Het walsen van warmband

Het walsen van warmband begint met een plak, die wordt geïnspecteerd en zo nodig van het oppervlak wordt ontdaan, hetzij met de hand, hetzij door middel van machines met oxyacetyleenbranders. De plakken worden vervolgens door gasgestookte ovens geduwd, of op hun kant gewalst, met een vuurhaard van ongeveer 13 bij 30 meter. In een duwoven glijden de plakken op watergekoelde glijders en telkens wanneer een nieuwe plak wordt geladen, valt een verwarmde plak door een afvoerklep op een roltafel. In ovens met lopende balken worden de werkstukken door verscheidene lopende balken van de vuurhaard opgetild, naar voren gebracht en weer neergezet in een reeks rechthoekige bewegingen. Deze ovens hebben het voordeel dat zij geen koude strepen en slipsporen over de plakken veroorzaken. De voorverwarmingstemperatuur, zoals bij plakken en platen, is ongeveer 1.250° C.

Een verwarmde plak gaat eerst door een schaalbreker, dat is een twee-hoge walsmolen met verticale rollen die de ovenschaal losmaakt en verwijdert met waterstralen onder hoge druk. Vervolgens gaat de plaat door vier hoge voorwalstuigen, meestal vier in tandem opgestelde walstuigen, die de plaat walsen tot een dikte van ongeveer 30 millimeter. De ruwtafels staan op een afstand van 30 tot 70 meter van elkaar, zodat de plaat zich slechts in één walsspleet tegelijk bevindt. Na het ruwen gaat de plak naar een lange (ongeveer 140 meter) roltafel vóór de afwerkingstrein om af te koelen, wanneer dat om metallurgische redenen nodig is. Wanneer de plakken de afwerkingstrein binnenkomen (met een snelheid van ongeveer 20 meter per minuut), snijdt een kropschaar de kop en de staart af, en stoomstralen onder hoge druk verwijderen de secundaire aanslag die tijdens het walsen is ontstaan. Zes of zeven vierhoge afwerkingstribunes walsen de band vervolgens tot de uiteindelijke dikte van 1,5 tot 10 millimeter.

De afwerkingstribunes staan in tandem opgesteld, op slechts vijf tot zes meter van elkaar en dicht bij elkaar, zodat de band zich tegelijkertijd in alle rollen bevindt. Voor de procesbesturing ontvangt een computer voortdurend informatie van on-line sensoren, die parameters meten als dikte, temperatuur, spanning, breedte, snelheid en vorm van de band, alsmede de druk van de wals, het koppel en de elektrische belasting. De reductie is hoog in de eerste stand (bv. 45 procent) en laag in de laatste stand (bv. 10 procent) om een goed oppervlak en een goede vlakheid van de band te garanderen. De band verlaat de laatste eindstand met een snelheid van 600 tot 1.200 meter per minuut en een temperatuur van 820 tot 950° C (1.510° tot 1.750° F). De band wordt watergekoeld op een uitlooptafel van 150 meter lang en tegen hoge snelheid opgerold bij een temperatuur van 520° tot 720° C (970° tot 1.325° F). De walserijen hebben ten minste twee walsmachines om een beschikbaarheid van 100% te garanderen.

Al het materieel in een warmbandwalserij staat opgesteld in een rechte lijn van ongeveer 600 meter van de oven tot de walsmachine, waarbij de plakken of band slechts eenmaal door elk station gaan. Het totale geïnstalleerde vermogen van alleen de zware walsmotoren kan meer dan 125.000 paardenkrachten bedragen.

De beheersing van de wals- en walstemperaturen is van essentieel belang om metallurgische redenen, omdat dit van grote invloed is op de fysische eigenschappen van zowel warmgewalst als koudgewalst bandstaal. Ook zijn er een aantal systemen in gebruik om de dimensionale controle van de band te verbeteren. Om de band door de vlakke walsen van een tandemwals te geleiden, wordt de band in het midden dikker gemaakt (ongeveer 0,1 millimeter) dan aan de randen. Deze zogenaamde kruin, en ook het volledige profiel van de band, wordt vaak gecontroleerd door het buigen van de rollen, wat gebeurt met hydraulische cilinders en extra lange lagers aan weerszijden van de verlengde rolhals. Een ander systeem, dat het slijtagepatroon en de gebruiksduur van de werkwalsen verbetert, is het verschuiven van de walsen, d.w.z. een zijdelingse verstelling van de walsen langs hun assen. Normaal wordt het walsprogramma van een warmwalserij beïnvloed door walsenslijtage. Aangezien de walsenslijtage het grootst is aan de koudere kanten van de band, is het gebruikelijk brede banden eerst te walsen en smalle banden later. Door het verschuiven van de walsen kan men zogeheten schema-vrij walsen, d.w.z. dat men band van om het even welke breedte op om het even welk ogenblik kan walsen. Het wordt ook gebruikt om het profiel van de band te controleren.

Veel sterk gemechaniseerde warmbandwalserijen hebben een capaciteit van drie miljoen tot vijf miljoen ton per jaar, en maar liefst 60 procent van het ruwe staal dat in industrielanden wordt geproduceerd, wordt in deze walserijen gewalst. Er zijn echter ook warmbandwalserijen die voor een kleinere productie zijn ontworpen. Een semi-continue warmbandwalserij bijvoorbeeld heeft slechts één omkeerwals vóór de afwerkingstrein. Een ander walssysteem gaat nog verder en gebruikt een vier-hoge omkeerwalstrein en een vier-hoge omkeerwalstrein, met warmwalskasten voor en achter de eindwals. (Heetwalsen werkt in een oven om het band warm te houden.) Daarnaast zijn er warmbandwalserijen van het planetaire type, die een kooi van ongeveer 20 kleine walsen hebben rond elk van twee steunwalsen (zie F in de figuur). De kleine walsen, die rond de grote wals draaien, verkleinen de plaat telkens een beetje wanneer zij over het wigvormige deel van het werkstuk in de walsspleet gaan. Planetaire molens kunnen een plak in één keer verkleinen van 25 tot 2,5 millimeter – zij het in een traag tempo.