CH669128A5 - High yield strength precision wire rod prodn. - by stretching and calibrating, useful for reinforcing rod mfr. - Google Patents

High yield strength precision wire rod prodn. - by stretching and calibrating, useful for reinforcing rod mfr. Download PDF

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Abstract

In prodn. of a calibrated rolled prod., wire rod is deformed by stretching and then calibrating to obtain a high strength steel prod. having increased yield strength and,over its entire length, a uniform and narrow cross-section tolerance and high elongation value. Appts. for carrying out the process includes several capstan rollers for stretching the wire rod by 1-5%. Also claimed are (i) reinforcing rod, produced by the process with ribs preformed by hot rolling or formed during calibration, the basic rod cross-section and the rib periphery line after calibration, being circular; and (ii) reinforcing rod with a smooth surface and circular cross-section, produced by the process. USE/ADVANTAGE - To mfr. round steel wire rod, esp. for reinforcing rod. A prod. with narrow cross-sectional tolerance, high elasticity and yield strength and good elongation and deformability is obtd. without use of expensive alloying elements in the steel.

Description

BESCHREIBUNG DESCRIPTION

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Walzproduktes gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 10 sowie ein Bewehrungsstab, hergestellt nach dem Verfahren gemäss dem Oberbegriff eines der Patentansprüche 15 oder 16. The present invention relates to a method for producing a calibrated rolled product according to the preamble of independent patent claim 1, a device for carrying out the method according to the preamble of patent claim 10 and a reinforcing bar produced by the method according to the preamble of one of claims 15 or 16.

Die wichtigsten Eigenschaften, die gemäss dem Verlangen seitens der Verbraucher an Rundstählen erfüllt sein sollten, sind unter anderen eine möglichst hohe Streckgrenze und Elastizitätsgrenze für die jeweilige Stahlqualität bei gleichzeitigen hohen Anforderungen an die Dehnungs- und Verformungswerte sowie an die Dauerfestigkeit, Schweissbarkeit und Haftfestigkeit im Beton. In zunehmendem Masse werden die Rundstähle auf automatischen Richt-, Biegeund Schneidanlagen weiterverarbeitet. In diesen Fällen wird zusätzlich an die Masshaltigkeit und an die Oberflächenbeschaffenheit besondere Anforderungen gestellt. Um diesen Anforderungen genügen zu können, wurden bis anhin, ausgehend von glattem Walzdraht, gezogene oder kaltgewalzte Drähte hergestellt. Die profilierte Oberfläche wird dabei durch Kaltwalzen aufgebracht und genügt oft den vielseitigen Anforderungen der Verbraucher nicht.Andererseits wird bei starker Prägung des Profiles die Dehnung und Verformbarkeit so stark abgemindert, dass das Endprodukt die erforderlichen Eigenschaften nicht mehr erfüllen kann. The most important properties that should be fulfilled on the demand of round steel by consumers are, among other things, the highest possible yield strength and elastic limit for the respective steel quality with simultaneous high demands on the elongation and deformation values as well as on the fatigue strength, weldability and adhesive strength in the concrete . The round steels are increasingly processed on automatic straightening, bending and cutting systems. In these cases, special requirements are placed on the dimensional accuracy and the surface properties. In order to be able to meet these requirements, drawn or cold-rolled wires have previously been produced starting from smooth wire rod. The profiled surface is applied by cold rolling and often does not meet the diverse requirements of consumers. On the other hand, if the profile is strongly embossed, the elongation and deformability are reduced so much that the end product can no longer meet the required properties.

Wird anstelle von kaltverformtem Draht ein warmge walztes Produkt mit warmaufgewalzten Rippen eingesetzt, so wirken sich die relativ grossen Walztoleranzen bei der Weiterverarbeitung ungünstig aus. Zudem müssen zur Erreichung der hohen Festigkeitseigenschaften, insbesondere der Streckgrenze, teure Legierungsstoffe eingesetzt werden. If a hot-rolled product with hot-rolled ribs is used instead of cold-formed wire, the relatively large rolling tolerances have an unfavorable effect on further processing. In addition, expensive alloy materials have to be used to achieve the high strength properties, in particular the yield strength.

Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung einen Walzdraht, insbesondere für Bewehrungsstäbe, zu schaffen, bei dem die gestellten Forderungen erfüllt und die oben genannten Nachteile vermieden sind. It is therefore an object of the invention to provide a wire rod, in particular for reinforcing bars, in which the requirements are met and the disadvantages mentioned above are avoided.

Erfindungsgemäss wird dies durch ein Verfahren gemäss den Merkmalen im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist im Patentanspruch 10 gekennzeichnet und je ein Bewehrungsstab ist in den Patentansprüchen 15 oder 16 definiert. According to the invention, this is achieved by a method according to the features in the characterizing part of independent patent claim 1. The device for carrying out the method is characterized in claim 10 and one reinforcement bar is defined in claims 15 or 16.

Ausführungsbeispiele von Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens werden nachfolgend anhand der Zeichnung erläutert. Es zeigen: Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Fertigungsstrasse zur Durchführung des Verfahrens in einer ersten Ausführungsform, Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Fertigungsstrasse zur Durchführung des Verfahrens in einer zweiten Ausführungsform, Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Anordnung von Kali brierwalzen von der Linie III - III in Fig. 1 und 2 aus betrachtet, und Fig. 4 eine Schnittansicht eines Bewehrungsstabes. Exemplary embodiments of devices for carrying out the method are explained below with reference to the drawing. Show it: 1 shows a schematic representation of a production line for carrying out the method in a first embodiment, 2 shows a schematic representation of a production line for carrying out the method in a second embodiment, Fig. 3 is a plan view of an arrangement of Kali brierwalzen viewed from the line III - III in Figs. 1 and 2, and Fig. 4 is a sectional view of a reinforcing bar.

Zusammen mit der Beschreibung der Fertigungsstrassen nach Fig. 1 und 2 wird auch das Verfahren erläutert. The method is also explained together with the description of the production lines according to FIGS. 1 and 2.

Gemäss Fig. 1 und 2 umfasst eine Fertigungsstrasse für einen Walzdraht WD eine Vorrichtung 1 zum Recken des Walzdrahtes WD, eine Vorrichtung 2 zum Kalibrieren und einen Haspel 4 zum Aufhaspeln des gereckten und kalibrierten Walzdrahtes. 1 and 2, a production line for a wire rod WD comprises a device 1 for stretching the wire rod WD, a device 2 for calibrating and a reel 4 for reeling the stretched and calibrated wire rod.

Gemäss Fig. 1 besteht die Vorrichtung 1 zum Recken aus beispielsweise fünf Umlenkrollen 11, 12, 13, 14, 15. Vorzugsweise haben wenigstens einige dieser Umlenkrollen 11-15 unterschiedliche Durchmesser, so dass beim Durchlaufen des Walzdrahtes über die Umlenkrollen 11-15 ein Recken des Walzdrahtes erfolgt. Der Reckgrad kann dabei durch Wahl der Anzahl und der Durchmesser der Umlenkrollen gewählt werden. Damit wirkt der Reibwiderstand bei den Umlenkrollen auf den Walzdraht ein und der Walzdraht wird dadurch plastisch umgeformt. Es kann dadurch ein definierter Reckgrad zwischen 1% und 5% erreicht werden. 1, the device 1 for stretching consists, for example, of five deflection rollers 11, 12, 13, 14, 15. At least some of these deflection rollers 11-15 preferably have different diameters, so that stretching over the deflection rollers 11-15 when the wire rod passes through them of the wire rod. The degree of stretching can be selected by selecting the number and diameter of the deflection rollers. The frictional resistance in the deflection rollers thus acts on the wire rod and the wire rod is thereby plastically deformed. A defined degree of stretching between 1% and 5% can be achieved.

Die Vorrichtung 2 zum Kalibrieren besteht gemäss Fig. 3 aus drei zueinander unter gleichen Winkeln stehenden gegen einen gemeinsamen Punkt gerichteten Rollen 21, 22, 23. According to FIG. 3, the device 2 for calibration consists of three rollers 21, 22, 23, which are at the same angle to each other and directed towards a common point.

Durch die gegeneinander gerichteten Partien des Umfangs dieser Rollen 21, 22, 13 wird ein Durchgang mit genauem Durchmesser für den Walzdraht WD gebildet, so dass dieser nach Verlassen der Kalibrierzone einen genau definierten mittleren Durchmesser einer wenigstens angenähert kreisförmigen Querschnittsfläche aufweist. A passage with an exact diameter is formed for the wire rod WD by the mutually directed parts of the circumference of these rollers 21, 22, 13, so that after leaving the calibration zone it has a precisely defined mean diameter of an at least approximately circular cross-sectional area.

Eine Ziehtrommel 3 dient zum Aufbringen einer Zugkraft auf den Walzdraht für das Durchziehen desselben durch die Reck- und Kalibrierzonen. Hernach kann der Walzdraht in üblicher Weise auf einen Haspel 4 aufgehaspelt werden. A drawing drum 3 serves to apply a tensile force to the wire rod for pulling it through the stretching and calibration zones. The wire rod can then be reeled onto a reel 4 in the usual manner.

Gemäss der Ausführungsform Fig. 2 ist für die Reckzone 1 eine Ziehtrommel mit einer unteren Trommel 16 mit einem ersten Durchmesser D1 und einer oberen Trommel 17 mit einem zweiten Durchmesser D2 geschlungen. Wenn der Durchmesser D2 der oberen Trommel 17 grösser ist als der Durchmesser Dl wird der Walzdraht WD gereckt. Der Reckgrad wird mittels der Differenz D2 - Dl ermittelt und definiert. Zeichnerisch wurde die Differenz D2 - Dl grösser als in Natur dargestellt. Auch wurde der Antrieb für zwei eigen gelagerte Trommeln und die dazwischen befindliche Bremse nicht besonders herausgestellt, da diese aus der Antriebstechnik bekannt sind. Die Kalibrierzonen 2 und 2' können entweder vor oder nach der Reckzone angeordnet sein oder es kann sowohl vor als auch nach der Reckzone eine Kalibrierzone vorgesehen sein. According to the embodiment in FIG. 2, a drawing drum with a lower drum 16 with a first diameter D1 and an upper drum 17 with a second diameter D2 is looped for the stretching zone 1. If the diameter D2 of the upper drum 17 is larger than the diameter Dl, the wire rod WD is stretched. The degree of stretching is determined and defined using the difference D2-Dl. In the drawing, the difference D2 - Dl was shown larger than in nature. Also, the drive for two drums mounted in-house and the brake in between was not particularly emphasized, since these are known from drive technology. The calibration zones 2 and 2 'can either be arranged before or after the stretching zone or a calibration zone can be provided both before and after the stretching zone.

Ein mit einer Anordnung nach Fig. 1 oder 2 bearbeiteter Walzdraht besitzt hohe Elastizitäts- und Streckgrenzwerte bei guten Dehnungs- und Verformungseigenschaften. Dank einem unlegierten Ausgangsmaterial mit beispielsweise einer chemischen Zusammensetzung, die 0,22% Kohlenstoff, 0,2% Silicum und 1,0% Mangan, Rest Eisen enthält, ist ein solcher Walzdraht in der Herstellung sehr wirtschaftlich und er lässt sich gut verarbeiten. Infolge des niedrigen Kohlenstoffgehaltes lässt sich ein solcher Draht gut schweissen. A wire rod processed with an arrangement according to FIG. 1 or 2 has high elasticity and yield limit values with good elongation and deformation properties. Thanks to an unalloyed starting material with, for example, a chemical composition that contains 0.22% carbon, 0.2% silicon and 1.0% manganese, the rest iron, such a wire rod is very economical to manufacture and can be processed easily. Due to the low carbon content, such a wire can be easily welded.

Werden beim Warmwalzen des Walzdrahtes Schräg- (a, a') und Längsrippen (b, b') (Fig. 4) aufgebracht, bleiben diese beim Recken und Kalibrieren markant ausgebildet. If oblique (a, a ') and longitudinal ribs (b, b') (FIG. 4) are applied during hot rolling of the wire rod, these remain distinctly formed during stretching and calibration.

Bekanntlich sorgen solche Rippen für eine gute Haftfestigkeit mit dem Beton. As is well known, such ribs ensure good adhesion to the concrete.

Das Kalibrieren bewirkt ein Ausgleichen der unvermeidlichen Walztoleranzen, so dass die Kernfläche mit dem Durchmesser dK und die Umhüllungslinie mit dem Durchmesser dA wenigstens angenähert konzentrische Kreise bilden. Damit kann ein auf die vorgeschlagene Art gefertigter Draht mittels automatischer Richt-, Schneid- und/oder Biegeanlagen problemlos weiterverarbeitet werden, ohne dass der Draht beim Biegen aus der Biegeebene abweicht. The calibration brings about an equalization of the unavoidable rolling tolerances, so that the core surface with the diameter dK and the wrapping line with the diameter dA form at least approximately concentric circles. In this way, a wire manufactured in the proposed manner can easily be processed further by means of automatic straightening, cutting and / or bending systems, without the wire deviating from the bending plane during bending.

Mit einem Walzdraht mit der oben angegebenen Zusammensetzung wurden in einer Anordnung nach Fig. 1 Versuche angestellt. Die nachstehende Tabelle zeigt die mechanischen Eigenschaften und Unterschiede bezüglich des Durchmessers in verschiedenen Verarbeitungsstufen: Walzdraht nach dem nach dem nach dem Recken Kalibrieren Richten Streckgrenze Re N/mm2 394 520 580 550 Festigkeit Rm N/mm2 642 682 713 704 Dehnung A5 % 24,7 21,2 20,5 21,7 Durchmesser Dal 8,27 8,16 8,21 8,15 Durchmesser Da2 8,46 8,40 8,18 8,20 Metergewicht 387 381 373 374 Reckgrad % - 1,6 - Verformungsgrad % - - 3,6 3,4 max. Rippenhöhe mm 0,45 0,44 0,41 0,41 Diese Resultate bestätigen, dass mit dem erfindungsgemässen Verfahren von profiliertem Walzdraht durch Recken und nachfolgendes Kalibrieren ein Bewehrungsstahl erhältlich ist, der den gestellten Anforderungen gerecht wird und insbesondere eine hohe Streckgrenze, hohe Dehnung, gleichmässige Querschnittsmasse, gute Haftfestigkeit im Beton und gute Schweissbarkeit aufweist. Experiments were carried out with a wire rod with the composition given above in an arrangement according to FIG. 1. The table below shows the mechanical properties and differences in diameter in different processing stages: Wire rod after after after Stretching Calibration Straightening Yield strength Re N / mm2 394 520 580 550 Strength Rm N / mm2 642 682 713 704 Elongation A5% 24.7 21.2 20.5 21.7 Diameter Dal 8.27 8.16 8.21 8.15 Diameter Da2 8.46 8.40 8.18 8.20 meter weight 387 381 373 374 degree of stretching% - 1.6 - degree of deformation% - - 3.6 3.4 max. Rib height mm 0.45 0.44 0.41 0.41 These results confirm that with the method according to the invention of profiled wire rod by stretching and subsequent calibration, a reinforcing steel can be obtained which meets the requirements and in particular has a high yield strength, high elongation, uniform cross-sectional mass, good adhesive strength in the concrete and good weldability.

Anstelle des Haspels 4 in Fig. 1 und 2 könnten auch Schneidautomaten zum Ablängen von Bewehrungsstäben nachgeordnet werden, oder es könnten auch Vorrichtungen zum Biegen oder Schweissen insbesondere von Netzen vorgesehen sein. Instead of the reel 4 in FIGS. 1 and 2, cutting machines for cutting reinforcing bars to length could also be arranged, or devices for bending or welding, in particular meshes, could also be provided.

Claims (16)

PATENTANSPRÜCHEPATENT CLAIMS 1. Verfahren zur Herstellung eines kalibrierten Walzproduktes, dadurch gekennzeichnet, dass ein Walzdraht durch Recken und nachfolgendem Kalibrieren verformt wird, derart, dass ein hochfester Stahl mit hoher Streckgrenze entsteht, der über seine gesamte Länge eine gleiche und enge Querschnittstoleranz und hohe Dehnungswerte aufweist.1. A method for producing a calibrated rolled product, characterized in that a wire rod is deformed by stretching and subsequent calibration, in such a way that a high-strength steel with a high yield strength is produced which has an equal and narrow cross-sectional tolerance and high elongation values over its entire length. 2. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht eine glatte Oberfläche aufweist und diese bis nach dem Recken und Kalibrieren beibehält.2. The method according to claim 1, characterized in that the wire rod has a smooth surface and maintains this until after stretching and calibration. 3. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht warmaufgewalzte Rippen aufweist und dass diese Rippen auch noch nach dem Recken und Kalibrieren bestehen.3. The method according to claim 1, characterized in that the wire rod has hot-rolled ribs and that these ribs still exist after stretching and calibration. 4. Verfahren nach Patentanspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht eine glatte Oberfläche aufweist, und dass auf dem Draht gleichzeitig mit dem Kalibrieren Rippen geprägt werden.4. The method according to claim 1, characterized in that the wire rod has a smooth surface, and that ribs are embossed on the wire simultaneously with the calibration. 5. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrieren in mehreren Schritten erfolgt.5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the calibration is carried out in several steps. 6. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kalibrieren durch Kaltziehen erfolgt.6. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the calibration is carried out by cold drawing. 7. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht anschliessend an das Kalibrieren zu Coils aufgespult wird.7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wire rod is subsequently wound up to the calibration to coils. 8. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht nach dem Kalibrieren gerichtet und zu Stäben vorgegebener Länge zerschnitten wird.8. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the wire rod is aligned after calibration and cut into bars of a predetermined length. 9. Verfahren nach einem der Patentansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzdraht beim Recken einen definierten Reckgrad zwischen 1% und 5% erreicht.9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized in that the wire rod reaches a defined degree of stretching between 1% and 5% during stretching. 10. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Patentanspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zum Rekken mehrere Umlenkrollen vorhanden sind.10. The device for carrying out the method according to claim 9, characterized in that there are several deflecting rollers for Rekken. 11. Vorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen unterschiedliche Durchmesser aufweisen.11. The device according to claim 10, characterized in that the deflecting rollers have different diameters. 12. Vorrichtung nach Patentanspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Umlenkrollen mit gleicher Drehzahl rotierend angetrieben sind. (Fig. 2)12. The device according to claim 11, characterized in that the deflecting rollers are driven to rotate at the same speed. (Fig. 2) 13. Vorrichtung nach Patentanspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Draht über axial nebeneinander befindlichen Umlenkrollen mit unterschiedlichen Durchmessern geführt ist, und dass die Umlenkrollen starr miteinander verbunden sind.13. The device according to claim 10, characterized in that the wire is guided over axially adjacent deflecting rollers with different diameters, and that the deflecting rollers are rigidly connected to one another. 14. Bewehrungsstab hergestellt nach dem Verfahren nach einem der Patentansprüche 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittfläche des Walzdrahtes nach dem Kalibrieren am Drahtgrund und die Urnhüllungslinie über den Rippen wenigstens angenähert kreisförmig sind.14. Reinforcing bar produced by the method according to one of claims 3 or 4, characterized in that the cross-sectional area of the wire rod after calibration on the wire base and the envelope line over the ribs are at least approximately circular. 15. Bewehrungsstab hergestellt nach dem Verfahren nach Patentanspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Querschnittfläche des kalibrierten Walzdrahtes wenigstens angenähert eine Kreisfläche ist.15. Reinforcement bar produced by the method according to claim 2, characterized in that the cross-sectional area of the calibrated wire rod is at least approximately a circular area. 16. Bewehrungsstab nach Patentanspruch 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass er 0,22% Kohlenstoff, 0,2% Silicum und 1,0% Mangan enthält. 16. Reinforcement bar according to claim 14 or 15, characterized in that it contains 0.22% carbon, 0.2% silicon and 1.0% manganese.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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EP0442864A1 (en) * 1990-02-13 1991-08-21 BÖHLER Edelstahl GmbH Method and arrangement for rolling of rods and wires
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