Betriebsverfahren für ein Walzgerüst einer Walzstrasse

Abstract

 Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Walzgerüst (2, 3) einer Walzstraße, wobei in dem Walzgerüst (2, 3) mittels oberer und unterer Walzen (5 - 7) mit Walzenrändern (8, 9) zunächst ein erstes Metallband (4) mit einer ersten Metallbandbreite (b) und nach einer Walzpause (P) ein zweites Metallband (4) mit einer zweiten Metallbandbreite (b) gewalzt werden, wobei die Walzen (5 - 7) während des Walzens der Metallbänder (4) mit einem Kühlmedium (10) beaufschlagt werden. Zur Verbesserung der thermischen Balligkeit der Walzen (5 -7) und damit verbunden der Bandkontur und -planheit ist vorgesehen, daß die Walzen (5 - 7) zumindest in einem Kontaktbereich (15), der während des Walzens des zweiten Metallbandes (4) dieses kontaktiert, während eines Zeitraums (T) innerhalb der Walzpause (P) nicht mit dem Kühlmedium (10) beaufschlagt werden.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft ein Betriebsverfahren für ein Walzgerüst einer Walzstraße, wobei in dem Walzgerüst mittels oberer und unterer Walzen mit Walzenrändern zunächst ein erstes Metallband mit einer ersten Metallbandbreite und nach einer Walzpause ein zweites Metallband mit einer zweiten Metallbandbreite gewalzt werden, wobei die Walzen während des Walzens der Metallbänder mit einem Kühlmedium beaufschlagt werden.

[0002] Ein derartiges Betriebsverfahren ist bspw. aus der EP 0 776 710 A1 bekannt. Bei dem bekannten Betriebsverfahren werden die Bandkanten-Kontaktbereiche der Arbeitswalzen geregelt gekühlt, so daß mittels der durch die Kühlung bewirkten Balligkeitsänderung den im wesentlichen durch das Materialquerfließverhalten und die Arbeitswalzenabplattung hervorgerufenen edge drops entgegengeregelt wird.

[0003] Das bekannte Verfahren arbeitet bereits recht gut, ist aber noch verbesserungsfähig. Denn in der Walzpause zwischen zwei Metallbändern kühlen sich die Walzen des Walzgerüsts ab. Hierdurch verändert sich die zuvor eingestellte Balligkeit der Walzen.

[0004] Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, das bekannte Betriebsverfahren dahingehend zu verbessern, daß eine möglichst definierte Balligkeit der Walzen aufrechterhalten bleibt und damit verbunden die Bandkontur und -planheit verbessert wird.

[0005] Die Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Walzen zumindest in einem Kontaktbereich, der während des Walzens des zweiten Metallbandes dieses kontaktiert, während eines Zeitraums innerhalb der Walzpause nicht mit dem Kühlmedium beaufschlagt werden.

[0006] Wenn die Walzen außerhalb des Kontaktbereichs auch während des Zeitraums mit dem Kühlmedium beaufschlagt, ergibt sich eine besonders hohe Balligkeit der Walzen.

[0007] Wenn das Kühlmedium während des Beaufschlagens der Walzen eine zu den Walzenrändern hin weisende Geschwindigkeitskomponente hat, kann das Kühlmedium nicht in den Kontaktbereich gelangen.

[0008] Der Kontaktbereich, der während des Zeitraums innerhalb der Walzpause nicht mit dem Kühlmedium beaufschlagt wird, kann kleiner als die zweite Metallbandbreite sein. In diesem Fall ist die Balligkeit im Bandkantenbereich besonders groß. Üblicherweise ist der Kontaktbereich um maximal 200 mm kleiner als die zweite Bandbreite. Es werden also links und rechts jeweils bis zu 100 mm der Walzen, die später das zweite Metallband kontaktieren, mitgekühlt.

[0009] Die Walzen weisen Walzentemperaturen auf, die sich beim Walzen ändern. Auch ist das zweite Metallband je nach Temperatur und Material unterschiedlich schwer verformbar. Zur besseren Einstellbarkeit der Balligkeit hängt daher vorzugsweise der Zeitraum von dem zweiten Metallband und mindestens einer erfaßten Walzentemperatur ab.

[0010] Wenn die Walzen zumindest Arbeits- und Stützwalzen, ggfs. auch Zwischenwalzen, umfassen und die Arbeitswalzen mit dem Kühlmedium beaufschlagt bzw. nicht beaufschlagt werden, ergibt sich ein besonders hoher Wirkungsgrad.

[0011] Ansonsten aufgrund des weggeschalteten Kühlmediums auftretender Walzenverschleiß wird vermieden bzw. verringert, wenn die Walzen während der Walzpause mit einer Drehzahl umlaufen, die erheblich kleiner als ihre Betriebsdrehzahl ist Darüber hinaus wird in diesem Zustand am wenigsten Energie benötigt

[0012] Wenn den Walzen mit einem Anstelldruck anstellbare Abstreifer zugeordnet sind und die Abstreifer während der Walzpause von den Walzen abgestellt werden oder der Anstelldruck verringert wird, ergibt sich ein besonders geringer Verschleiß der Walzen sowie der Abstreifer.

[0013] Weitere Vorteile und Einzelheiten ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels in Verbindung mit den Zeichnungen. Dabei zeigen in Prinzipdarstellung

Figur 1

eine Stranggießanlage mit nachgeordneter Walzstraße und

Figuren 2 und 3

je eine Arbeitswalze mit einem Spritzbalken.

[0014] Gemäß Figur 1 ist einer nur schematisch dargestellten Stranggießanlage 1 eine Walzstraße mit mehreren Walzgerüsten nachgeordnet. Von den Walzgerüsten sind nur ein vorderes Walzgerüst 2 und ein hinteres Walzgerüst 3 dargestellt.

[0015] Die Stranggießanlage 1 ist eine sogenannte Dünnbrammengießanlage. Sie kann wahlweise ein- oder mehrsträngig ausgebildet sein. Mit ihr werden Metallbänder 4 hergestellt, die eine Metallbanddicke d zwischen 40 und 150 mm aufweisen. Die Metallbanddicke d ist im wesentlichen für alle Metallbänder 4 gleich. Die Metallbänder 4 weisen ferner Metallbandbreiten b auf. Die Metallbandbreiten b können zwischen 400 und 2000 mm schwanken. Dargestellt in Figur 1 sind drei Metallbänder 4, welche alle eine Metallbanddicke d zwischen 50 und 80 mm, z.B. von 50 mm, aufweisen. Die Metallbandbreiten b liegen bspw. bei 1000,1200 und 1000 mm.

[0016] Die Metallbänder 4 werden in den Walzgerüsten 2, 3 der Walzstraße nacheinander gewalzt. Zwischen dem Walzen der einzelnen Metallbänder 4 liegen dabei Walzpausen P.

[0017] Die Walzgerüste 2, 3 weisen gemäß Figur 2 je eine obere und eine untere Arbeitswalze 5 und je eine obere und eine untere Stützwalze 6 auf. Das hintere Walzgerüst 3 kann z.B. ferner noch je eine obere und eine untere Zwischenwalze 7 aufweisen. Alle Walzen 5 bis 7 erwärmen sich beim Walzen und ändern hierdurch ihre Balligkeit.

[0018] Am stärksten ist dieser Effekt aber bei den Arbeitswalzen 5, weil diese sich am stärksten erwärmen.

[0019] Während des Walzens der Metallbänder 4 werden die Walzen 5 bis 7, insbesondere die Arbeitswalzen 5, über ihre gesamte Breite, also von Walzenrand 8 zu Walzenrand 9, mit einem Kühlmedium 10 beaufschlagt. Das Kühlmedium wird dabei über eine Pumpe 11 aus einem Tank 12 in einen Spritzbalken 13 gefördert. Von dem Spritzbalken 13 aus wird das Kühlmedium 10 über eine Vielzahl von Spritzdüsen 14 auf die in Figur 2 dargestellte Arbeitswalze 5 gespritzt. Die Spritzdüsen 14 sind einzeln oder gruppenweise ab- und zuschaltbar. Sie sind derart orientiert, daß das Kühlmedium 10 während des Beaufschlagens der Arbeitswalze 5 eine zu den Walzenrändern 8, 9 hin weisende Geschwindigkeitskomponente hat.

[0020] Neben der obenstehend beschriebenen Kühlung der Walzen 5 - 7 außerhalb des Kontaktbereichs 15 durch einen feststehenden Spritzbalken 13 mit Zonenaufteilung können Spritzbalken 13 verwendet werden, die seitlich verfahrbar sind. Dies ist schematisch in Figur 3 dargestellt, wobei die Pfeile 13' die Verfahrbarkeit der Spritzbalken 13 andeuten sollen. Jeder der Spritzbalken 13 weist mehrere Spritzdüsen 14 auf. Der besseren Übersichtlichkeit halber ist aber in Figur 3 nur eine der Spritzdüsen 14 dargestellt. Als Verschiebemechanismus eignet sich in einer Warmbandstraße eine ohnehin vorhandene Seitenführung, an der an jeder Außenseite jeweils mehrere Spritzdüsen 14 befestigt sind und welche auf die Kontaktbereichbreite k eingestellt werden können. Sie beaufschlagen die Arbeitswalzen 5. Die verfahrbaren Spritzdüsen 14 werden nur in der Walzpause P während des Zeitraums T aktiviert. Sie sind ebenfalls derart orientiert, daß das Kühlmedium 10 zur Seite abfließt.

[0021] Während des Walzens der Metallbänder 4 wird, wie bereits erwähnt, die gesamte Arbeitswalze 5 mit dem Kühlmediurn 10 beaufschlagt. Während der Walzpausen P hingegen wird anders verfahren. Während der Walzpausen P wird zumindest während eines Zeitraums T die Arbeitswalzen 5 in einem Kontaktbereich 15 nicht mit dem Kühlmedium 10 beaufschlagt. Der Kontaktbereich 15 ist dabei ein Bereich, der während des Walzens des nachfolgenden Metallbandes 4 dieses kontaktiert. Er muß sich aber nicht notwendigerweise über die gesamte Metallbandbreite b des nachfolgenden Metallbandes 4 erstrecken. Er kann kleiner sein. In diesem Fall weist der Kontaktbereich 15 eine Kontaktbereichbreite k auf, die kleiner als die Metallbandbreite b des nachfolgenden Metallbandes 4 ist. Außerhalb des Kontaktbereichs 15 hingegen werden die Arbeitswalzen 5 auch während des Zeitraums 1 mit dem Kühlmedium 10 beaufschlagt.

[0022] Nach dem Auslaufen des vorhergehenden Metallbandes 4 aus dem jeweiligen Walzgerüst 2, 3 wird zur Ermittlung des Zeitraums T zunächst errechnet wie sich die Balligkeit der Arbeitswalzen 8 ändern würde, wenn der Kontaktbereich 15 während der gesamten Walzpause P mit dem Kühlmedium 10 beaufschlagt würden. Sodann wird errechnet, welche Balligkeit sich ergeben würde, wenn der Kontaktbereich 15 während der gesamten Walzpause P nicht mit dem Kühlmedium 10 beaufschlagt würde. Durch iterative Berechnung kann dann der gewünschte Zeitraum T ermittelt werden.

[0023] Während der Walzpausen P laufen die Arbeitswalzen 5 mit einer Drehzahl n um, welche erheblich kleiner als die Betriebsdrehzahl n_max der Arbeitswalzen 5 ist. Die Drehzahl n liegt bspw. unter 5 % oder unter 10 % der Nenndrehzahl n_max.

[0024] Sowohl der Zeitraum T als auch die Drehzahl n können selbstverständlich für jedes Walzgerüst 2, 3 individuell ermittelt werden. Z. B. erwärmen sich insbesondere die Arbeitswalzen 5 während des Walzens der einzelnen Metallbänder 4. Ihre Walzentemperatur beim Beenden des Walzens des ersten Metallbandes 4 beeinflußt daher den Umfang, in dem die Arbeitswalzen 5 gekühlt bzw. nicht gekühlt werden müssen, und somit auch die Länge des Zeitraums T. Die Walzentemperaturen - insbesondere der Arbeitswalzen 5 - werden daher erfaßt und einem - nicht dargestellten - Balligkeitsrechner zur Bestimmung des Zeitraums T zugeführt. Der Zeitraum T kann dabei u. U. - z. B. aufgrund von Verschleiß- oder Temperaturunterschieden - für die obere und die untere Arbeitswalze 5 unterschiedlich groß sein. Auch kann u. U. die Kontaktbereichbreite k während des Zeitraums T variiert werden.

[0025] Auch ist die wirksame Balligkeit von der Walzkraft abhängig, mit der das zweite Metallband 4 gewalzt wird. Die Walzkraft wiederum ist eine Funktion der Dickenreduktion, der Temperatur und des Materials (Stahlart) des zweiten Metallbandes 4. Auch dies hat Einfluß auf die Länge des Zeitraums T.

[0026] Die Auswirkungen der eingestellten Balligkeit auf das Metallband 4 wird mittels eines Bandkontur- und Planheitsmodells überwacht. Dadurch wird vermieden, daß sich negative Bandeigenschaften wie z. B. zu stramme Bandkanten oder Bandwulste einstellen.

[0027] Gemäß Figur 1 sind den Arbeitswalzen 5 Abstreifer 16 zugeordnet. Die Abstreifer 16 sind mit einem Anstelldruck an die Arbeitswalzen 5 anstellbar. Zur Minimierung des Verschleißes der Arbeitswalzen 5 werden während der Walzpausen P die Abstreifer 16 von den Arbeitswalzen 5 abgestellt. Dies ist in Figur 1 durch die Pfeile 17 symbolisch angedeutet.

[0028] Alternativ kann auch der Anstelldruck verringert werden. Insbesondere in diesem Fall wird im Bereich Abstreifer 16/Arbeitswalze 5 mittels separater Düsen auch während der Walzpausen P eine geringfügige Menge des Kühlmediums 10 aufgebracht. Bezüglich der Kühlung der Arbeitswalzen 5 ist diese Menge vernachlässigbar, sie bewirkt aber eine Schmierung und verhindert somit übermäßigen Verschleiß der Arbeitswalze 5 und des Abstreifers 16.

[0029] Die thermische Balligkeit der Arbeitswalzen 5 kann noch weiter erhöht werden, wenn zusätzlich zum Nichtkühlen während des Zeitraums T die Menge des aufgebrachten Kühlmediums 10 während des Walzens minimiert wird. Mittels eines Rechenmodellis sowie mit Hilfe der Walzentemperaturmessung wird die vorgegebene Walzentemperatur eingestellt. Abhängig von z.B. der Banddickenabnahme wird die minimale tolerierbare Menge an Kühlmedium 10 festgelegt. Beispielsweise werden bei einer Banddickenabnahme von 50% die volle Menge und bei einer Banddickenabnahme von 35% 60% der vollen Menge festgelegt.

Bezugszeichenliste

[0030] 

1

Stranggießanlage

2, 3

Walzgerüste

4

Metallbänder

5 - 7

Walzen

8, 9

Walzenränder

10

Kühlmedium

11

Pumpe

12

Tank

13

Spritzbalken

14

Spritzdüsen

15

Kontaktbereich

16

Abstreifer

13', 17

Pfeile

b

Metallbandbreiten

d

Metallbanddicken

k

Kontaktbereichbreite

n, n_max

Drehzahlen

P

Walzpausen

T

Zeitraum

Ansprüche

1. Betriebsverfahren für ein Walzgerüst (2, 3) einer Walzstraße,

- wobei in dem Walzgerüst (2, 3) mittels oberer und unterer Walzen (5 - 7) mit Walzenrändern (8, 9) zunächst ein erstes Metallband (4) mit einer ersten Metallbandbreite (b) und nach einer Walzpause (P) ein zweites Metallband (4) mit einer zweiten Metallbandbreite (b) gewalzt werden,

- wobei die Walzen (5 - 7) während des Walzens der Metallbänder (4) mit einem Kühlmedium (10) beaufschlagt werden,

dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (5 - 7) zumindest in einem Kontaktbereich (15), der während des Walzens des zweiten Metallbandes (4) dieses kontaktiert, während eines Zeitraums (T) innerhalb der Walzpause (P) nicht mit dem Kühlmedium (10) beaufschlagt werden.

2. Betriebs verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (5 - 7) außerhalb des Kontaktbereichs (15) auch während des Zeitraums (T) mit dem Kühlmedium (10) beaufschlagt werden.

3. Betriebsverfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühlmedium (10) während des Beaufschlagens der Walzen (5 - 7) eine zu den Walzenrändern (8, 9) hin weisende Geschwindigkeitskomponente hat.

4. Betriebsverfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktbereich (15) eine Kontaktbereichbreite (k) aufweist, die kleiner als die zweite Metallbandbreite ist.

5. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (5 - 7) zumindest Arbeits- und Stützwalzen (5, 6), ggfs. auch Zwischenwalzen (7), umfassen und daß die Arbeitswalzen mit dem Kühlmedium (10) beaufschlagt bzw. nicht beaufschlagt werden.

6. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (5 - 7) während der Walzpause (P) mit einer Drehzahl (n) umlaufen, die erheblich kleiner als ihre Betriebsdrehzahl (n_max) ist.

7. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Walzen (5-7) Walzentemperaturen aufweisen, daß mindestens eine der Walzentemperaturen erfaßt wird und daß der Zeitraum (T) von dem zweiten Metallband (4) und der mindestens einen erfaßten Walzentemperatur abhängt.

8. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet ,
daß der Zeitraum (T) für die obere und die untere Walze (5 - 7) unterschiedlich groß ist.

9. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Kontaktbereich (15) eine variable Kontaktbereichbreite (k) aufweist.

10. Betriebsverfahren nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Variieren der Kontaktbereichbreite (k) mindestens ein mehrere Spritzdüsen (14) aufweisender Spritzbalken (13) entlang einer Führung verfahren wird.

11. Betriebsverfahren nach Anspruch 10,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Führung als Seitenführung ausgebildet ist.

12. Betriebsverfahren nach einem der obigen Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß den Walzen (5) mit einem Anstelldruck anstellbare Abstreifer (16) zugeordnet sind und daß die Abstreifer (16) während der Walzpause (P) von den Walzen (5) abgestellt werden oder der Anstelldruck verringert wird.

13. Betriebsverfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Bereich der Abstreifer (16) auf die Walzen (5) mittels separater Düsen auch während der Walzpausen (P) eine geringfügige Menge des Kühlmediums (10) aufgebracht wird.

Zeichnung