Endlos-Warmwalzwerk

ENDLOS-WARMWALZWERK — HOCHENTWICKELTE LÖSUNGEN VON DEN MARKTPIONIEREN

Das Konzept des endlosen Warmwalzens wurde eingeführt, um den wachsenden Bedarf an warmgewalztem Stahlblech mit einem gegenüber dem herkömmlichen diskontinuierlichen Walzprozess deutlich kosteneffektiveren Verfahren decken zu können.

Endloswalzen setzt voraus, dass das hintere Ende des vorausgehenden Vorbands hinter den Vorgerüsten, aber noch vor den Fertiggerüsten mit dem vorderen Ende des nachfolgenden Vorbands zusammengefügt wird. Primetals Technologies hat als erstes Unternehmen weltweit die erforderliche Ausrüstung für die entsprechenden Verfahren „Induction-Heating Joining“ (IHJ – Fügen durch Induktionserwärmung) und „Super Deformation Joining“ (SDJ – Fügen durch superplastische Verformung) entwickelt, um das Endloswalzen zu ermöglichen. Darüber hinaus kann auch das dynamische „Pair Cross“-Walzwerk mit paarweise gekreuzten Walzen installiert werden, um die durch den kontinuierlichen Walzvorgang verstärkte thermische Bombierung auszugleichen.

Fügen von Vorbändern

Das Konzept des endlosen Warmwalzens wurde eingeführt, um den Bedarf an unterschiedlichen warmgewalzten Stahlblech-Erzeugnissen mit einem gegenüber dem herkömmlichen diskontinuierlichen Walzprozess deutlich kosteneffektiveren Verfahren decken zu können. Beim Endloswalzen wird das hintere Ende des vorausgehenden Bandes nach dem Walzen im Vorgerüst bzw. in den Vorgerüsten mit dem vorderen Ende des nachfolgenden Bandes zusammengefügt. Die zusammengefügten Warmbänder werden anschließend im eigentlichen Endloswalzvorgang fertiggewalzt. Dieser Prozess weist gegenüber dem konventionellen diskontinuierlichen Walzprozess die folgenden Vorteile auf:

  • Erweiterung des Produktspektrums: Erzeugung dünnerer, breiterer und härterer Stahlbleche; stabiles Walzen von dünnen und schwer walzbaren Materialien
  • Produktivitätssteigerung: Erhebliche Reduzierung der Walzwerk-Stillstandszeiten und konstante Walzgeschwindigkeit mit verringerter Beschleunigungs- und Bremszeit
  • Verbesserung der Produktqualität: Verbesserte Genauigkeit und Homogenität der Dicke, Bombierung und Breite der Bänder
  • Energieeinsparungen: Reduzierung der Beschleunigungs- und Bremshäufigkeit der Walzstraße
  • Verbesserung des metallischen Ausbringen: Minimierung von Walzfehlern am Kopf- und Fußende der Bänder 
     

Induction-Heating Joining (IHJ)

Die Warmbandwalzstraße Nr. 3 von JFE Steel Chiba ist weltweit das erste Warmbandwalzwerk, in dem das endlose Warmwalzen umgesetzt wurde. Herzstück des Endloswalzprozesses ist die IHJ-Maschine (Induction Heating Joining) zum Fügen durch Induktionswärme, die Primetals Technologies gemeinsam mit JFE Steel entwickelte.
 

Super Deformation Joining (SDJ)

Die SDJ-Maschine (Super Deformation Joining) zum Fügen durch superplastische Verformung, die von Primetals Technologies gemeinsam mit POSCO entwickelt und im Jahr 2006 installiert wurde, ist jetzt in der Warmbandwalzstraße Nr. 2 im Werk Pohang von POSCO in Betrieb. Das Fügeverfahren durch superplastische Verformung umfasst vier Schritte: Teilentzunderung, Überlappung, Fügung und Schopfschnitt-Entsorgung.

  • Zunächst wird der zu fügende Bereich vor dem Überlappen durch Hochdruckwasserstrahlen teilenzundert.
  • Das Kopfende des nachfolgenden Bandes wird überlappend mit dem Fußende des vorausgehenden Bandes positioniert, indem die Geschwindigkeit des nachfolgendes Bandes erhöht wird.
  • Die beiden Bänder werden durch die Scherwirkung der stationären Pendel-Fügemaschine zusammengefügt.
  • Die vorderen und hinteren Schopfenden werden von der Fügestelle entfernt und entsorgt.

Der SDJ-Fügeprozess erfordert keine Erwärmung und ist sehr schnell. Außerdem ist die Ausrüstung kompakter als die für den IHJ-Prozess.
 

Schlüsseltechnologien

Die folgenden Technologien spielen eine entscheidende Rolle für ein erfolgreiches Endloswalzen:

  • Automatic Profile & Flatness Control (Dynamische APFC)
  • Schere zum Trennen des Endlos-bandes vor dem Aufwickeln
  • Dynamischer Wechsel zwischen den Haspeln beim Walzen und Wickeln mit hoher Geschwindigkeit

Primetals Technologies ist weltweit der einzige Anbieter, der ein komplettes Endloswalzsystem liefern kann, und derzeit sind fünf Warmbandwalzwerke mit unserer Endloswalztechnologie in Betrieb, die bemerkenswerte Ergebnisse erreichen. Primetals Technologies bietet seinen Kunden in diesem Zusammenhang die folgenden bewährten Technologien:

  • Dynamisches „Pair-Cross“-Walzsystem
  • Hochgeschwindigkeitsschere
  • Fortschrittlicher Unterflurhaspel mit Wechselfunktion (optional: Karusselhaspel)
     

Dynamisches „Pair Cross“-Walzsystem

Das dynamische Pair-Cross-Walzsystem besteht aus Walzgerüsten, bei denen der Winkel, in dem die Walzenachsen gekreuzt sind, während des Walzprozesses angepasst werden können. Diese Funktion ermöglicht die Regelung der Bandbombierung und der Bandform während des Walzprozesses (Dynamische APFC), um fliegende Banddickewechsel zu ermöglichen und die durch den kontinuierlichen Walzvorgang verstärkte thermische Bombierung auszugleichen. Die Verwendung und die Zahl der dynamischen Pair-Cross-Walzgerüste werden entsprechend dem Produktspektrum und anderen Anforderungen angepasst. Das dynamische Pair-Cross-Walzsystem kann auch beim normalen diskontinuierlichen Walzen zum Ausgleich der Wärmeausdehnung der Arbeitswalzen und anderer Änderungen von Walzbedingungen beim Vorband eingesetzt werden.
 

Hochgeschwindigkeitsschere

Die Hochgeschwindigkeitsschere trennt das durch das Endloswalzen erzeugte Endlosband vor dem Aufwickeln. Es handelt sich um eine Trommelschere mit einem Exzentermechanismus. Vor dem Schnitt drehen sich die Trommeln mit einem Spalt, sodass das Band durchlaufen kann. Beim Schneidvorgang wird der Spalt durch den Exzentermechanismus verkleinert, und die auf der Trommel angebrachten Messer werden in die Schneideposition gebracht. Die Drehzahl der Trommel ist mit der Bandgeschwindigkeit beim Schneidvorgang synchronisiert.
 

Hochgeschwindigkeits-Unterflurhaspel mit Funktion für den Wechsel der Einzugsrichtung

Beim Endloswalzen muss die Aufwickelvorrichtung spezielle Funktionen aufweisen. Die Einfädelung in den aktiven Haspel beginnt unmittelbar nach dem Durchlauf des vorausgehenden Bandes. Die Einfädelungsgeschwindigkeit ist höher als beim normalen diskontinuierlichen Walzen. Damit der Wickelvorgang verzögerungsfrei fortgesetzt werden kann, ist der Haspel mit einer Wechselfunktion ausgestattet, die die Einfädelungsrichtung bei hoher Geschwindigkeit wechseln kann. Die Kerntechnologie dieser Funktion ist eine Treiberrolle mit einem Offset-Einstellsystem. Ein pneumatisches Bandeinzugssystem gewährleistet eine stabile Einfädelung auf dem Überleittisch zwischen den beiden Haspeln. Zudem ist der Unterflurhaspel mit einer speziellen Konfiguration von vier Andrückrollen ausgestattet, die eine reibungslose und gute Aufwicklung unter anspruchsvollen Bedingungen ermöglicht.
 

Karusselhaspel

Primetals Technologies hat den weltweit ersten Warmwalz-Karusselhaspel entwickelt. Dieser ist eine alternative Option zum Unterflurhaspel.
 

Integrierte Anlagen und Lösungen für Endloswalzstraßen – Erfahrung, die zählt

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Referenzprojekt

Ein einzigartiger Feststoff-Fügeprozess

Kunde
Posco Pohang Works

Anlagentyp
Komplettes Endlos-Warmwalzwerk

Unsere Lösung
Sehr schnelles (weniger als 0,5 Sekunden) und zuverlässiges Fügen von Bändern ohne speziellen Erwärmungsprozess. Maschinen für diesen neuen Fügeprozess wurden in der Warmwalzstraße Nr. 2 im Werk Pohang von POSCO installiert, um ein Endlos-Warmwalzen im Produktionsmaßstab zu ermöglichen. Weitere Schlüsseltechnologien für das Endloswalzen wie Hochgeschwindigkeitsschere und fortschrittliche Unterflurhaspel mit Wechselfunktion werden in der Anlage ebenfalls eingesetzt. Dieses Projekt war eine Umrüstung des bestehenden konventionellen diskontinuierlichen Warmwalzwerks.