Kaltwalzen: Präzise Dickenreduzierung & Oberflächenveredelung von Stahl

Prinzip des Kaltwalzens

Das Kaltwalzen ist ein Umformverfahren zur Dickenreduzierung und Oberflächenveredelung von Stahlband (auch Glas, NE-Metalle) bei Raumtemperatur („kalt“ = unterhalb der Rekristallisationstemperatur). Das Band durchläuft ein oder mehrere Walzgerüste (Stände), in denen zwei gegensinnig rotierende Arbeitswalzen den Querschnitt verringern. Durch die hohe Verformungsarbeit steigt die Festigkeit (Kaltverfestigung), während Duktilität abnimmt.

Zusammenspiel mit Warmwalzen

Warmwalzen (über Rekristallisationstemperatur) reduziert massiv Dicke von Brammen/Bolzen zu Warmband (1,5–6 mm). Kaltwalzen verfeinert daraus Kaltband (0,1–3 mm) mit:

• Engen Dickentoleranzen (± 1–5 µm)
• Hervorragender Oberflächenqualität (Ra 0,1–0,6 µm)
• Definierten mechanischen Eigenschaften (Zugfestigkeit, Streckgrenze, r-Wert, n-Wert)
• Gleichmäßiger Mikrostruktur (Rekristallisationsglühen nach Walzen)

Prozesskette im Kaltwalzwerk

1. Entzundern (Pickling): Salzsäure-/Schwefelsäurebad entfernt Warmwalzzunder (Fe₂O₃). Spülen, Trocknen, Ölen.
2. Kaltwalzen (Tandemstraße / Reversiergerüst): Mehrere Stände (4–6) in Reihe (Tandem) oder hin-/her (Reversier). Gesamtumformgrad 50–90 %. Schmierstoff (Walzemulsion) kühlt & schmiert.
3. Glühen (Annealing): Rekristallisationsglühen (Batch: Glockenofen / Continuous: Durchlaufofen, Schutzgas) stellt Duktilität wieder her, baut Texturen auf.
4. Feinwalzen / Skin-Pass (Temper Rolling): Geringe Umformung (0,5–3 %) für Oberflächenfinish, Flachheit, Streckgrenze (Vermeidung von Lüders-Linien).
5. Scheren & Spalten: Auf Kundenformat (Breite, Länge).
6. Oberflächenbehandlung (optional): Feuerverzinken, Bandbeschichten, Elektrolytisch verzinnen.

Prozessregelung & Qualitätsmerkmale

• Dickendicke-Regelung (AGC – Automatic Gauge Control): Messwalzen (Röntgen/Isotop/Wirbelstrom) + Walzspaltverstellung (Schrauben, Hydraulik, Biegeverstellung der Arbeitswalzen).
• Flachheitsregelung (AFC – Automatic Flatness Control): Walzenbiegezonen, Verschiebeverstellung, Temperaturprofil.
• Walzspaltmodell / Vorwärtsmodell: Berechnet Walzspalt aus Eingangsdicke, Walzkraft, Reibung, Temperatur, Werkstoffkennwerten.
• Schmierstoffmanagement: Emulsionskonzentration, Filtration, Temperatur stabilisieren Reibungskoeffizient.

Produkte & Anwendungen

Moderne Entwicklungen

• Ultra-dünnes Band (< 50 µm): Für Batteriefoils (Cu/Al), Flexible Electronics.
• Integrierte Prozessdatenerfassung (Industry 4.0): Digital Twin der Walzstraße, Predictive Maintenance an Walzenlagern, Antrieben.
• Kurzprozessketten (Compact Strip Production – CSP, Thin Strip Casting): Direkter Guss zu Dünnband, weniger Warmwalzschritte.

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