AT504219B1

AT504219B1 - Haspelofen

Info

Publication number: AT504219B1
Application number: AT0163906A
Authority: AT
Inventors: Michael Ing Jesche; Wolfgang Peitl
Original assignee: Siemens Vai Metals Tech Gmbh
Priority date: 2006-10-02
Filing date: 2006-10-02
Publication date: 2008-06-15
Also published as: US8256256B2; CN101522330B; KR20090086400A; SI2073944T1; BRPI0719265A2; WO2008040431A1; CN101522330A; US20090320544A1; ATE516901T1; UA95306C2; EP2073944A1; RU2009116651A; AT504219A1; EP2073944B1; RU2442671C2

Description

2 AT 504 219 B1

Die Erfindung betrifft einen Haspelofen mit einer wärmeisolierten Einhausung, die einen Ofe-ninnenraum begrenzt, mit einer Bandhaspeleinrichtung, die eine Haspeltrommel mit einer schlitzförmigen Aufnahmeöffnung für das Warmband im Ofeninnenraum und einen außerhalb des Ofeninnenraumes angeordneten geregelten Drehantrieb für eine Haspelwelle umfasst, mit einer Eintritts- und Austrittsöffnung für ein Warmband und einer Bandleiteinrichtung zwischen einem Rollgang und der Haspeltrommel.

Haspelöfen werden in Warmwalzwerken zum Zwischenspeichern eines wickelbaren Vorstreifens oder Warmbandes zwischen zwei Walzvorgängen eingesetzt. Bevorzugte Anwendungsgebiete sind Reversierwalzwerke oder Steckeiwalzwerke, bei denen beiderseits eines Walzgerüstes oder mehrerer zusammenwirkender Walzgerüste jeweils mindestens ein Haspelofen zum Auf- und Abwickeln eines auf Warmwalztemperatur gehaltenen Walzgutes angeordnet sind.

Ein Haspelofen der eingangs beschriebenen Art ist beispielsweise aus der US 5,269,166 A bereits bekannt. Ein reversierend durch ein Walzgerüst geführtes Warmband wird nach jedem Walzstich über einen Rollgang und über in den Rollgang einschwenkbare Leitklappen in den Ofeninnenraum eines Haspelofens geleitet und mit einer weiteren Klappe einer schlitzförmigen Aufnahmeöffnung in der Haspeltrommel zugeführt. Mit dem Eintritt in die Aufnahmeöffnung wird die Bandhaspeleinrichtung in Drehung versetzt und das einlaufende Warmband zu einem Bund gewickelt. Vereinzelt kommt es zu einer Aufwölbung des Bandkopfes (Skibildung), der damit nicht mehr auf den Einlaufführungen aufliegt und die Aufnahmeöffnung in der Haspeltrommel verfehlt. Diese Fehlleitung des einlaufenden Bandes führt zu Verwicklungen im Ofeninnenraum und zu einer Unterbrechung des Walz- und Wickelvorganges und verursacht erhebliche Schwierigkeiten beim Entfernen des Warmbandes aus dem Ofeninnenraum.

Derartige Probleme mit dem einlaufenden Warmband können aber auch bei einem Haspelofen gemäß der EP 619 377 A1 auftreten. Durch mehrere Schwenkklappen, die eine Bandleiteinrichtung bilden, wird der Transportweg für das einlaufende Warmband festgelegt. Mit einer verschiebbaren Haspeltrommel, die während des Wickelvorganges in Abhängigkeit vom stetig größer werdenden Bunddurchmesser quer zu ihrer Drehachse verschoben wird, wird der Transportweg für das einlaufende Band konstant gehalten. Eine durch einen Druckmittelzylinder betätigbare Bandablaufführung wird zu Beginn des Ausfördervorganges an den Bund angestellt, wodurch der Bandkopf des Warmbandes auf den von Schwenkklappen gebildeten Transportweg gezwungen wird. Das Lösen des Bandkopfes vom Bundwickel und das Überleiten auf die Schwenkklappen werden damit sichergestellt und ein Lösen des Bandkopfes an einer anderen Stelle innerhalb des Haspelofens ausgeschlossen. Gleichzeitig kann die Bandablaufführung als Zunderauffangvorrichtung verwendet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, diese Nachteile und Schwierigkeiten des bekannten Standes der Technik zu vermeiden und einen Haspelofen der eingangs beschriebenen Art vorzuschlagen, bei dem Anwickelfehler im Walzbetrieb weitestgehend vermieden werden können.

Diese Aufgabe wird bei einem Haspelofen der eingangs beschriebenen Art dadurch gelöst, dass die Einhausung des Haspelofens von einem Einführschild durchsetzt ist, der mit einem außerhalb des Ofeninnenraumes angeordneten Verlagerungsantrieb gekoppelt ist und zwischen einer Einfädelposition und einer Rückzugsposition verlagerbar ist und dass der Einführschild in der Einfädelposition mit der Bandleiteinrichtung einen der schlitzförmigen Aufnahmeöffnung an der Haspeltrommel vorgelagerten Einführtrichter für das Warmband bildet.

Die Haspeltrommel selbst befindet sich während des Einfädelvorganges in einer Winkellage, bei der die schlitzförmige Aufnahmeöffnung zum einlaufenden Band gerichtet ist. Der Einführschild kann bis knapp vor die Wickelfläche der Haspeltrommel in eine Einfädelposition gebracht werden, beispielsweise in eine Einfädelposition, die sich nur wenige Millimeter, vorzugsweise 8-12 mm, insbesondere etwa 10 mm, vor der Wickelfläche befindet, sodass auch ein aufgebo- 3 AT504 219B1 gener Bandanfang sicher in die schlitzförmige Aufnahmeöffnung eingefädelt werden kann. Dies wird insbesondere dadurch gewährleistet, dass der Einführschild in der Einfädelposition in einem Abstand zur Wickelfläche der Haspeltrommel und unmittelbar neben der Aufnahmeöffnung positioniert ist, wobei vorzugsweise eine Längskante der schlitzförmigen Aufnahmeöffnung vom Einführschild, in Bandeinlaufrichtung gesehen, überdeckt ist, um ein Hängenbleiben oder Anschlägen des Bandkopfes vermieden wird.

Durch die genaue Positionierung des Einführschildes relativ zur Aufnahmeöffnung in der Haspeltrommel kann die schlitzförmige Aufnahmeöffnung an der Haspeltrommel wesentlich enger gebaut werden, als dies bisher möglich war. Vorzugsweise weist die schlitzförmige Aufnahmeöffnung an der Haspeltrommel eine Schlitzbreite auf, die geringer ist als die vierfache maximale Warmbanddicke des zu wickelnden Warmbandes. Jedenfalls weist die schlitzförmige Aufnahmeöffnung an der Haspeltrommel eine Schlitzbreite kleiner gleich 80 mm auf.

Zweckmäßig bildet der von der Bandleiteinrichtung und dem Einführschild gebildete Einführtrichter einen Öffnungswinkel zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 10° und 30°. Bei diesem Öffnungswinkel ist sichergestellt, dass es im Einführtrichter zu keinem Bandstau kommt.

Unmittelbar nach dem Eintritt des Bandkopfes in den Einführschlitz der Haspeltrommel wird die Haspelwelle in eine gegen die Einlaufbewegung des Warmbandes gerichtete Drehbewegung versetzt und wickelt das einlaufende Warmband auf der Wickelfläche der Haspeltrommel auf. Zeitgleich muss der Einführschild mit hoher Geschwindigkeit von seiner Einfädelposition wegbewegt werden, um den Wickelvorgang nicht zu behindern. Vorzugsweise ist der Einführschild in der Rückzugsposition außerhalb eines maximalen Wickeldurchmessers positioniert und verschließt seine Durchtrittsöffnung in der Einhausung des Haspelofens.

Durch die hohe Bandlaufgeschwindigkeit des einlaufenden Warmbandes kommt es insbesondere in der ersten Phase des Wickelvorganges zu einem sehr schnellen Anwachsen des Bunddurchmessers. Um die dadurch notwendige schnelle Rückzugsbewegung des Einführschildes sicher zu gewährleisten umfasst der Verlagerungsantrieb des Einführschildes einen Druckmittelzylinder und ein Übersetzungsgetriebe mit einem Mindestübersetzungsverhältnis von bis zu 10:1. Zum Schutz vor Wärmeeinwirkung befindet sich der Verlagerungsantrieb auf einer Konsole an der Außenwand der Ofeneinhausung.

Eine baulich einfache Ausführungsform des Verlagerungsantriebes wird erreicht, wenn das Übersetzungsgetriebe mit dem notwendigen Mindestübersetzungsverhältnis von einem Hebelsystem, beispielsweise von einem zweiarmigen Hebel, gebildet ist. Für eine störungsfreie Einleitung des Wickelvorganges im Haspelofen ist der zeitlich aufeinander abgestimmte Beginn der Haspeldrehung und der Rückzugsbewegung des Einführschildes notwendig. Dies wird dadurch erreicht, dass dem Haspelofen ein Rollgang für den Transport des Warmbandes und Messeinrichtungen für die zeitliche Erfassung des Bandkopfes und der Warmband-Transportgeschwindigkeit vorgelagert sind, dass diesen Messeinrichtungen eine Leiteinrichtung zugeordnet ist, die den Eintrittszeitpunkt des Bandkopfes in die Aufnahmeöffnung der Haspeltrommel ermittelt, und dass diese Leiteinrichtung mit einem Drehantrieb der Haspelwelle und dem Verlagerungsantrieb des Einführschildes zum Auslösen des Wickelvorganges und des Beginns der Verlagerungsbewegung des Einführschildes von der Einfädelposition in die Rückzugsposition verbunden ist.

Vorzugsweise erfolgen der Start des Wickelvorganges und der Start der Rückzugsbewegung gleichzeitig oder innerhalb eines engen Zeitintervalls von 0,2 s statt.

Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung nicht einschränkender Ausführungsbeispiele, wobei auf die beiliegenden Figuren Bezug genommen wird, die folgendes zeigen: 4 AT 504 219 B1

Fig. 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Haspelofen in einer schematischen Darstellung,

Fig. 2 eine mögliche Ausführungsform eines Verlagerungsantriebes für den erfindungsgemäßen Einführschild in einem Grundriss,

Fig. 3 eine schematische Darstellung eines Reversierwalzwerkes mit den Regeleinrichtungen zur Positionierung des erfindungsgemäßen Einführschildes.

Figur 3 zeigt in einem Längsschnitt die Gesamtdarstellung einer Reversierwalzanlage zum Walzen eines wickelbaren Warmbandes. Die Reversierwalzanlage umfasst ein Reversierwalzgerüst 1, welches als Quartogerüst mit Arbeits- 1a und Stützwalzen 1b ausgebildet ist, und beiderseits des Reversierwalzgerüstes angeordnete Haspelöfen 2 zum abwechselnden Auf-und Abwickeln des das Walzgerüst in wechselnder Walzrichtung durchlaufenden Warmbandes. Das Warmband ist im linken Haspelofen als gewickelter Bund 3 angedeutet. Die dem Reversierwalzgerüst 1 vor- beziehungsweise nachgeordneten Haspelöfen 2 sind spiegelbildlich zur Walzebene ausgebildet.

Figur 1 zeigt einen Haspelofen 2 in einem Querschnitt. Der Haspelofen umfasst eine Einhausung 4, mit einer metallischen Außenwand 5 und einer innenseitig angebrachten Wärmedämmung 6, die einen Ofeninnenraum 7 umgrenzt. Im Bodenbereich des Haspelofens befindet sich eine zum Reversierwalzgerüst gerichtete, verschließbare Eintritts- und Austrittsöffnung 8 für das Warmband. Diese Eintritts- und Austrittsöffnung 8 ist während der Aufheizphase des Haspelofens und während Betriebpausen durch Einführklappen 16, 17 verschlossen. Die Verstellung der Einführklappen erfolgt üblicherweise mit einem hier nicht dargestellten hydraulischen Verstellantrieb, wie einen Druckmittelzylinder. Die Haspelwelle 9 einer Bandhaspeleinrichtung 10 durchsetzt die Vorder- und Rückwand der Einhausung 4 und ist außerhalb des Haspelofens in nicht näher dargestellten Stützlagern drehbar abgestützt und mit einem Drehantrieb 11 verbunden (Fig. 3). Die auf der Haspelwelle 9 drehfest angeordnete Haspeltrommel 12 weist im Bereich ihrer Wickelfläche 13 eine schlitzförmige Aufnahmeöffnung 14 für das einlaufende Warmband auf, das vom Walzgerüst kommend auf einem Rollgang 15 und über schwenkbare Einführklappen 16, 17 (mit strichlierten Linien dargestellt) in den Ofeninnenraum 7 zur Haspeltrommel 12 geleitet und dort zu einem Bund 3 aufgewickelt wird. Während des Ein- und Ausfädelvorganges des Warmbandes ist eine Einführklappe 16 in den Rollgang 15 geschwenkt und die zweite Einführklappe 17 zur schlitzförmigen Aufnahmeöffnung 14 in der Haspeltrommel gerichtet. Die Einführklappen 16, 17 bilden eine Bandleiteinrichtung 18 und bestimmen damit den Transportweg für das Warmband vom Rollgang 15 zur schlitzförmigen Aufnahmeöffnung 14 in der Haspeltrommel.

Ein Einführschild 19 durchsetzt die Seitenwand 4a der Einhausung 4 in der Durchtrittsöffnung 20 und ist zwischen einer Einfädelposition A und einer Rückzugsposition B verschiebbar. Der Einführschild 19 besteht aus einem Kopfteil 21 mit einer Führungsplatte 22 und einer Führungsschiene 23, an der der Kopfteil 21 stirnseitig lösbar befestigt ist. Die Führungsschiene 23 des Einführschildes 19 ist außerhalb des Haspelofens an mehreren Führungsrollen 28 längsverschiebbar abgestützt und geführt, wobei die Führungsrollen 28 in einem Führungsgehäuse 29 auf einer Konsole 30 drehbar gelagert sind.

In der Einfädelposition A (dargestellt mit strichlierten Linien) befindet sich der Einführschild 19 mit seinem vordersten Ende in einem möglichst geringen Abstand a von der Wickelfläche 13 der Haspeltrommel 12 und ist unmittelbar neben der Aufnahmeöffnung 14 positioniert. Ein Überragen der Öffnungskante 24 durch den Einführschild 19, in der durch einen Pfeil gekennzeichneten Einlaufrichtung des Warmbandes betrachtet, schließt ein Hängenbleiben des einlaufenden Warmbandes gänzlich aus. Die Bandleiteinrichtung 18 und der Einführschild 19 bilden einerseits durch die Führungsklappe 17 und andererseits durch die Führungsplatte 22 einen Einführtrichter 25 für das einlaufende Warmband. Der Öffnungswinkel α des Einführtrichters beträgt ca. 20°. Die Schlitzbreite s in der schlitzförmigen Aufnahmeöffnung 14 liegt unter 80 mm.

Claims

5 AT 504 219 B1 In der Rückzugsposition B verschließt der Einführschild 19 mit seinem Kopfteil 21 die Durchtrittsöffnung 20 in der Seitenwand 4a und befindet sich damit in einer Position außerhalb des maximalen Bunddurchmessers und in einem auch hinsichtlich thermischer Belastung relativ geschützten Bereich des Haspelofens. Die Rückzugsbewegung des Einführschildes 19 von der Einfädelposition A in die Rückzugsposition B ist besonders zeitkritisch und muss daher sehr schnell erfolgen. Unmittelbar mit dem Eintritt des einlaufenden Warmbandes in die schlitzförmige Eintrittsöffnung 14 der Haspeltrommel wird diese entgegen der Einlaufrichtung des Warmbandes in Drehung versetzt und das Warmband zu einem Bund aufgewickelt. Hierbei kommt es zu einem Spannen des einlaufenden Warmbandes zwischen der Haspeltrommel und einem Treibrollenpaar am Rollgang. Um eine Kollision mit dem schnell größer werdenden Bund bzw. dem plötzlich gespannten Warmband zu vermeiden, stehen für die erste Phase dieser Rückzugsbewegung nur wenige Zehntelsekunden zur Verfügung. Eine mögliche Ausführungsform des für eine schnelle Rückzugsbewegung von der Einfädelposition A in die Rückzugsposition B notwendigen Verlagerungsantriebes 35 ist in Figur 2 in einer Draufsicht schematisch dargestellt. Der Verlagerungsantrieb 35 umfasst einen Druckmittelzylinder 36 und ein Übersetzungsgetriebe 37. Der Einführschild 19 ist mit seiner Führungsschiene 23 an mehreren Führungsrollen 28 geführt und auf der Konsole 30 abgestützt. Das Übersetzungsgetriebe ist als zweiarmiger Hebel 38 ausgebildet, der einerseits mit dem Einführschild 19 und andererseits mit dem Druckmittelzylinder 36 verbunden ist. An einem Schwenkzapfen 39 ist der zweiarmige Hebel 38 ebenfalls auf der Konsole 30 abgestützt. Auf der Führungsschiene 23 ist eine um die vertikale Achse 40 drehbare Kulisse 41 aufgesetzt, die in einer langlochförmigen Ausnehmung 42 des längeren Armes des zweiarmigen Hebels geführt ist. Der auf der Konsole 30 abgestützte Druckmittelzylinder 36 ist am kürzeren Hebel des zweiarmigen Hebels schwenkbar angelenkt. Damit wird die für eine schnelle Rückzugsbewegung notwendige Übersetzung der realisierbaren Verschiebegeschwindigkeit des Kolbens im Druckmittelzylinder von bis zu 10:1 erreicht. Die Ausgestaltung des Verlagerungsantriebes ist nicht auf die vorgestellte Ausführungsform beschränkt. Vielmehr liegt es im Schutzumfang der Erfindung andere Übersetzungsgetriebe oder Antriebsmittel vorzusehen, die eine ausreichend schnelle Rückzugsbewegung sicherstellen, wie elektromechanische oder hydraulische Verstell- und Schwenkantriebe, die sich durch hohe Reaktions- und Rückzugsgeschwindigkeit auszeichnen. Die für die Umsetzung einer schnellen Rückzugsbewegung des Einführschildes notwendige mess- und regeltechnische Ausrüstung ist in Figur 3 am Beispiel eines Reversierwalzwerkes mit dem Walzgerüst beiderseitig vorgelagerten Haspelöfen symbolisch dargestellt. Zwischen dem Walzgerüst 1 und dem Haspelofen 2 sind im Bereich des Rollganges 15 Messeinrichtungen 45 für die zeitliche Erfassung des auf den jeweiligen Haspelofen zulaufenden Bandkopfes (Bandanfanges) angeordnet. Zwei in einem bestimmten Abstand hintereinander angeordnete Messeinrichtungen 45 erlauben die Bestimmung der Warmband-Transportgeschwindigkeit in einer einen Rechner umfassenden Leiteinrichtung 46, der die Messsignale der Messeinrichtungen 45 zugeführt werden. Aus diesen Eingangssignalen wird in der Leiteinrichtung der Eintrittszeitpunkt des Bandkopfes in die Aufnahmeöffnung 14 der Haspeltrommel errechnet und Startimpulse für die Drehbewegung der Bandhaspeleinrichtung 10 und die Rückzugsbewegung des Einführschildes 19 generiert. Mit diesen Startimpulsen werden der jeweiligen Drehantrieb 11 der Bandhaspeleinrichtung 10 und der Druckmittelzylinder des Verlagerungsantriebes 35 des Einführschildes 19 von jeweils einem der beiden Haspelöfen 2 betätigt. Patentansprüche: 1. Haspelofen mit einer wärmeisolierten Einhausung (4), die einen Ofeninnenraum (7) begrenzt, mit einer Bandhaspeleinrichtung (10), die eine Haspeltrommel (12) mit einer schlitzförmigen Aufnahmeöffnung (14) für das Warmband im Ofeninnenraum und einen außer- 6 AT504 219B1 halb des Ofeninnenraumes angeordneten geregelten Drehantrieb (11) für eine Haspelwelle (9) umfasst, mit einer Eintritts- und Austrittsöffnung (8) für ein Warmband und einer Bandleiteinrichtung (18) zwischen einem Rollgang (15) und der Haspeltrommel (12), dadurch gekennzeichnet, dass die Einhausung (4) des Haspelofens von einem Einführschild (19) durchsetzt ist, der mit einem außerhalb des Ofeninnenraumes (7) angeordneten Verlagerungsantrieb (35) gekoppelt ist und zwischen einer Einfädelposition (A) und einer Rückzugsposition (B) verlagerbar ist und dass der Einführschild (19) in der Einfädelposition (A) mit der Bandleiteinrichtung (18) einen der schlitzförmigen Aufnahmeöffnung (14) an der Haspeltrommel (12) vorgelagerten Einführtrichter (25) für das Warmband bildet.
2. Haspelofen nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführschild (19) in der Einfädelposition (A) in einem Abstand (a) zu einer Wickelfläche (13) der Haspeltrommel (12) und unmittelbar neben der Aufnahmeöffnung (14) positioniert ist.
3. Haspelofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmige Aufnahmeöffnung (14) an der Haspeltrommel (12) eine Schlitzbreite (S) aufweist, die geringer ist als die vierfache maximale Warmbanddicke des zu wickelnden Warmbandes.
4. Haspelofen nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die schlitzförmige Aufnahmeöffnung (14) an der Haspeltrommel (12) eine Schlitzbreite (S) kleiner gleich 80 mm aufweist.
5. Haspelofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der von der Bandleiteinrichtung (18) und dem Einführschild (19) gebildete Einführtrichter (25) einen Öffnungswinkel (a) zwischen 10° und 50°, vorzugsweise zwischen 10° und 30°, bildet.
6. Haspelofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Einführschild (19) in der Rückzugsposition (B) außerhalb eines maximalen Wickeldurchmessers positioniert ist und seine Durchtrittsöffnung (20) in der Einhausung (4) verschließt.
7. Haspelofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verlagerungsantrieb (35) des Einführschildes (19) einen Druckmittelzylinder (36) und ein Übersetzungsgetriebe (37) mit einem Mindestübersetzungsverhältnis von bis zu 1:10 umfasst.
8. Haspelofen nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Übersetzungsgetriebe (37) von einem Hebelsystem, beispielsweise von einem zweiarmigen Hebel (38), gebildet ist.
9. Haspelofen nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass dem Haspelofen ein Rollgang (15) für den Transport des Warmbandes und Messeinrichtungen (45) für die zeitliche Erfassung des Bandkopfes und zur Ermittlung der Warmband-Transportgeschwindigkeit vorgelagert sind, dass diesen Messeinrichtungen (45) eine Leiteinrichtung (46) zugeordnet ist, die den Eintrittszeitpunkt des Bandkopfes in die Aufnahmeöffnung (14) der Haspeltrommel (12) ermittelt, und dass diese Leiteinrichtung (46) mit einem Drehantrieb (11) der Haspelwelle (9) und dem Verlagerungsantrieb (35) des Einführschildes (19) zum Auslösen des Wickelvorganges und des Beginns der Verlagerungsbewegung des Einführschildes (19) von der Einfädelposition (A) in die Rückzugsposition (B) verbunden ist. Hiezu 3 Blatt Zeichnungen