plastische Verformung eines Endabschnitts (8) des Metallbandes (1) bewirkt wird, so dass der Endabschnitt (8) im einwirkungsfreien Zustand mit einem Krümmungsradius (R) gekrümmt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die plastische Verformung des Endabschnitts (8) zumindest teilweise durch eine asymmetrische Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts (8) mit einem Kühlmedium (21) bewirkt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die asymmetrische Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts (8) mit dem Kühlmedium (21) vor dem Haspeln des Endabschnitts (8) und/oder beim Haspeln des Endabschnitts (8) und/oder nach dem Haspeln des Endabschnitts (8) erfolgt.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die asymmetrische Beaufschlagung der Seiten des Endabschnitts (8) mit dem Kühlmedium (21) mit konstanter Kühlmittelmenge, mit variierender Kühlmittelmenge oder intermittierend erfolgt.
  4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Krümmungsradius (R) maximal so groß wie der halbe Coildurchmesser (D) ist.
  5. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass eine Länge des Endabschnitts (8) größer als die Hälfte der äußersten Windung des Coils (6) ist.
  6. Verfahren nach einem der obigen Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die plastische Verformung des Endabschnitts (8) mittels einer dem Haspel (5) vorgeordneten Richteinheit (2+18, 10, 14) unterstützt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass als Richteinheit (2+18, 10, 14) eine Kombination einer Unterrolle und einer Oberrolle der Treibrolleneinheit (2) zuzüglich einer der Treibrolleneinheit (2) vorgeordneten, an das Metallband (1) anstellbaren Niederhalterolle (18) oder dass eine der Treibrolleneinheit (2) vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit (10, 14) verwendet wird, wobei die vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit (10, 14) mindestens drei sequenziell aufeinanderfolgende, abwechselnd an die eine und die andere Seite des Metallbandes (1) angestellte Richtrollen (11 bis 13, 15 bis 17) umfasst, von denen jeweils mindestens eine an das Metallband (1) anstellbar ist.
  8. Haspeleinrichtung zum Haspeln eines gewalzten Metallbandes (1), insbesondere eines Stahlbandes (1),
    - wobei die Haspeleinrichtung eine Treibrolleneinheit (2) aufweist, mittels derer das Metallband (1) von einer ersten Transportrichtung (x) in eine zweite Transportrichtung (y) umgelenkt wird,
    - wobei die Haspeleinrichtung einen Haspel (5) aufweist, dem das Metallband (1) von der Treibrolleneinheit (2) in der zweiten Transportrichtung (y) zugeführt wird und in dem das Metallband (1) zu einem Coil (6) mit einem Coildurchmesser (D) gehaspelt wird,
    - wobei die Haspeleinrichtung eine Verformungseinrichtung aufweist, mittels derer eine plastische Verformung eines Endabschnitts (8) des Metallbandes (1) bewirkt wird, so dass der Endabschnitt (8) im einwirkungsfreien Zustand mit einem Krümmungsradius (R) gekrümmt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Verformungseinrichtung als Kühleinrichtung (19, 20) ausgebildet ist, mittels derer der Endabschnitt (8) asymmetrisch mit einem Kühlmedium (21) beaufschlagt wird.
  9. Haspeleinrichtung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kühleinrichtung (19, 20) vor dem Haspel (5) und/oder im Haspel (5) angeordnet ist.
  10. Haspeleinrichtung nach Anspruch 8 oder 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kühleinrichtung (19, 20) während des Durchlaufs des Endabschnitts (8) durch die Kühleinrichtung (19, 20) mit einer konstanten Kühlmittelmenge gespeist wird,, mit einer variierenden Kühlmittelmenge gespeist wird oder intermittierend gespeist wird.
  11. Haspeleinrichtung nach Anspruch 8, 9 oder 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass der Krümmungsradius (R) maximal so groß wie der halbe Coildurchmesser (D) ist.
  12. Haspeleinrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 11, dadurch gekennzeichnet,
    dass die Haspeleinrichtung zum Unterstützen der plastischen Verformung des Endabschnitts (8) eine dem Haspel vorgeordnete Richteinheit (2+18, 10, 14) aufweist.
  13. Haspeleinrichtung nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Richteinheit (2+18) eine Unterrolle (3) und eine Oberrolle (4) der Treibrolleneinheit (2) und zusätzlich eine der Treibrolleneinheit (2) vorgeordnete Niederhalterolle (18) umfasst oder dass die Richteinheit (2+18, 10, 14) eine der Treibrolleneinheit (2) vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit (10, 14) umfasst, wobei die vorgeordnete oder nachgeordnete Richteinheit (10, 14) mindestens drei sequenziell aufeinanderfolgende, abwechselnd an die eine und die andere Seite des Metallbandes (1) angestellte Richtrollen (11 bis 13, 15 bis 17) umfasst, von denen jeweils mindestens eine an das Metallband (1) anstellbar ist.
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