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Verfahren und Einrichtung zum Wärmebehandeln von-Vorbändern-in-Warm-Breitbandstraßen ---
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Erfindung betrifft ein Verfahren und eine zu dessen AusUbung besonders gUnstige
Einrichtung zum Wärmebehandeln von Vorbändern In Warm-Breitbandstraßen, an deren
Anfang Stahlblöcke im Stoßofenerwärmt, In einer- Vorstraße auf Vorbanddicke reduziert
und in einer Fertigstraße zu Band ausgewalzt werden.
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Beim Walzen von Breitband, Insbesondere aus Stahl, sind
die DemUhungen nicht abgeschlossen, ein besseres Arbeitsergebnis hinsichtlich
einer gleichmäßigen Warmverformung Im Walzspalt zu erzielen. Das im Stoßofen erwärmte
Blockgut kann naturgemäß nur zu einem Vorband ausgewalzt werden, das am Anfang und
Ende, also vor Eintritt In die Fertigstraße" relativ stark unterschiedliche Temperaturen
aufweist. Ein solcher Temperaturursprung vom Kopf bis zum Ende des Vorbandes bleibt
nicht ohne Auswirkungen auf Dickenunterschiede des Bandes. Gleichfalls unerwUnscht
Ist die Verformung des Materials bei unterschiedlichen Temperaturen, so daß ein
unterschiedliches EndgefUge im Werkstoff entsteht.
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Zur Vermeidung dieser Probleme ist es bekannt, grundsätzlich auf einem
niedrigeren Temperaturniveau,zu walzen" d. h. auf die niedrigst zu erwartende
Temperatur das Vorbandendes Rücksieht zu nehmen. Hierzu spritzt man etwa die erste
Vorbandhälfte ab, so daß diese mehr und mehr In Ihrer Temperatur dem Vorbandende
angeglichen Ist. Bei langen Bändern ist das anzustrabende Temperaturniveau so niedrIg,
daß die vorgesehrieberie Endwalztemperatur nicht mehr erreicht wird.
Ferner
ist es bekannt, Dickenunterschiede beim Warmwalzen durch ein sogenanntes "speed
up" zu vermeiden, also die Durchlaufgeschwindigkeit In der Fertigstraße unterschiedlich
zu
gestalten und vor allen Dingen gegen Ende durch eine gesteigerte Geschwindigkeit
den Ternperaturabfall auszugle ichen.
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Ein solches Verfahren berücksichtigt nicht, daß Unterschiede zwischen
den Wärmemengen bestehen, die durch diehöhere Verformungsarbeit zugefUhrt werden
und solchenWärmemengen, die durch längeres Verweilen in einem Wärmeofen aufgebracht
werden könnten" um die Temperatur wieder auf das richtige Niveau zu bringen. Es
ist ferner bekannt, eine Dickenregelung durch Veränderung des Walzspaltes vorzunehmen
nach dem Prinzip, daß ein Stahlband desto dicker ausfällt, je kälter das Band ist.
Moderne Breitbandstraßen bedienen sich der Kombination eines "speed up" mit einer
Dickenregelung.
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Die Regeleinrichtungen f"ir das "speed up" in Fertigstraßen und für
die Dickenregelung bedürfen jedoch eines beträchtlichen Aufwandes, ohne das Werkstoffgefüge
Im positiven Sinn beeinflussen zu können.' Die Bestrebungen des S ' tandes
der Technik zielen lediglich dahin, eine gleichmäßige Dicke des Bandes zu erzielen,
weil die weitergehende Forderung nach einem durchgehend gleichmäßigen Endgefüge
praktisch kaum erfüllbar ist. Für die Weiterverarbeitung des Breitbandes sowie für
seine verschiedenen Festigkeiten nach den einzelnen Beanspruchungsarten Ist jedoch
auch neben einer gleichmäßigen Dicke ein ganz bestimmtes Korngefüge von wesentlicher
Bedeutung. Trotz des enormen Aufwandes an Steuerungsmitteln und komplizierten Vorrichtungen,
konnte das weitgesteckte Ziel einer gleichmäßigen Banddicke am Anfang und Ende des
Fertigbandes nicht erreicht werden, wobei gleichzeitig die Kompliziertheit der Anlage
derartig gesteigert wurde, daß "s erreichte Ergebnis nicht mehr weiter verbessert
werden kann, wenn der hierzu erforderliche Aufwand in einem wirtschaftlich günstigen
Verhältnis stehen soll.
Durch das "speed up" wird die Auslauftemperatur
über die Bandlänge konstant gehalten, d. h., jede Stelle der Bandlänge verläßt
das letzte Gerüst der Fertigstraße mit gleicher Temperatur. Weil jedoch stark unterschiedliche
Eintrittstemperaturen vorliegen, ergeben sich unlGerschiedliche AbkUhlkurven in
der Fertigstraße. Die Verformung; des Bandendes findet in den ersten Gerüsten bei
niedrigeren Temperaturen statt. Es ergibt sich eine Dickenerhöhung sowie eine erhöhte
Walzkraft. Bei Dickenregelung, d. h. Zufahrender Anstellung tritt eine zusätzliche
Walzkraftvergrößerung ein. Die Summe der Walzkraftsteigerungen führt erstens zu
einer größeren Antriebsleistung und zweitens zu einer stärkeren Bombierung des Querschnitts
am Bandende. Unterschiedlich starke Bombierungen zwischen Bandanfang und -ende bedeuten
schon einen Nachteil, der den weiteren Mangel nach sich zJght, daß die Neigung zur
Bildung von Randwellen noch mehr unterstützt wird. Eine andere Folge der niedrigen
Verformungstemperaturen des Bandendes in den ersten Gerüsten besteht aus einem Gefüge,
das zumindest an der Oberfläche im Kaltverformbarkeitsbereich gebildet wird. Die
vorliegende Erfindung hat sich nunmehr zum Ziel gesteckt, unterschiedliche Dicken
von solchen Vorbändern nach einer besseren Methode auszugleichen, wobei von der
Grundlage auszugehen ist, weder ein Abspritzen einer ersten Vorbandhälfte vorzunehmen,
noch das Regeln des "speed up" in Betracht zu ziehen und eine Dickenregelung höchstens
in bezug auf die Breite des Bandes noch vorzunehmen. Die Lösung dieser Aufgabe besteht
nunmehr in einem Verfahren, das vorsieht, daß das Vorband vor Eintreten in die Fertigstraße
einer elektroinduktiven Erwärmung ausgesetzt und entsprechend den Wärmeverlusten
während des Vorwalzens ungleich stark wieder aufgeheizt wird. Die Erfindung geht
von der Erkenntnis aus, bei induktiver Erwärmung eine kurze, genau steuerbare Aufheizstrecke
zu schaffen, In der das Band so
schnell auf ein bestimmtes Temperaturniveau
erwärmt werden kann, daß dieeingetretenen Verluste in der Vorstraße und in den Zwischenlängen
auszugleichen sind. Insbesondere läßt sich mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine
ungleiche Wärme-* verteilung stufenlos mit der Geschwindigkeit des Bandes aus-_
regulieren, was mit einem anderen Ofen, beispielsweise einem DurchlauPofen, kaum
möglich wäre. Ferner gestattet das induktive Aufheizen, die Erwärmung an Ober- und
Unterseite des Bandes deshalb gleichmäßig vorzunehmen, weil die irwärmungsstrecke
sehr kurz gehalten werden kann, das Band also nicht auf eine Auflage angewiesen
ist.' Das Verfahren kann in Abwandlung des Grundgedankens der Erfindung nunmehr
auch so durchgeführt werden, daß das Vorband entsprechend den in der Fertigstraße
zu erwartenden Temperaturverlusten elektroinduktiv aufgeheizt und dabei gegebenenfalls
Wärmeverluste des Zunderwäschers ausgeglichen werden. Je nach den Abmessungen und
den dort zu erwartenden Verformungsarbeitsleistungen der Fertigstraße erfolgt danach
eine proportionale oder nichtproportionale Aufheizung des Vorbandes..
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um eine gleichmäßige Verformungsarbeit auch am Bandende festzulegen.
Danach findet auch die im Verformungsarbeitagang zugeführte Wärme Berücksichtigung.
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Die Einrichtung zur Durchführung des Verfahrenpist allgemein so gestaltet,
daß vor der Fertigstraße1m Bereich vor einer Schopfschere eine elektroinduktive
Heizstrecke.relativ kurzer Baulänge an Ober- und Unterseite des Vorbandes gegebenenfalls
getrennt angeordnet ist. Solche induktiven Heizstrecken bilden demnach einzelne
Baueinheiten, die In Richtung auf das Band zu- und wegbewegbar gelagert sein können'.
Für die Arbeitsweise derartiger elektroinduktiver Heizstrecken kommen verschiedene
Möglichkeiten in Betracht. Es ist vorteilhaft, falle die Induktionsspulen starr
angeordnet sind, mit elektrischer Änderung der Werte zu arbeiten, einzelne Spulen
abschaltbar zu gestalten, es kann jedoch auch zweckmäßig sein, durch veränderung
des
Abstandes zur Bandachse die entsprechende Regulierung der Im Band erzeugten Temperatur
zu beeinflussen.
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Gemäß einer besonders vorteilhaften Ausbildung.der Einrichtung sind
ein oder mehrere im Eereich nach dem letzten Walzgerüst der Vorstraße angeordnete
Temperaturmeßfühler vorgesehen, deren Verte zur Steuerung eines Frequenzwandlers
der elektro-Induktiven Heizstrecke dienen. Entsprechend der vorhandenen Dandgeschwindigkeit
ist somit die Verzögerung In Betracht gezogen, die durch den Abstand sowohl hinsichtlich
Weg als auch Zeit der Meßstelle von der Heizetrecke vorliegt. Notwendigenfalls kann
auth eine Abkühlung den Bandes während dieser Zeitspanne Berüaksichtigung finden.
Der Wertder Induktiven Heizstrecke kommt dabei besonders augenscheinlich zum Vorschein,
weil In kürzester Zeit größte WUrmemengen dem Band zugeführt werden können.
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Während die Zuordnung eines Wärmeofens, der etwa der Ausbildung und
Arbeltsweine eines Durchlautofens entspricht, zwischen Vor-'und Pertigstraße kaum
In Betracht ggzogen werden kann, -gestattet das erfindungsgemäße Verfahren bzw.
die hierzu gegebene Einrichtung eine weitere, bezonders günstige Einsatzmöglichkeit.
Danath ist jedem PertlggerUst eine elektro-Induktive, Holzstreake kürzester Länge
zugeordnet. Die Schwiertgkeit der Regulierung und der erforderlichen Regel- bzw.
Schaltgeräte erfährt hlerdurch eine weitere beträchtliche Senkung. Je kUrzer der-Abetend
der Mürstellen, Heizetellen und Verforwungsstellen Ist, desto genauer kann die Temperatur
des Banden gibalten werden.
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in der Zeichnung Ist ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen
Einrichtung nvhematlach dargestellt und Im folgenden näher beachrLeben.
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Die einzige Pigur der Zeichnung stellt eine Seitenamalebt einer
mit Vor- und FrertigstraUe zvw Mwrettllung VM, ami#.tbmd
:der.
| Das Blockmaterial für die Herstellung des Bandmaterials wird |
| in Stoßöfen-1 und 2 möglichst allseitig gleichmäßig durch- |
| erwärmt, d. h., es findet dort eine möglichst gleichstarke |
| Ober- und Unterbeheizung bis zum Ausstoßende statt. Eine |
| solche gleichmäßige Temperatur herrscht nunmehr im Block |
| mehr oder weniger genau, so daß das Vormaterla 1 in
einem |
| solchen Zustand einer Vorstraße 3 zugeführt wird, zwecks |
| Auswalzens des Blockmaterials zu einem Vorband. Die Vor- |
| straße 3 kann aus-mehreren Gerüsten, beispielsweise
zwischen |
| zwei und sieben Gerüsten, verschiedenster Bauart bestehen. |
| In der Zeichnung ist zur Erläuterung ein DuogerUst
4 und ein |
| Quar-togerüst-5 dargestellt. Aus der Vorstraß-e _3 tritt
nun- |
| mehr das Vorband 6 aus, dessen Kopf 7 eine Temperatur
"a" |
| besitzt unddessen Ende 8 eine solche wb'" aufweist.
Der |
| Vorbandanfang kann beispielsweise eine Temperatur "-a" von |
| 10500 G aufweisen. Demgegenüber schwankt die Temperatur |
| des Vorbandendez 8 mit "b" = 950 bis
100-U0 C,. Diese Werte |
| sind nur Beispiele, In der Praxis können au:ch- je -na,-eh
den |
| verwendeten Werkstoffen und Banddick-en Abwelechhungen auf- |
| treten. Um nunmehr diese unterschiedlichem Temperat-mwen. mit |
| den bereits erwähnten nachteillgen Folgten ulzbt m.Iit di-u-ch |
| die Fertigstraße führen zu müssen, 1:Legt amch"&-r erfin-dungs- |
| gemäßen Einrichtung vor der FertigstraBe 9" die tyeispl".elsw,,els#e |
| aus sieben Quartogerüsten 10 besteheen kann, die el-ektrolnduk- |
| tive Heizstrecke 11. Die ele#kt.roind"u#ktly-e Helzstrecke
11 kann |
| aus einer Ober- bzw. Unterzeite 12 bz-w. 13 gebildet
sein, |
| aber auch eine einzige Bauelnheit bilden, Mre einen ent- |
| sprechenden Durchlaß rUr die vorgesehenen Bam,--,dabme.usun"ge.n |
| besitzt. Innerhalb der elek.troJ-ndlßctiven Bei-zstrei*-e
11 er- |
| fährt nunmehr das Vorband 6 eine svIche |
| daß der Bandkopf 7 bzw. das Vorhandende 8 "eine
l«Lrme- |
| behendlung erfahren, die die kUnftig in der Ferti--ssti",ße
9 |
| zu erwartenden Temperaturverlutte im vvr-auz bleeiftämichtigt, |
| bzw. >die die in der Vorztr-ai3-e eingetretenen Terdmrat#-.
ter- |
| schlede zwischen -den T-emperaturen 'a" un-d 'b." ausgleicht,
ln |
| diesem Zustand durchläuft das Vorband 16 elne Schere 14
und |
| -einen Zunderwäscher 15, um danach in. das erstie Zuaztegertlat
10 |
der Fertigstraße
9 einzutreten, dort fertiggewalzt zu werden
und nach Austritt in der Haspelstation
16 zum Bund gewickelt zu werden.
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.Die erfindungsgemäße Einrichtung ist nicht.auf das gezeigte und beschriebene
Ausführungsbeispiel beschränkt, sondern gestattet, auch zwischen den einzelnen Quartogerüsten
10 derartige induktive Heizstrecken 11 vorzusehen, wobei diese durch
ihre Aufteilung In mehrere ' Einzel-Heizstrecken nicht nur in ihrer Leistung
elektrisch schwächer betrieben sein können, sondern beispielsweise zwecks Ausgleich
der induktiven Blindleistung einzeln betreibbar sind, d. h. abwechslungsweise
eingeschaltet werden können. Eine solche Einrichtung gestattet eine weitaus einfachere
Regeleinrichtung und bedarf keiner Kombination mehrerer Verfahren, die das Steuern
der Gesamtanlage erschweren bzw. eine Steigerung der Qualität des Arbeitsergebnisses
behindern. In Betracht gezogene Druckschriften: Iron and Steel Erigineer, Oct.
1966, Seite 135
Sonderdruck aus der wSiemens Zeitschrift", Nov. 1966,
Heft 11, Seiten 795 bis 799 (Adolf Heindel)