DE2908641A1

DE2908641A1 - Verfahren zur ueberwachung der ebenheit von kaltgewalzten walzblechen und folien

Info

Publication number: DE2908641A1
Application number: DE19792908641
Authority: DE
Inventors: Hendrik Karel Quere; Antoon Jan Tychon
Original assignee: Aluminium Industrie Vaassen BV
Current assignee: Aluminium Industrie Vaassen BV
Priority date: 1978-03-06
Filing date: 1979-03-06
Publication date: 1979-09-20
Also published as: NL7802440A; GB2015401A; GB2015401B

Description

PATt=.μTA(SiVVALTE

H. KItMKEUDEY QOHI

W. STOCKMAIR

K. SCHUMANN

DHt S3* NAT - DlPL-RWS.

P. H. JAKOB

OWt-ING.

Θ. BEZOUD

OR. FSiW

8 MUMCHEISI 22

IMAXtMIl-IANSTRASSH -43

Verfahren zur Überwachung der Ebenheit von kaltgewalzten Walzblechen und Folien

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Überwachung der Ebenheit von kaltgewalzten Walzblechen und Folien, wobei das Walzgut zwischen einem rotierenden Walzensatz aufgegeben, während des Walzens Walzmittel zwischen dem zu walzenden Material und der Walze oder den Walzen zugeführt und das gewalzte Material abgeführt wird.

Die Stärke-Reduktion des zu walzenden Materials (Walzgut) wird nicht nur durch den Walzendruck, sondern auch durch den Koeffizient der Reibung zwischen dem Walzgut und den Walzen bedingt.

Beim Walzen ist es wichtig, daß die Druckverteilung auf die Breite des Walzguts möglichst einheitlich ist. Dazu sind Maßnahmen erforderlich, um der Durchbiegung in iängsrichtung der Werkwalzen vorzubeugen. Manchmal werden die Werkwalzen sur Erreichung einer möglichst geringen Durchbiegung durch eine oder mehrere Stützwalzen unterstützt. Zur Ausgleichung der Durchbiegung werden eine oder mehrere dieser Walzen derart ballig geschliffen, daß nach dem Anlegen des Walzendrucks die Berührungslinien mit dem Walzgut parallel sind.

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TELEFON (Ο89) 33 38 62 TELEX OS-29S8O TELEGRAMME MONAPAT TELEKOPIEREB

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Während des Walzens von Metallen entsteht durch das "Vor- und Nacheilen der Werkwalzen "bezüglich des Walzguts durch die auftretende Reibung Wär^e, die teilweise durch ein Schmiermittel zwischen dem Walzgut und den Walzen beseitigt wird. Als Schmiermittel werden I-lineralöl, synthetische Öle sowie Emulsionen verwendet. Diese Schmier- und Kuhlmittel werden untenstehend als Walzmittel bezeichnet. Zum größten Teil dient das dem Walzwerk zugeführte Walzmittel zur Kühlung des Walzenpakets.

Der Reibungskoeffizient zwischen dem Material und den Walzen kann durch die Zusammensetzung des Schmiermittels, die Oberflächenbeschaffenheit des Materials und der Walzen, sowie durch die hydrodynamische Wirkung der Walzgeschwindigkeit reguliert werden. Beim Walzen von dünnen Aluminiumlegierungen wird die Stärkeregulierung des Materials üblicherweise durch Änderung der Walzgeschwindigkeit erreicht. Bei einer höheren Walzgeschwindigkeit wird wegen der hydrodynamischen Wirkung die Stärke des Ölfilms gröi3er, wodurch der Reibungskoeffizient erniedrigt und eine größere Stärke-Reduktion veranlaßt wird.

Die holländische Patentanmeldung 7^·09275 beschreibt eine kontinuierliche Regulierung des Reibungskoeffxaxenten mittels einer Einstellung der Zusammensetzung des Kühl— und Schmiermittels beim Aufspritzen dieses Walzmittels auf die Walzen. Diese Regelweise wirkt gleichzeitig über die ganze Breite des Materials. Von je her wurde die Schmierfähigkeit des Walzmittels der erwünschten Reduktion bereits momentan, angepaßt, aber das Walzverfahren war damals viel gewerblicher als heutzutage. Die erwähnte Anpassung wurde handgesteuert.

Bei Abweichungen einer gleichen prozentualen Stärke-Reduktion über die ganze Breite des gewalzten Materials, wird das Material stellenvieise stärker als in der Umgebung davon ausgewalzt. Dies hat zur Folge, daß das Material örtlich in Längsrichtung

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eine x^ellige Beschaffenheit erhält. Zur Erreichung der erwünschten Ebenheit soll entweder an der Stelle der welligen Strecke die Reduktion erniedrigt werden oder es soll außerhalb dieser Strecke die Reduktion erhöht werden. Eine derartige Regulierung x-mrde nicht durch Abänderung der Walzmittelzusammensetzung über die ganze Breite des Materials durchgeführt werden können, -wie es in der obenerwähnten holländischen Patentanmeldung 71-09275 beschrieben ist, sondern man muß diese Inderung stellenweise stattfinden lassen. Durch Erhöhung der Schmierfähigkeit an einer bestimmten Stelle wird dort die Reduktion erhöht, während durch Erniedrigung der Schmierfähigkeit die Reduktion herabgesetzt wird.

Eine derartige Regulierung ist Jedoch unmöglich, falls als Walsmittel ein minerales oder synthetisches Öl angewandt wird, vjie es für Aluminiumband notwendig ist. Eine Änderung der Schmierfähigkeit ist jedoch auch in diesem fall möglich, obwohl das erhaltene Gemisch aus Basisöl und Zusätzen wie Laury!alkohol, Palmkernöl und dergleichen nicht mehr in kontinuierlicher Weise in die Komponenten zerlegt werden kann, wie es beim zusammengesetzten Schmiermittel gemäß der erwähnten holländischen Patentanmeldung 71.09275 der 3?all ist.

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt ein Verfahren zur Regulierung und Überwachung der Ebenheit des Walzguts zu schaffen, das erheblich schneller als die bekannten Verfahren ist..

Dieser Zweck wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß man an der Stelle wo die Stärke des aus dem Walzenspalt austretenden Materials von der Stärke an anderen Stellen abweicht, den Walzendruck durch Zufuhr von Walzmittel auf anderen Temperaturen abändert.

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Wenn "beispielsweise das Material örtlich stark reduziert wird, wodurch sich eine wellige Strecke bildet oder wenigstens die Spannung in Längsrichtung örtlich niedriger· als die mittlere Spannung ist, dann wird an dieser Stelle der Walzendruck erniedrigt. Biese Erniedrigung wird gemäß der Erfindung durch örtliche Regulierung der Vslzmitteltemperatur erreicht. Eine Erniedrigung dieser Temperatur in einem gegebenen Sektor hat zufolge, daß der Walzendruck, dort erniedrigt und demzufolge die Reduktion ermäßigt wird.

Bei der bekannten Regulierung wird dieser Effekt dadurch. erhalten, daß man die Walzmittelmenge örtlich einstellt. Die zur Erreichung des erwünschten Effekts erforderliche Zeit beträgt dabei ein Zehnfaches der Zeit, die nach der Erfindung erforderlich ist.

Zur Erläuterung kann folgendes Beispiel dienen:

Die übliche Walzentemperatur bei der Herstellung von Aluminiumfolien und -bändern ist etwa 80⁰C und die Temperatur des zugeführten Walzmittels beispielsweise 4-0⁰G. Die Temperatur des das Walzwerk verlassenden Mittels ist etwa 44 C. Die mittlere Temperatur des Walzmittels während seiner Kühlwirkung ist dann 42°C. Der Wärme trän sport von den Walzen nach. dem Mittel wird C(80-4-2) = 38°C sein, wobei C eine Konstante für das System bei dem erwähnten Temperaturniveau ist.

Beim bekannten Verfahren wird jedoch, um die Temperatur der Walzen und demzufolge deren Durchmesser und den Walzendruck stellenweise abändern zu können, die zugeführte Walzmittelmenge örtlich geregelt. Wenn an dieser Stelle die zugeführte Walzmittelmenge aufs Doppelte erhöht wird, dann wird die Temperaturerhöhung des Walzmittels auf die Hälfte reduziert werden und gleich 2°C statt 4°C sein. Demzufolge wird die

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mittlere Temperatur 41°C statt 42°C sein. Die Wärmeableitung wird sich dann auf 39°C einstellen und sieh dadurch, um etvia 2,5;» erhöhen.

Mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Regelmöglichkeit der Värmeableitungsleistung des Walzmittels wesentlich, verbessert. Die zugeführte ölmenge bleibt dabei nahezu gleich, aber die Temperatur kann örtlich zwischen beispielsweise 15°C und 40⁰C eingestellt werden. Dadurch- -wird die Wärm.eableitungsleistung pro Zeiteinheit zwischen (80-42)C und (80-17)C schwanken, was einem Verhältnis von 38:63 oder einer Erhöhung von χ 100% = 66% entspricht. Im Vergleich mit dem bekannten Verfahren bedeutet dies einen !faktor 30, wodurch die erwünschte Burchmesserveri'ingerung in etwa ^- des üblichen Zeitraums zustande gebracht wird. Wenn beim bekannten Verfahren die Berichtigung der Ebenheit 3 Minuten erfordert, dann ist dies bei dem beschriebenen Verfahren innerhalb 6 Sekunden möglich.

Es ist dadurch möglich, die zum Messen der Ebenheit bekannten Vorrichtungen, die'sogenannten "shape"-Messgeräte (Asea, loewe Robertson) besser zur automatischen überwachung der Ebenheit von Walzbändern und -folien zu verwenden.

Es wird bevorzugt, daß die gesamte Menge des Walzmittels pro Zeiteinheit gleich bleibt. Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß man die Temperatur des Walzmittels durch' Ersetzen eines Teils der zugeführten Menge des Walzmittels auf einer bestimmten Temperatur durch einen entsprechenden Teil des Walzmittels auf anderer Temperatur ändert.

Die Erfindung wird unten näher anhand einer Zeichnung beschrieben. Darin zeigen:

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Fig. 1 schema ti sch eine "bekannte Vorrichtung,

Fig. 2 schematisch die erfindungsgemaße Vorrichtung.

Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, setzt sich das Walzwerk: aus den Stützwalzen 10 und 11 und den Walzwerken 12 und

13 zusammen. Das Walzwerk ist in die Strecken 1 bis einschließlich 9 und a bis einschließlich d eingeteilt. Das Walzmittel xiiird durch Leitungen 14- (wovon nur eine gezeigt ist) der betreffenden Strecke aus einer Regelanlage 15. zugeführt, worin eine der Walzenanzahl entsprechende Reihe von Leitungen 17 vorliegt, welche an eine Zuführleitung 16 für Walzmittel angeschlossen ist. Zwischen den Leitungen

14 und den betreffenden Leitungen 17 liegen Ventile 18 (nur eines davon ist dargestellt). Das dargestellte Ventil bedient die Strecke b4- über eine Düse 20b der Reihe 20a-2Od.

Die Walzmittelmenge, die an jede Strecke zugeführt werden soll, ist separat mittels eines Ventils 18 einstellbar. Es ist wichtig, daß das Walzprodukt eine ebene Beschaffenheit aufweist. In erster Linie soll dazu die Verteilung des Walzendrucks auf die Breite des Walzguts möglichst gleichmäßig sein. Wenn es in .axialer Richtung örtlich geringe Abweichungen von der idealen balligen Form gibt, wodurch die "Durchbiegung des Walzenpakets verhütet werden soll, dann ergeben sich örtlich Unstetigkeiten in der Walzendruckverteilung. Dies hat zur Folge, daß das Material an diesen Stellen im Vergleich mit deren Umgebung entweder zu wenig oder zu viel ausgewalzt wird. Wenn es in axialer Richtung geringe Unterschiede im Reibungskoeffizient zwischen Walzen und Walzgut gibt, dann entsteht dadurch eine örtliche unterschiedliche Temperatur. Dies hat zur Folge, daß die Werkwalzen an dieser Stelle einen größeren Durchmesser erhalten, wodurch der Walzendruck an dieser Stelle

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erhöht wird. Wenn der Walzendruck örtlich höher ist, darm wird das Material dadurch örtlich dünner ausgesalzt. An diesen Stallen wird das Walzgut in Längsrichtung zum Ausgleich der geringeren Stärke und demzufolge der größeren länge im Vergleich mit deren Umgebung eine wellige Beschaffenheit erhalten. Zur Beseitigung dieser fehlerhaften Beschaffenheit wird zur Berichtigung des örtlichen Durchmessers mit Temperaturunterschieden gearbeitet»

Fach dem bekannten Verfahren (Fig. 1) soll in diesem Fall örtlich eine größere Menge Walamittel zugeführt werden, was durch öffnen des betreffenden Ventils 18 erreicht wird«. Der Effekt dieser Quantitätsregelung ist praktisch kaum wahrnehmbar, oder jedenfalls äußerst langsam, -wodurch eine gute Reaktion der Bedienungsleute im Fall von auftretenden Ebenheitsfehlern im Walzgut sehr schwer ist« Die Erfindung beabsichtigt die Quantitätsregelung durch eine Temperaturregelung zu ersetzen.

Wie aus Fig. 2 ersichtlich ist, ist die Zufuhrleitung nach dem Regelsystem des Walzwerks in zwei Systeme aufgestellt»

In dem einen Zweig 16a des Systems wird beispielsweise eine Walzmitteltemperatur von 50°C aufrecht gehalten. In dem anderen Zx^eig 16b wird die Walzmitteltemperatur mittels eines Kühlers 19 beispielsweise auf einer gleichmäßigen Temperatur von 15°C gehalten. Die beiden Systeme kommen in der Regelanlage 15 gemäß Fig. 2 zusammen und sind mit den den Leitungen 17 in Fig. 1 entsprechenden leitungen 17a und 17b verbunden, welche über Ventile 18 und Leitungen 19a und 19b mit den betreffenden Leitungen 14- verbunden sind. Aus dem Obigen ist klar, daß mittels des Regelventils 18 die Temperatur des in der Strecke b4 zu geführt en Walzmittel

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zwischen 15 und 5O°G eingeregelt werden kann. Unter Anwendung dieser Maßnahmen kann die Tesperaturkorrektur und deshalb die Durchmessersteuerung der 7/erkwalzen erheblich schneller als bisher durchgeführt werden. Dieser erhöhten Reaktionsgeschwindigkeit zufolge wird das Arbeiten mit höheren Pro— duktionsgeschwindigkeiten ermöglicht. Die möglichen Dehler in der Walzgeometrie werden sich bei einer höheren Geschwindigkeit wesentlich, eher als bei einer niedrigeren Geschwindigkeit herausstellen,weil· die entwickelte Wärme nahezu proportional mit der Valzgeschwindigkeit ist. Je höher die Geschwindigkeit wird, desto instabiler wird der Effekt sein. Bei einer hohen Geschwindigkeit ist es demzufolge um so wichtiger nach einem auftretenden Fehler früh eingreifen zu können, während die Zeitkonstante des Regel— systems für eine effektive Rückkupplung klein sein soll.

Mittels der erfindungsgemäßen Regelung wird eine bessere automatische Ebenheitsüberwachung ermöglicht. Zur Feststellung der Ebenheitsabweichungen des Walzguts kann das Walzgut über eine Hesswalze geführt werden. Diese Messwalze ist in Zonen eingeteilt, in denen die örtliche Zugspannung in Längsrichtung des Walzguts festgestellt werden kann.

Wenn die Kraft, mit der das Material aufgewickölt wird, so groß ist, daß das Material unter diesen Umständen flach ist, dann werden diejenigen Stellen, welche im Vergleich mit deren Umgebung dünner ausgewalzt sind, eine geringere Zugspannung in deren Umgebung zeigen. Messungen mit Rücksicht auf die Zugspannungsverteilung über die Breite werden also Auskünfte auf die Stärkeverteilung über die Breite ergeben.

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Beim Auswalzen zu einer dünnen Folie ist die Durchführung derartiger Spannungsmessungen äußerst schvjer, weil die Kräfte klein und der Unterschied örtlicher Spannungen ebenfalls gering sind. Mittels eines robusten Mess-ialzuberwachungssystems sind diese Unterschiede kaum meSbar. Eine "bessere Möglichkeit ist dabei, die Messung der Temperatur des Waisenpakets in jener Zone in jeder in den Figuren angegebenen Zonen auszuführen. Zu einer gegebenen Geometrie des V7alzenpakets gehört eine davon abgeleitete Temperaturverteilung. Durch Feststellung dieser "Verteilung kann anhand dieses Temperaturprogramms und mittels des erfxndungsgemaßen Begelsystems die Ebenheit des Materials automatisch gesteuert ^werden.

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ι ⁿ Leerseite

Claims

P AT Ε. N TA N WA LT ε

A. GRÜNECKER

CKPL-tNG.

H. KlNKEUDEY

9 Ü 8 6 4 1 ^W· STOCKMAIR

□R-ING-ÄaE ICALTKW

K. SCHUMANN

OR. RER tiXT ■ Dtft_-PHYS.

P. H, JAKOB

G, BEZOLD

DR RER NÄf- CSPU-CHEM.

8 MÜNCHEN 22

MAXtMIUANSTRASSE 43

6. März 1979 P 13 640-50/sh

ALUMINIUM IMDUSTEIE YAASSEN B.V.
Dorpsstraat 88
NL-8171 BT VAASSEN

Patentansprüche

; Verfahren zur Überwachung der Ebenheit von kaltgewalzten Walzblechen und Sollen, x^obei das Walzgut zwischen einem rotierenden Walzensatz geführt, während des Walzens Walzmittel zwischen dem zu walzenden Material und der Walze oder den Walzen zugeführt und das gewalzte Material abgeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß an der Stelle, wo die Stärke des aus dem Walzenspalt austretenden Materials von der Stärke an anderen Stellen abweicht, der Walzendruck durch Zufuhr von Walzmittel auf anderer Temperatur abgeändert

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TELEFON (OSQ) SS 3362

TELEX OG-SS 3SO

TELEKOPiERER

2. Verfahren Each Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperatur des Walzmittels durch Ersetzen eines Teils der zugeführten Menge des Walzmittels auf einer "bestimmten Temperatur durch einen entsprechenden Teil des Walzmittels auf anderer Temperatur abgeändert wird.

3>. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzmittel eine Temperatur von etwa 60 C und das hinzuzufügende Walzmittel eine Temperatur von etwa 15 C hat.

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