Simulationen zu Unplanheiten im Feinblech durch Wulste

Laufzeit: 2017- 2020, Partner: Salzgitter Flachstahl GmbH
Ansprechpartner: M.Sc. Hossam Shafy

Beim Warm- oder Kaltwalzen von Bändern kann es durch z.B. Walzenverschleiß oder thermischem Crown zu unzulässigen lokalen Banddickenüberhöhungen (Wulste) im Bandkantenbereich in Walzrichtung kommen. Ein Wulst kann bei der Weiterverarbeitung zu unzulässig hohen Unplanheiten im Feinblech und damit zur Reklamation führen.

Der Einfluss der Wulsthöhe auf die lokale relative Verlängerung und daraus resultierend die Planheit eines Bandes wurde beim Dressieren mit Hilfe der FEM ABAQUS CAE simuliert und beurteilt. Ziel war es, eine Relation zwischen unzulässig hohen Unplanheiten am Feinblech (nach dem Feuerverzinken und Dressieren) und dazu erforderlichen Wulsthöhen am Warmband herzustellen unter der ersten Annahme (Teil I), dass der Warmbandwulst die einzige Ursache der Unplanheiten darstellt und in der Prozesskette zur Feinblechherstellung nur proportional zur Umformung beeinflusst wird. Diese „kritischen“ Warmbandwulste sollen dann automatisch zur Sperrung des Warmbandes führen. 
Für den Walzprozess in der Dressierstraße wurden 2D- und 3D-Modelle entwickelt, die als Basis für weitere Kaltwalzmodelle dienen sollen, die den Prozess der Tandemstraße abbilden. Das Rückfederungsverhalten der Walze wie auch des Bandes wurden in die Simulation einbezogen. Zur Validierung des Modells wurden die Ergebnisse der Simulation mit realen Profilen aus der Fertigung vor und nach dem Dressieren verglichen. Die Übereinstimmung war sehr gut.
Es zeigte sich, dass das Crown-Verhältnis, der Crown-Index und die Wulsthöhe einen negativen Einfluss auf die Bandplanheit haben, wobei dieser mit zunehmender Banddicke kleiner wird. Die kritische Wulsthöhe, die zu unzulässigen Unplanheiten nach dem Dressieren führt, wurde ermittelt und in kritische Warmbandwulste umgesetzt ohne hierbei auf die Fehlermöglichkeiten innerhalb der Kaltbandstraße einzugehen. Das Ergebnis gibt somit die maximale zulässige Wulsthöhe aus dem Warmwalzprozess wieder.