Technische Universiteit Delft
Faculteit Werktuigbouwkunde, Maritieme Techniek en Technische Materiaalwetenschappen Transporttechnologie
V.A. Ritman Het spoorgedrag van staalband over geprofileerde rollen
Doctoraalopdracht, Rapport 94.3.TT.4312, Sectie Transporttechniek en Logistieke Techniek.
Een van de belangrijkste walsprodukten van Hoogovens Umuiden is koudgewalst staal. Koudgewalst staal wordt gefabriceerd in platen, die onder andere worden gebruikt als basismateriaal in de verpakkings- en automobielindustrie. Om aan verschillende kwaliteitseisen te kunnen voldoen beschikt Hoogovens over gloeien bekledingslijnen waarmee de materiaaleigenschappen van het staal verbeterd worden.
Het staal wordt als een eindloos lint door deze installaties geleid, en daarbij ondersteund en aangedreven door rollen. Op zijn weg door de installatie kan de band spoorproblemen vertonen: de band maakt zijdelingse bewegingen die zo groot kunnen worden dat de band de installatie uitloopt.
Voor het corrigeren van deze scheefloop wordt gebruik gemaakt van stuurrollen (actieve elementen) en geprofileerde rollen (passieve elementen), die echter niet altijd het gewenste resultaat leveren.
Om (in de toekomst) een optimale bandloop door de installatie te kunnen waarborgen, wordt sinds 1987, door het Corporate Research Laboratorium van Hoogovens Umuiden, het spoorgedrag van staalband onderzocht. Om een optimale regeling te ontwikkelen is het noodzakelijk het spooreffect van geprofileerde rollen en stuurrollen modelmatig te beschrijven. Dit rapport beschrijft de modellering van het spoorgedrag van staalband over gebolleerde en getaperde rollen.
Het ontwikkelde model is gebaseerd op het feit dat bij een zijdelingse verplaatsing van de band, een asymmetrische trekspanningsverdeling in de band ontstaat. Deze trekspannings-verdeling is afhankelijk van de systeemgeometrie, en dus mede bepaald door de rolvorm. Spanningsegalisatie is er de oorzaak van dat een deel van de verlenging, die de plaat door het rolprofiel wordt opgelegd, reeds voor het contact tussen band en rol ontstaat. Dit leidt tot een aanloophoek tussen band en rol, waardoor de band zich afwikkelt en terugkeert naar de centrische positie.
Het blijkt dat tussen de aanloophoek en de zijdelingse verplaatsing van de band een lineair verband bestaat, waaruit de centreersnelheid en een exponentieel spoorgedrag zijn af te leiden. Dit exponentiele spoorgedrag wordt gekarakteriseerd door de spoorfactor p, waarbij een hoge (absolute) p-waarde duidt op goed spoorgedrag.
De spoorfactor wordt in het model beïnvloed door: de rolgeometrie,
de materiaaleigenschappen en -geometrie (elasticiteitsmodulus, bandbreedte), en de procesvoering (voorspanning in de band).
Rapporten studenten Transporttechniek en Logistieke Techniek
