DE10209406A1

DE10209406A1 - Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage und Verfahren zum Betreiben derselben

Info

Publication number: DE10209406A1
Application number: DE10209406A
Authority: DE
Inventors: Hidetoshi Nishi
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2001-09-21
Filing date: 2002-03-04
Publication date: 2003-04-24
Anticipated expiration: 2022-03-05
Also published as: US6959574B2; US20030056558A1; CN1410177A; DE10209406B4; CN1247330C; JP2003094107A; KR20030025800A

Abstract

Eine neue Konfiguration und Methode zum Betreiben dafür wurde erfunden, um ein herkömmliches kontinuierliches Beiz- und Kaltwalzsystem in Reaktion auf die wachsenden Anforderungen an Stahlbleche mit hochwertigen Eigenschaften zu verbessern. Die erfundene kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage weist eine Abspulvorrichtung (2), eine Verbindungsvorrichtung (4), einen Schlingenbildner (5), eine Reinigungsstation (6), eine Beizstation (7), eine Kaltwalzstaffel (8), eine Schneidvorrichtung (9) und einen Aufspuler (10) auf. Diese Konfiguration und das zugeordnete Betriebsverfahren verwirklichen eine Walzlinie mit im wesentlichen unbegrenzter Anzahl von Walzgerüsten, die ein kontinuierliches oder endloses Kaltwalzen ohne zusätzliche Walzgerüste ermöglicht. Dadurch wird die Produktion von kaltgewalztem Stahlband mit einem hohen Gesamtreduktionsgrad für Qualitätsstahlbänder bei effektiver Nutzung einer geringen Anzahl Walzgerüste durchführbar. Eine der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zeigt klar eine akzeptable Produktivität, die dem Vergleich mit einem typischen herkömmlichen Kaltwalzsystem standhält.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage und ein Verfahren zum Betreiben derselben.

In den letzten Jahren wurde eine große Anzahl kontinuierlicher Beiz- und Kaltwalzanlagen installiert, von denen jede eine Beizstation in Tandemanordnung mit einer Kaltwalzstation aufweist, zum Verbessern eines Herstellungsprozesses für Qualitätsstahlbleche, wie typischerweise Stahlbleche zur Verwendung im Automobilbau.

Zum Beispiel beschreibt Hitachi Hyoron auf Seite 80, Band 70, Nr. 6 (1988-6) ein Beispiel einer Gesamtkonfiguration einer solchen kontinuierlichen Verarbeitungsanlage.

Die in Hitachi Hyoron gezeigte kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage ist von sehr großem Ausmaß und kostenintensiv, obwohl die Anlage eine hervorragende Produktivität bietet und Qualitätserzeugnisse liefert. Die Anzahl der Walzgerüste, die eine solche Anlage in der Kaltwalzstation enthält, ist für gewöhnlich vier bis fünf. Von Qualitätsstahlblechen, wie Stahlbleche zur Verwendung im Automobilbau, wird immer mehr verlangt, daß sie 1) eine größere Formbarkeit und 2) eine höhere Festigkeit als je zuvor aufweisen. Eine befriedigende Antwort auf diese wechselnde Anforderung wird nicht wahrscheinlich, solange eine kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage in herkömmlicher Konfiguration verwendet wird.

Dies bedeutet, daß ein Kaltwalzen die nachfolgenden zwei Anforderungen erfüllen sollte, um die oben genannten zwei Forderungen gleichzeitig mit einer großen Wertsteigerung zu erfüllen.

1. Das Walzen muß eine Gesamtreduktionsrate ergeben, die groß genug ist. Dies bedeutet, daß die Blechdicke vor dem Walzen (die Dicke des Walzguts, d. h. des Warmbands) sollte so dick wie möglich sein und die Dicke des Endprodukts so dünn wie möglich. Weiter sollte bei den Kaltwalzvorgängen kein Zwischentempern erfolgen.
2. Das Walzen muß harte und feste Materialien walzen können.

Diese zwei Anforderungen erlegen den Kaltwalzvorgängen strengere Bedingungen auf und bedingen eine leistungsfähigere Kaltwalzanlage.

Eine der herkömmlichen Methoden zum Bewirken eines Kaltwalzens mit hoher Reduktion ist ein Kaltwalzverfahren, das durch Erhöhen der Anzahl der Walzgerüste an einer Walzstaffel durchgeführt wird. Beispielsweise gibt es eine Ausführung in einer Tandern-Kaltwalzstaffel, die mit sechs Walzgerüsten ausgestattet ist.

Wie jedoch zuvor erwähnt, ist eine Tandemwalzstaffel von Natur aus eine große und teure Einrichtung. Deswegen wäre es nicht wirtschaftlich, die Anzahl teurer Walzgerüste in solchen Einrichtungen zu erhöhen, obwohl ein Reagieren auf solche neuen Forderungen unvermeidbar ist. Die Menge an Walzerzeugnissen, die hartes und dickes Material verwenden sollten, macht lediglich einen kleinen Anteil der gesamten Walzerzeugnisse aus, ungefähr höchstens 20%. Deswegen wird der erhöhte Anteil der Walzgerüste nicht vollständig zu der Produktion der meisten übrigen Erzeugnisse beitragen, sollte die Anzahl der Walzgerüste erhöht werden, um die Produktion dieser 20%-Produkte abzudecken.

Folglich wäre die herkömmliche Methode, die Anzahl der Walzgerüste zu erhöhen, nicht wirtschaftlich; wie in der herkömmlichen Technik sollte die Anzahl der Walzgerüste in der Kaltwalzeinrichtung vier bis fünf betragen.

Eine andere herkömmliche Methode zum Bewirken eines Kaltwalzens mit hoher Reduktion ist eine Methode des wiederholten Reduzierens durch kaltes Nachwalzen (DCR: Double Cold Reduction, manchmal auch DR genannt) des schon einmal durch Kaltwalzen reduzierten Werkstoffs. JP A 10-1284003 hat beispielsweise diese Methode offenbart. Jedoch kann diese Technik wegen der unten im Einzelnen aufgeführten Gründe nicht die Aufgabe lösen, die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt. Weil in dieser Technik der Werkstoff für gewöhnlich zuerst kaltgewalzt wird und dann vor dem DCR-Vorgang getempert wird. Der Grund, warum der Werkstoff vor dem DCR-Vorgang getempert wird, ist die Kaltverfestigung. Das Stahlband wird durch Kaltwalzen gehärtet, was im Wesentlichen eine zu hohe Walzlast verursacht, um ein nachfolgendes Kaltwalzen auf gewöhnliche Weise zuzulassen. Wenn weiteres Kaltwalzen dieses kalt verfestigten Stahlbands bis zur gewünschten Dicke bei einer gewöhnlichen Technik erforderlich ist, ist ein Tempern notwendig, um die Härte des Stahlbands zu verringern. Deswegen wendet der Stand der Technik notwendigerweise ein Tempern vor dem DCR- Vorgang an, wenn es gewünscht ist, ein Stahlband mit einer gewissen Materialstärke oder dünner zu erlangen.

Jedoch erfordern die Qualitätsstahlbleche, die die jüngsten Forderungen erfüllen, eine größere Gesamtreduktion beim Kaltwalzen, und erlauben kein Zwischentempern bei den Kaltwalzvorgängen. Dies bedeutet, daß, wenn getempert wird, der durch das Kaltwalzen erhaltene Effekt, der im metallurgischen Sinn zur Mikronisation des Kristallkorns beiträgt, verschwinden würde. Entsprechend ist der Effekt eines nachfolgenden Kaltwalzens in dem DCR-Vorgang auf ein Ausmaß beschränkt, das für gewöhnlich bei einem Kaltwalzen nach einem Tempern erreicht würde. Deswegen verbleibt die Mikronisation des Kristallkorns innerhalb eines unzulänglichen Ausmaßes.

Deswegen kann der herkömmliche DCR-Vorgang mit einem Zwischentempern nicht zufriedenstellend auf neuerliche Anforderungen reagieren. Folglich ist es notwendig, Kaltwalzen unter solch strengen Walzbetriebsbedingungen möglich zu machen, daß ein Werkstoff ohne ein Zwischentempern bis hinunter zu gewünschten Dicken kaltgewalzt wird, um ein fein mikronisiertes Kristallkorn zu erhalten.

In dem herkömmlichen DCR-Vorgang verliert ein getempertes Stahlband seine Elastizität und wird leicht biegbar. Diese im Werkstoff durch Tempern verursachte Biegbarkeit macht die Handhabung eines Stahlbands sehr heikel und bringt Schwierigkeiten bei der Automatisierung, Tandemisierung und Vergrößerung des Anlagenumfangs mit sich. Deswegen wurde der herkömmliche DCR-Vorgang notwendigerweise auf einen relativ kleinen Umfang beschränkt, begleitet von einer besonderen Betriebsweise: Meistens einem chargenweise Walzen, das Coil für Coil der Stahlbänder walzt. Dieses chargenweise Walzen erfordert eine teure und komplizierte Zuführung zu den Walzgerüsten, um ein dünnes und leicht biegbares Walzgut zuzuführen, das nacheinander in den Walzgerüsten gewalzt werden soll. Weiter sind eine geringe Produktivität und ein geringer Ertrag wegen der chargenweisen Handhabung unvermeidlich.

Zusätzlich soll erwähnt werden, daß in den letzten Jahren eine kontinuierliche Linie installiert worden ist, die eine Temperstation in Tandemanordnung aufweist, oder andererseits Nachwalzen (Dressierwalzen) oder Kaltnachwalzen nach dem Tempern durchführt. In der JP A 7-60305 ist ein Beispiel dieser Bauart offenbart. Diese Fertigungslinien lassen einen kontinuierlichen Betrieb dadurch zu, daß sie Stahlbänder an der Eingangsseite der Linie miteinander verbinden und Nachwalzen (Dressierwalzen) und Kaltnachwalzen durchführen. Jedoch basiert diese Bauart auf der Bedingung, daß vor einem Nachwalzen (Dressierwalzen) oder Kaltnachwalzen getempert werden sollte. Deswegen kann dieses Verfahren die Aufgabe, die die vorliegende Erfindung zu lösen beabsichtigt, nicht lösen.

Weiter ist zu dem Obigen nachfolgend eine andere Methode eines herkömmlichen Kaltnachwalzens beschrieben. Das heißt, es gibt eine Ausführung des DCR-Vorgangs, der ein Kaltwalzen ohne ein Zwischentempern wiederholt. Wenn zum Beispiel die Anzahl der Walzgerüste in einer Fertigungslinie ursprünglich klein ist, oder wenn ein Kaltnachwalzen unter unterschiedlichen Walzbedingungen beabsichtigt ist, war das Kaltnachwalzen ohne Tempern sogar auf allgemeine Stähle angewendet worden, und war darüber hinaus auf Spezialstähle angewendet worden, insbesondere auf rostfreien Stahl oder Werkzeugstahl, und auf Nichteisenmetalle. Diese Beispiele handhaben alle kleine Fertigungsmengen und das Kaltnachwalzen wird dabei chargenweise ausgeführt, sogar wenn diese Ausführung Unzulänglichkeiten und einen niedrigen Produktionsertrag aufweist. Diese Art der Fertigung mag für ein Tandemisieren durchführbar sein. Jedoch ist die Tandemausführung nur für den Walzprozeß durchführbar, weil ein Verfahren zum Beizen oder Entzundern solcher Spezialstähle sich von einem solchen Verfahren für gemeine Stähle unterscheidet. Deswegen ist eine Tandemanordnung von Beizen mit Kaltwalzen nicht durchführbar, viel weniger ein Einschließen eines Kaltnachwalzens darin. Folglich kann der herkömmliche DCR-Vorgang kein wirtschaftliches und effizientes Kaltnachwalzen verwirklichen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Wie oben erwähnt, ist es erforderlich, das zukünftige Kaltwalzen von Qualitätsstahlblechen unter strengeren Betriebsbedingungen durchzuführen. Jedoch war das Kaltwalzen in einer herkömmlichen Walzeinrichtung nicht in einer effizienten und wirtschaftlichen Weise durchgeführt worden. Deswegen ist es wünschenswert, eine Kaltwalzanlage zu verwirklichen, bei der ein Kaltwalzen unter Betriebsbedingungen durchführbar ist, die zukünftig strenger werden, aber die Vorteile eines kontinuierlichen Kaltwalzsystems behält, ohne eine angestiegene Anzahl von teuren Walzgerüsten und teuren und komplizierten Walzgerüstzuführungen, und die eine im Wesentlichen unbegrenzte Anzahl von Walzgerüsten zuläßt.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine kontinuierliche Kaltwalzanlage und ein Verfahren zum Betreiben derselben zur Verfügung zu stellen, wobei die Anlage mit weniger Walzgerüsten effizient walzen kann und Vorteile eines kontinuierlichen Kaltwalzsystems behält.

In der vorliegenden Erfindung wird ein aufgewickeltes Stahlband, der mit einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage einmal kaltgewalzt wurde, zur Eingangsseite der Beizstation gefördert und verbunden, um nochmals kaltgewalzt zu werden. Das Wiederholen dieses Vorgangs wird eine theoretisch unbegrenzte Anzahl von Walzgerüsten zur Verfügung stellen und gestatten, das Produkt auf die gewünschte Dicke zu walzen, ungeachtet, wie dick und hart der Werkstoff ist.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung,
Fig. 4 zeigt eine Anordnung von Einrichtungen um den Prozeßtank der kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
Fig. 5 zeigt eine Anordnung von Einrichtungen in der Reinigungsstation der kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

Die Verwirklichung eines gleichmäßigen und effizienten Betriebs des oben genannten Nachwalzens erfordert die Klärung der nachfolgenden Sachverhalte.
1. Der Gesichtspunkt der verbesserten Produktivität bevorzugt eine minimalisierte Anzahl von Wiederholungen. Deswegen sollte ein Walzen mit großer Reduktion verwirklicht werden. Zu diesem Zweck wird ein Sechs-Hochwalzgerüst bevorzugt, weil solch ein derartiges Walzgerüst beim Walzen mit großen Stichabnahmen eine exzellente Performance hat.
Des Weiteren sollte bei diesem Walzen das Walzöl eine gute Schmierwirkung aufweisen. Jedoch sollte angemerkt werden, daß Walzöl mit guter Schmierwirkung im Allgemeinen eine hohe Viskosität aufweist, und dazu neigt, auf der Oberfläche des gewalzten Bands haften zu bleiben.
2. Das einmal gewalzte und aufgewickelte Band wird mit dem darauf belassenen Walzöl zum Nachwalzen befördert, was gegenüber dem herkömmlichen DCR-Vorgang verschiedene Überlegungen erfordert. Das heißt, beim herkömmlichen DCR-Vorgang, das durch das erste Kaltwalzen anhaftende Walzöl durch Abbrennen beim Tempern entfernt. Dann wird das Band mit ölfreien Oberflächen dem Nachwalzen zugeführt. Im Gegensatz dazu hat das nachzuwalzende Band bei der Ausführung der vorliegenden Erfindung noch Walzöl an sich, weil nicht getempert wurde. Dadurch wird die Beizwirkung beeinträchtigt, da Walzöl beim Nachwalzen in einen Beizbehälter gelangt.
Es besteht ein weiteres Risiko: Wenn sich Walzöl auf einem Band befindet, kann das Band beim Durchlaufen eines Schlingenbildners durch Gleiten auswandern. Um dieses Problem zu lösen, sollte das auf dem Band anhaftende Walzöl in der dem Beizbehälter stromauf liegenden Station entfernt werden. Besser noch sollte das Öl stromauf des Schlingenbildners entfernt werden.
Um das Walzöl zu entfernen, genügt es beispielsweise, eine Reinigungsstation vorzusehen, die eine Reinigungsbürste oder einen Reinigungsbehälter mit elektrolytischer Flüssigkeit wie alkalischer Flüssigkeit aufweist, und dann das gewalzte Band durch solch eine Reinigungsstation zu leiten. Durch Vorsehen der Reinigungsstation wird es möglich, in einem Schlingenbildner und einer Beizstation einen stabilen Betrieb zu bewirken.
Das Reinigen erfordert, wenn möglich, weniger Tätigkeit zum Einfädeln und Herausführen des Bandes, deswegen sollte die Reinigungsstation vorzugsweise stromab der Verbindungseinrichtung installiert werden. Die Geschwindigkeit des Bandes ist ebenso bevorzugt konstant, folglich ist die Anordnung der Reinigungsstation besser stromab dem Schlingenbildner und stromauf dem Beizbehälter.
Was durch das Reinigen entfernt werden soll, schließt jegliche Fremdmaterialien ein, die an dem Band anhaften. Dann ist in der vorliegenden Erfindung selbstverständlich das Walzöl, das an dem stromab der Reinigungsstation angeordneten Walzgerüst verabreicht wurde, auch das wichtige tatsächliche Fremdmaterial, das durch das Reinigen entfernt werden soll.
Ein gewalztes Material, dessen Oberfläche einmal gesäubert wurde, muß nicht notwendigerweise danach gebeizt werden. Wenn das Reinigen nicht erforderlich ist, kann der Beizbehälter in der Beizstation entleert sein, während das gewalzte Material hindurchläuft. Jedoch sollte nicht vergessen werden, daß das Wiederanhaften von Zunder auf dem gesäuberten Band auftreten könnte, wenn das Band durch den geleerten Tank läuft. Weil die Beizstation für gewöhnlich um ihren Eintritt herum eine Streuung oder Anhäufung von Zunder (oder Rost) aufweist, entzundert von der Oberfläche des Warmbands. Dieser wieder anhaftende Zunder kann durch Verwendung der Reinigungsstation entfernt werden. Weiter kann die Ebenheit des Bandes durch den Einsatz eines mechanischen Entzunderers der Spannungs-Einebnungs-Bauart verbessert werden, einer Einrichtung, die oft am Eintritt des Beizbehälters installiert ist.
Wenn das Beizen eines Warmbandcoils vor dem Kaltwalzen beabsichtigt ist, kann die Reinigungsstation die Oberfläche des Bandes waschen, aber der Reinigungsbehälter kann statt dessen entleert sein, wenn das Band hindurchläuft.
3. Das nachzuwalzende Band erfordert ein Aufspulen auf einen geeigneten Bohrungsdurchmesser an der Ausgangsseite, um passend in die Abspulvorrichtung nachgeladen werden zu können, die an der Eintrittsseite der Anlage angeordnet ist. Um dies zu erleichtern, haben die Trommeln der Ausgangsaufspulstation und der Eintrittsabspulstation vorzugsweise denselben Durchmesser. Zusätzlich ist wegen einer verbesserten Materialhandhabung die Abspulvorrichtung vorzugsweise an einem dem Aufspuler nahen Standort angeordnet und weist weiter vorzugsweise eine Einrichtung zum Transport des Bandcoils zwischen ihnen auf. Der am nächsten gelegene Standort kann eine solche Anordnung sein, die das zu walzende Band direkt vom Aufspuler zur Eingangsseite der Abspulvorrichtung zurückbringt.
4. Die nachzuwalzenden Bandcoils werden unter Verwendung einer Verbindungseinrichtung, wie beispielsweise einem Schweißer, aufeinanderfolgend miteinander verbunden, wobei es je nach Werkstoff oder Dickenunterschied der Bänder erforderlich ist, zwei oder mehr Schweißer vorzusehen.
5. Im Gegensatz zu dem Band im herkömmlichen DCR-Vorgang wurde das nachzuwalzende Bandcoil in den Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung nicht getempert. Deswegen behält das Band seine elastischen Eigenschaften und ist weniger biegbar, und bietet so ein leichteres Automatisieren beim Abspulen und den Bandeinfädelarbeiten am Eingang der Anlage, solange die Einrichtungsanordnung passend ausgelegt ist. Dies bedeutet, daß das Verfahren zum Betreiben und die Anordnung der Herstellungseinrichtungen so ausgelegt sein sollten, daß die Verarbeitung kontinuierlich läuft. Diese Technik sollte besonders bei der Anlagenart ähnlich einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage verwirklicht werden, die zahlreich als Stahlblech-Produktionslinien installiert worden ist.

Ausführungsbeispiel 1

Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage gemäß der vorliegenden Erfindung.
Ein Walzgut 3, das von einem ausspeisenden Bandcoil 1 abgespult wird, ist an einer Abspulvorrichtung 2 aufeinanderfolgend durch eine Verbindungsvorrichtung 4 verbunden, um einen kontinuierlichen Betrieb zu erlauben. Während des Verbindens stoppt das Ausspeisen des Walzguts 3 von dem ausspeisenden Bandcoil 1, aber ein Schlingenbildner 5 ist vorgesehen, um eine ungestörte Bewegung des Walzguts 3 in die stromabseitige Richtung sicherzustellen.
Das Walzgut 3 läuft durch eine Reinigungsstation 6 mit daraus entleerter Reinigungsflüssigkeit und tritt in eine Beizstation 7 ein zum Entzundern der Oberfläche mit säurehaltiger Flüssigkeit, gefolgt von einem Abwaschen der säurehaltigen Flüssigkeit mit Wasser, und wird dann getrocknet und in einer Kaltwalzstaffel 8 gewalzt.
Zu dieser Zeit haftet während des Walzens Walzöl auf der Oberfläche des Walzguts. Das Walzgut 3 wird von einer Schneidvorrichtung 9nach dem Walzen abgeschnitten und an einem Aufspuler 10 am Ausgang als ein Ausgangsseiten-Coil von einmal gewalztem Walzgut zu einem Bandcoil 11 gewickelt.
Wenn das einmal gewalzte Bandcoil 11 nachgewalzt werden soll, wird das Bandcoil 11 durch eine Transporteinrichtung für das Bandcoil 11 vom Abspuler 10 am Ausgang zur Abspulvorrichtung 2 transportiert. Dann wird das Bandcoil 11 von der an dem Eintritt der Anlage angeordneten Abspulvorrichtung 2 abgewickelt, um aufeinanderfolgend durch die Verbindungsvorrichtung 4 verbunden zu werden. Danach bewegt sich das Walzgut 3 weiter zur Entfernung des Walzöls auf dessen Oberfläche an dem mit Reinigungsflüssigkeit gefüllten Reinigungsbehälter zu der Reinigungsstation 6 über den Schlingenbildner 5. Auf diese Weise führt die Reinigungsstation 6 eine Funktion des Entfernens des Walzöls dadurch aus, daß sie während des Nachwalzens mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist, und während des ersten Walzens, wie oben erwähnt, so verwendet wird, daß die Reinigungsflüssigkeit abgelassen wird, um sie zu entleeren. Das heißt, die Reinigungsstation 6 wird selektiv gemäß dem Fall verwendet, wenn die Reinigungsfunktion durchgeführt wird, oder gemäß dem Fall, wenn die Reinigungsfunktion nicht durchgeführt wird, je nachdem, wie oft gewalzt wurde.
In diesem Ausführungsbeispiel ist die Reinigungsstation stromab dem Schlingenbildner 5 angeordnet. Dies ist deswegen so, weil diese Anordnung es erlaubt, die Geschwindigkeit des Blechbands stromab des Schlingenbildnerabschnitts ohne besondere Schwierigkeit gleichförmig zu machen, und die Reinigungsgeschwindigkeit leicht bei einer ungestörten Größe gehalten werden kann, obwohl die Bewegungsgeschwindigkeit des Blechbands auf der stromaufwärtigen Seite des Schlingenbildners 5 ansteigt und absinkt, während das Verbinden an der Verbindungsvorrichtung 4 weitergeht.
Das Walzgut 3, das aus der Reinigungsstation 6 herauskommt, tritt wieder in die Beizstation 7 ein. Jedoch kann der Beizbehälter in diesem Stadium mit der säurehaltigen Flüssigkeit gefüllt sein, weil das Walzöl sich nicht zusammen mit der säurehaltigen Flüssigkeit in dem Beizbehälter vermischt. Alternativ kann die säurehaltige Flüssigkeit statt dessen aus dem Beizbehälter entleert sein, weil auf der Oberfläche des Walzguts kein Zunder existiert. Die Beizstation 7 kann unter der Bedingung verwendet werden, daß sie mit säurehaltiger Flüssigkeit gefüllt ist oder unter der Bedingung, daß sie leer ist, je nach Notwendigkeit.
Danach ist das Walzgut durch die Kaltwalzstaffel 8 nachgewalzt und an dem Aufspuler 10 zu einem Bandcoil 11 der Ausgangsseite aufgespult. Wenn ein nochmaliges Nachwalzen beabsichtigt ist, wird das Bandcoil 11 wieder zu der Eintrittsseite transportiert.
Walzen kann auf diese Weise so oft wie erforderlich wiederholt werden.

Ausführungsbeispiel 2

Fig. 2 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Reinigungsstation 6 stromab der Verbindungsvorrichtung 4, aber stromauf des Schlingenbildners 5 angeordnet. Diese Anordnung entfernt das auf der Oberfläche des Walzguts 3 anhaftende Walzöl, das vor diesem Stadium einmal gewalzt worden ist, bevor das Walzgut in den Schlingenbildner 5 eintritt. Deswegen ist ein Gleiten oder Mäandern des Walzguts auf dem Schlingenbildner 5 verhindert. Die Kaltwalzstaffel 8 in diesem Ausführungsbeispiel besteht aus vier Walzgerüsten eines Sechs-Hochwalzgerüsts, wegen seiner großen Reduzierfähigkeit, wobei ein Walzöl, wie beispielsweise ein Walzöl auf Talgbasis verwendet wird, weil es eine ausgezeichnete Schmierleistung aufweist.
Das in Fig. 2 gezeigte Ausführungsbeispiel ist nachfolgend genauer beschrieben. Ein Warmband-Coil ist am Eintritt von einem Coilwagen 12 auf die Abspulvorrichtung 2 als das ausspeisende Bandcoil 1 abgeladen, danach wird das Coil abgewickelt und als das Walzgut 3 ausgespeist. Nachdem das Walzgut 3 an einer Endenvorbereitungsvorrichtung 13 behandelt wurde, wird es aufeinanderfolgend an der Verbindungsvorrichtung 4 verbunden und tritt dann in den Schlingenbildner 5 durch die Reinigungsstation 6, dessen Reinigungsbehälter leer ist, ein. Das Walzgut 3 wird weiter an einem Zunderbrecher 14 in Einebnungs-Ausführung zum Brechen des Zunders darauf weiterbehandelt und bewegt sich zum vollständigen Entfernen des Zunders in die Beizstation 7. Das so entzunderte Material wird von einem Seitentrimmer 16, der zwischen einem Zwischenschlingenbildner 15 und einem Schlingenbildner 17 auf der Ausgabeseite angeordnet ist, in seiner Breite angepaßt. Dann wird das getrimmte Material über eine Pfadausmittelvorrichtung 18 der Kaltwalzstaffel 8 in Tandembauweise zum Walzen zugeführt. Das gewalzte Material wird dann durch die Schneidvorrichtung 9 abgeschnitten, um von dem Aufspuler 10 am Ausgang, der an einer Karusselltrommel 19 montiert ist, auf eine Trommel als das Bandcoil 11 der Ausgangsseite aufgewickelt zu werden, und wird dann von einem Coilwagen 20 an der Ausgangsseite in einer Reihe von Bandcoils herausbefördert.
Wenn ein Kaltnachwalzen beabsichtigt ist, wird das Bandcoil 11 von der Ausgangsseite von dem Coilwagen 12 an der Eintrittsseite abgeladen, um wieder auf die Abspulvorrichtung 2 aufgeladen zu werden, um das Walzgut 3 auszuspeisen. Und dann, nachdem es an der Endenbehandlungsvorrichtung 13 vorbereitet wurde, wird das Walzgut 3 an der Verbindungsvorrichtung 4 aufeinanderfolgend verbunden; das daran anhaftende Walzöl wird an der Reinigungsstation 6 entfernt, wobei der Reinigungsbehälter in diesem Verarbeitungsstadium mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist; das Walzgut 3 tritt dann in den Schlingenbildner 5 ein. In dem Stadium des Nachwalzens sind keine Behandlungen durch den Zunderbrecher 14 und den Seitentrimmer 16 erforderlich, und der Behälter für die säurehaltige Flüssigkeit der Beizstation 7 kann leer sein.
Danach tritt das Walzgut 3 über die Pfadausmittelvorrichtung 18 in die Kaltwalzstaffel 8 ein, die in Tandemausführung zum Kaltwalzen ausgeführt ist. Und danach wird das nachgewalzte Material durch die Schneidvorrichtung 9 abgeschnitten, um an den Aufspuler 10 am Ausgang, der an der Karusselltrommel 19 montiert ist, als das Bandcoil 11 an der Ausgangsseite des kalt nachgewalzten Blechbands auf eine Trommel aufgewickelt zu werden. Dann wird das aufgespulte Blechband von dem Coilwagen 20 an der Ausgangsseite herausbefördert.

Ausführungsbeispiel 3

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In diesem Ausführungsbeispiel sind die Abspulvorrichtung 2 und die Karusselltrommel 19 nahe aneinander angeordnet. Diese Anordnung verkürzt die Entfernung zum Transport des nachzuwalzenden Bandcoils zwischen der Ausgangs- und der Eingangsseite und vereinfacht dadurch die Handhabung des Walzguts.
Zusätzlich zu dem oben genannten Merkmal besteht die Kaltwalzstaffel 8 aus fünf Walzgerüsten der Sechs-Hochwalzgerüstausführung, um eine größere Reduktion zu erreichen.

Ausführungsbeispiel 4

Fig. 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel einer Anordnung von peripheren Vorrichtungen in der Reinigungsstation 6 oder der Beizstation 7, wobei ein Beispiel einer Vorrichtung zum schnellen Befüllen oder Entleeren von Reinigungsflüssigkeit oder säurehaltiger Flüssigkeit gezeigt ist.
In einen Prozeßtank 21 zum Reinigen oder Beizen, durch den Walzgut 3 läuft, wird eine Flüssigkeit durch eine Befüllpumpe 24 aus einem Lagerbehälter 22 durch eine Zuführleitung 23 gefüllt. Aus dem Prozeßtank 21 wird andererseits die Flüssigkeit beispielsweise durch Schwerkraft durch eine Entleerleitung 25 in den Speicherbehälter 22 abgelassen. Beim Entleeren kann eine Pumpe in der Mitte der Entleerleitung 25 verwendet werden.
Durch diese Anordnung der peripheren Vorrichtungen kann die Reinigungs- oder Beizflüssigkeit in einer kürzeren Zeit in den Prozeßtank gefüllt oder aus dem Prozeßtank entleert werden, wann immer dies erforderlich ist, und macht den Betrieb effizient.

Ausführungsbeispiel 5

Fig. 5 zeigt ein Ausführungsbeispiel für eine interne Anordnung von Vorrichtungen in der Reinigungsstation 6. Das üblicherweise beim Walzen verwendete Kühlmittel besteht meistens aus Wasser, aber enthält auch einige Prozent Öl oder andere Fremdkörper, beispielsweise kleine Eisenpartikel oder -substanzen. Diese Fremdkörper haften an dem gewalzten Material während des Walzvorgangs an.
Die Reinigungsstation entfernt wenigstens solche Ölbestandteile. Jedoch entfernt das Reinigen vorzugsweise auch weiter andere anhaftende Materialien, so daß ein gewalztes Material gereinigt der stromabwärtigen Seite der Anlage zugeführt werden kann.
Als Reinigungsmethode kann eine chemische Methode, wie beispielsweise unter Verwendung einer alkalischen Flüssigkeit, Bürsten, oder eine Kombination davon angewendet werden.
Das in Fig. 5 gezeigte Ausführungsbeispiel setzt sich zusammen aus, in der Reihenfolge von stromauf der Reinigungsstation, durch die das Walzgut 3 stromab läuft, einem Grobreinigungsbehälter 26, der alkalische Flüssigkeit und eine Bürste verwendet, einem Endreinigungsbehälter 27 zum elektrolytischen Reinigen, einem Warmwasserbehälter 28 zum Abwaschen der alkalischen Flüssigkeit, die auf dem Walzgut zurückgeblieben ist, und dann einem Trockner 29 zum Trocknen der Oberfläche des gewalzten Materials.
Durch diese Anordnung wird das gewalzte Material gereinigt der stromabwärtigen Seite zugeführt, d. h. wenigstens ohne einen Rückstand von Walzkühlmittel daran.
Zusätzlich können, obwohl die Anzahl der Verbindungsvorrichtungen 4 an der Eintrittsseite in diesem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wünschenswerterweise gleich eins ist, zwei oder mehrere Verbindungsvorrichtungen installiert sein, wenn erforderlich. Dies ist so, weil die Unterschiede der Eigenschaften und Dicken des Walzguts manchmal einen geeigneten Typ von Verbindungsvorrichtung erfordern.
Bei der Handhabung von gewöhnlichem, relativ dickem Blech aus Flußstahl würde beispielsweise ein Satz wohl bekannter Abbrenn- Schweißvorrichtungen für den Betrieb ausreichen. Jedoch kann ein Nahtschweißgerät sogar für gewöhnlichen Stahl erforderlich werden, wenn dünn gewalztes Blech gehandhabt werden soll, und ein Lichtstrahl-Schweißgerät, wenn Blech aus rostfreiem Stahl, Schnellarbeitsstahl oder Siliziumstahl gehandhabt werden soll.
Zusätzlich zu der Anwendung dieser Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung zum Nachwalzen mit derselben Anlage ist es offensichtlich, daß diese Ausführungsbeispiele auch auf eine Herstellungsanlage anwendbar sind, in die das Blech mit Walzkühlmittel daran zum kontinuierlichen Kaltwalzen zugeführt wird, nachfolgend dem Kaltwalzen durch eine andere Anlage.
Des Weiteren kann die vorliegende Erfindung derart ausgeführt werden, daß die Reinigungsstation zu einer bestehenden kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage hinzugefügt werden kann.
Ein Vergleich der Walzpläne eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung und eines Gegenbeispiels sind in Tabelle 1 aufgelistet. Tabelle 1
Das Walzgut ist Stahl, der wenig härter ist als weicher Flußstahl, und die Maße des Walzguts sind 5,0 mm dick und 1000 mm breit. Die Gesamtreduktion ist auf 90% eingestellt, um eine annehmbare Qualität sicherzustellen, und die Enddicke beträgt 0,5 mm. Das Walzgerüst weist eine Arbeitswalze mit 500 mm Durchmesser auf; die Antriebskraft für jedes Walzgerüst beträgt 4000 kW. Als Walzkühlmittel wird eine Ölemulsion auf Talgbasis verwendet.
Das Gegenbeispiel benötigt im Ganzen sieben Walzgerüste zum Kaltwalzen mit 90% Gesamtreduktion, um das Walzgut von 5,0 mm Dicke bis hinunter zur Enddicke von 0,5 mm zu reduzieren. Dies ist so wegen der Berücksichtigung der zulässigen Betriebsbedingungen für jedes Walzgerüst: wie beispielsweise Walzdruck, Walzarbeit, Walzdrehmoment, Gleitgrenze und anderen verschiedenen Bedingungen. In diesem Gegenbeispiel wird das Walzen der Reihe nach zu Blechdicken von 3,64 mm, 2,721 mm, 2,021 mm, 1,433 mm, 1,022 mm, 0,672 mm und 0,500 mm an den Walzgerüsten Nr. 1 bis bzw. Nr. 7 durchgeführt. Die Ausgangswalzgeschwindigkeit an Walzgerüst Nr. 7 beträgt 1000 m in der Minute (m/min).
Im Gegensatz dazu wird gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel, wie in Tabelle 1 gezeigt, das Kaltwalzen durch die Anlage des vorliegenden Ausführungsbeispiels zweimal ausgeführt. Das 5,0 mm dicke Material wird zuerst gebeizt und dann unter Verwendung von nur fünf Walzgerüsten herunter auf 2,0 mm Dicke kaltgewalzt. Das heißt, das Walzen wird der Reihe nach bis zu den Dicken von 3,96 mm, 3,244 mm, 2,701 mm, 2,787 mm und 2,000 mm in den Walzgerüsten Nr. 1 bis bzw. Nr. 7 durchgeführt. Nach dem ersten Kaltwalzen wird ein Nachwalzen, d. h. ein zweites Kaltwalzen von der Dicke von 2,0 mm bis auf die Dicke von 0,5 mm durchgeführt. Das Material wird nämlich der Reihe nach an den Walzgerüsten Nr. 1 bzw. bis Nr. 5 der Reihe nach auf die Dicken 1,583 mm, 1,174 mm, 0,839 mm, 0,620 mm und 0,500 mm herunter gewalzt. Hier beträgt die Ausgangswalzgeschwindigkeit an Walzgerüst Nr. 5 beim ersten Walzen 600 m/min, und 1250 m/min beim zweiten Walzen.
Weiter wird, wie oben erwähnt, im vorliegenden Ausführungsbeispiel auch das zweite Kaltwalzen durchgeführt, nachdem das Material in der Reinigungsstation 6, die mit Reinigungsflüssigkeit gefüllt ist und das Walzöl von der Oberfläche des Materials entfernt wird, durchgeführt. Deswegen kann ein Betrieb besser, ohne die Schlingenbildnerfunktion und die Beizfunktion zu beeinträchtigen, durchgeführt werden, auch wenn das zweite Kaltwalzen durchgeführt wird.
Unter der Voraussetzung, daß der Walzprozeß kontinuierlich ist, offenbart ein Produktivitätsvergleich dieser zwei Arten folgende Merkmale. Wenn der Endlänge eines gewalzten Materials als Normbezug der numerische Wert 1 gegeben wird, wird die Länge des gewalzten Materials beim ersten Walzen 0,25 (= 0,5/2) der letztlich ausgewalzten Länge. Deswegen beträgt das Verhältnis der Walzarbeitszeit des Ausführungsbeispiels zu der des Gegenbeispiels:
vorliegendes Ausführungsbeispiel/Gegenbeispiel
= (0,25/600 + 1/1250)/(1/1000)
= 1,21
Dies bedeutet, daß das vorliegende Ausführungsbeispiel eine gesonderte Arbeitszeit von 21% für dieses Erzeugnis benötigt. Jedoch, wenn dieses Erzeugnis beispielsweise 20% der gesamten Produktpalette einer Produktionseinrichtung ausmacht, würde der Arbeitszeitanstieg der gesamten Arbeitszeit der Einrichtung bei 0,21 × 0,2 = 0,042 liegen. Der Gesamtanstieg der Arbeitszeit liegt nämlich nur bei ungefähr 4%, was bedeutet, daß die Produktivitätsreduzierung nicht sehr hoch ist.
Andererseits kann viel der Einrichtungskosten eingespart werden, weil die Anzahl der Walzgerüste, die teuer sind, von 7 Gerüsten auf 5 Gerüste verringert ist.
Wie oben erwähnt, verwirklicht das Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung eine kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage, die eine strengere Reduzierungsanforderung als üblich erfüllt und eine im Wesentlichen unbegrenzte Anzahl von Walzgerüsten aufweist, aber die Vorteile des kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzsystems in herkömmlicher Anordnung aufrecht erhält, ohne eine erhöhte Anzahl von Walzgerüsten.
Nach der vorliegenden Erfindung, einem Resultat, das eine kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage schafft, und eine Methode zum Betreiben derselben, die eines effizienten Kaltwalzens mit verringerter Anzahl Walzgerüste fähig ist, und ein kontinuierliches Beiz- und Kaltwalzsystem in herkömmlicher Anordnung ausnutzt.

Claims

1. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage mit aufeinanderfolgend einer Abspulvorrichtung (2) zum Abwickeln und Abführen eines Walzguts (3), einer Verbindungsvorrichtung (4) zum Verbinden des Walzguts, einem Schlingenbildner (5), einer Beizstation (7) zum Entzundern des Walzguts, einer Kaltwalzstaffel (8), einer Schneidvorrichtung (9) und einem Aufspuler (10),
wobei das gewalzte und im Aufspuler (10) aufgewickelte Band als Coil (11) in die Abspulvorrichtung (2) zum weiteren Walzen im Kaltwalzwerk (8) gebracht wird und
wobei eine Reinigungsstation (6) zum Entfernen des auf der Walzgutoberfläche anhaftenden Walzöls zwischen der Verbindungsvorrichtung (4) und der Beizstation (7) vorgesehen ist.

2. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage mit in dieser Reihenfolge einer Abspulvorrichtung (2) zum Abwickeln und Abführen des Walzguts (3), einer Verbindungsvorrichtung (4), einem Schlingenbildner (5), einer Beizstation (7), einer Kaltwalzstaffel (8), einer Schneidvorrichtung (9) und einem Aufspuler (10),
wobei das gewalzte und im Aufspuler (10) aufgewickelte Band (3) als Coil (11) in die Abspulvorrichtung (2) zum weiteren Walzen gebracht wird und
wobei eine Reinigungsstation (6) an der Austragsseite der Verbindungsvorrichtung (4) vorgesehen ist.

3. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher die Reinigungsstation (6) an der Einlaufseite des Schlingenbildners (5) oder der Beizstation (7) angeordnet ist.

4. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher eine der in der Reinigungsstation (6) zu entfernenden Substanzen zumindest ein Walzenkühlmittel ist, das an der Oberfläche eines Coils der austragsseitig der von der Reinigungsstation (6) angeordneten Kaltwalzstaffel (8) anhaftet.

5. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher die Kaltwalzstaffel (8) ein Sechs-Hochgerüst enthält.

6. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher die Anzahl der Walzgerüste der Kaltwalzstaffel in der Kaltwalzanlage fünf oder geringer ist.

7. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher die Trommeldurchmesser der Abspulvorrichtung (2) und des Aufspulers mit gleichen Abmessungen ausgebildet sind.

8. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher die Abspulvorrichtung (2) und der Aufspuler dicht nebeneinander angeordnet sind.

9. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, die ferner eine Abziehvorrichtung (25) zum schnellen Ablaß von saurer Flüssigkeit aus einem Beiztank (21) enthält, der einen Teil der Beizstation (7) bildet, und die eine Flüssigkeitseinspeisevorrichtung (23, 24) zum schnellen Einspeisen von saurer Flüssigkeit in diesen Beiztank (21) aufweist.

10. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, die ferner eine Ablaßvorrichtung zum schnellen Ablassen der Reinigungsflüssigkeit aus einem Reinigungstank enthält, der einen Teil der Reinigungsstation bildet, und die einen Flüssigkeitseinspeiser zum schnellen Einspeisen der Reinigungsflüssigkeit in diesen Tank aufweist.

11. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher zwei oder mehr Reinigungsvorrichtungen vorgesehen sind.

12. Verfahren zum Betrieb einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage, bei welchem ein Abwickeln zum Abfördern eines zu walzenden Materials, Verbinden, Beizen, Kaltwalzen, Schneiden und Aufspulen des gewalzten Materials durchgeführt werden, wobei ein erhaltenes Coil an der Auslaufseite der Anlage wieder zur Einlaufseite der Anlage gebracht und abgewickelt, verbindet und kaltgewalzt wird.

13. Verfahren zum Betreiben einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 12, bei welchem eine Reinigung nach dem Verbinden und vor dem Beizen durchgeführt wird.

14. Verfahren zum Betreiben einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 12, bei welchem eine bei der Reinigung zu entfernenden Substanzen zumindest ein Walzenkühlmittel ist, das an der Oberfläche eines Coils der austragsseitig der Reinigung angeordneten Kaltwalzstaffel ist.

15. Verfahren zum Betreiben einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 12, bei welchem ein weiteres Kaltwalzen nach der Reinigungsoperation durchgeführt wird.

16. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 1, bei welcher eine der in der Reinigungsstation (7) zu entfernenden Substanzen zumindest ein Walzenkühlmittel ist, das an der Oberfläche eines Coils durch Kaltwalzen haftet.

17. Verfahren zum Betreiben einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage nach Anspruch 12, bei welchem eine der in der Reinigung zu entfernenden Substanzen zumindest ein Walzenkühlmittel ist, das auf der Oberfläche eines Coils durch Kaltwalzen haftet.

18. Verfahren zum Nachrüsten einer kontinuierlichen Beiz- und Kaltwalzanlage mit in dieser Reihenfolge einer Abspulvorrichtung, einer Verbindungsstation, einem Schlingenbildner, einer Beizstation, einer Kaltwalzstaffel, einer Schneidevorrichtung und einem Aufspuler, wobei das Nachrüstverfahren das Zufügen einer Reinigungsstation an der Austragsseite der Verbindungsstation enthält.

19. Kontinuierliche Beiz- und Kaltwalzanlage mit in dieser Reihenfolge einer Abspulvorrichtung (2) zum Abwickeln und Abführen eines aufgespulten zu walzenden Materials, einer Verbindungsvorrichtung (4) zum Zusammenspleißen des zu walzenden Materials, einem Schlingenbildner (5), einer Beizstation zur sauren Reinigung des zu walzenden Materials, einem Kaltwalzwerk (8), einer Schneidevorrichtung (9) und einem Aufspuler (10) zum Aufwickeln des gewalzten Materials, wobei eine Reinigungsstation (6) zwischen der Verbindungsstation sowie Transportmittel vorgesehen sind, die das gewalzte und im Aufspuler aufgewickelte Material von diesem Aufspuler zur Abspulvorrichtung (2) transportiert.