DE1808822A1 - Mehradrige kontinuierliche Walzenstrasse zur Herstellung von Draht in grossen Bundgewichten - Google Patents

Mehradrige kontinuierliche Walzenstrasse zur Herstellung von Draht in grossen Bundgewichten

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DE1808822A1 DE19681808822 DE1808822A DE1808822A1 DE 1808822 A1 DE1808822 A1 DE 1808822A1 DE 19681808822 DE19681808822 DE 19681808822 DE 1808822 A DE1808822 A DE 1808822A DE 1808822 A1 DE1808822 A1 DE 1808822A1
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Description

Verwaltungsgesellschaft 667 St. Ingbert, den 12. Nov. 1968 Moeller und Neumann Ό
offene Handelsgesellschaft
"Mehradrige kontinuierliche Walzenstraße zur Herstellung von Draht in großen Bundgewichten"
Die Erfindung betrifft eine mehradrige kontinuierliche Walzenstraße zur Herstellung von Draht in großen Bundgewichten mit einem Ofen, einer Vorstaffel, einer Zwischenstaffel sowie einadrigen Fertigstaffeln.
Folgendes sind die Einflußgrößen, die die Hohe der Produktion einer Drahtstraße bestimmen:
a) Zahl der Adern,
b) Draht-Endgeschwindigkeit
c) Anstichquerschnitt
d) Knüppellänge
Die Zahl der Adern kann aus maschinentechnischen Gründen nicht beliebig erhöht werden. Mit der vieradrigen Drahtstraße dürfte im Hinblick auf die Einflußgröße zu a) ein Optimum erreicht sein.
Die Draht-Endgeschwindigkeit ist steigerbar, findet jedoch ihre Grenze bei den Schopfscheren und der Haspelanlage, so daß man auch hier sagen kann, daß die Einflußgröße "Draht-Endgeschwindigkeit" mit etwa 50 m/sec. unter Verwendung normaler Scheren und Haspeln zur Zeit ein Optimum darstellt, jedenfalls wenn hinsichtlich der Betriebssicherheit kein Risiko eingegangen werden soll.
Die Erfindung zielt auf eine Produktionserhöhung in Richtung großer Bundgewichte ab, wozu die Einflußgrößen "Anstichquerschnitt11 und
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"Knüppellänge" maßgeblich sind. Die Knüppellänge könnte an sich theoretisch beliebig groß sein, was ja auch durch das Aneinanderschweißen von Knüppeln praktiziert wird. Dieser Weg soll im Rahmen der Erfindung jedoch ausgeschlossen bleiben, da er eine · mehradrige Betriebsweise nicht ohne weiteres zuläßt. Es bliebe somit eine Erhöhung der Knüppellänge an sich übrig, die aber auf die Ofenkonstruktion einen ungünstigen Einfluß hat. Die aus wirtschaftlichen Gründen optimale Ofengröße liegt heute bei einer maximalen Knüppellänge von etwa 12 m.
Um unter Berücksichtigung der vorstehenden Gedankengänge in einer Drahtstraße das Ringgewicht zu erhöhen, bleibt lediglich die Erhöhung des Anstichquerschnittes übrig. Gerade in diesem Punkt aber ist nach geltender Auffassung ein Optimum erreicht, wenn man berücksichtigt, daß jede Erhöhung des Anstichquerschnittes erhöhte Stichzahl und nach dem Konti-Gesetz eine entsprechend verringerte Einlaufgeschwindigkeit der Knüppel in das erste Gerüst der Vorstaffel bedeutet. Hierdurch wird die Wärmebilanz der Straße ungünstig beeinflußt, weil sich die Laufzeit der Stäbe erhöht und somit die Temperaturdifferenz zwischen dem Vorderende und dem Hinterende der Stäbe größer wird. Hieraus resultiert, daß der Verformungswiderstand über die Stablänge ungleich ist und der Walzdruck sich insbesondere in den Endgerüsten beim Durchlauf der Stäbe ändert, so daß die Toleranzhaltigkeit des Endproduktes verschlechtert wird. Der klassische Anstichquerschnitt für mehradrige Drahtstraßen liegt daher heute bei 80 mm Vierkant. Um hieraus ein Ringgewicht von 1500 kp herzustellen, müßten die Knüppel 30 m lang werden, was vom Standpunkt des Ofenbauers aus undiskutabel ist. Der Anstichquerschnitt müßte etwa bei 115 mm Vierkant
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liegen, was bei einer Draht-Endgeschwindigkeit von 50 m/sec. aufgrund des Kontigesetzes eine Einlaufgeschwindigkeit vor dem ersten Gerüst der Vorstaffel von 0,075 m/sec. bedeutet. Diese geringe Einlaufgeschwindigkeit ist vom Gesichtspunkt des Wärmehaushaltes aus undiskutabel. Selbst hierbei müßte die Kntippellänge immer noch ca. 14,8 m betragen, wenn man für ein Ringgewicht von 1500 kp ein Rohgewicht des Knüppels von 1550 kp ansetzt. Auch bei dieser Knüppellänge würde der Ofen ziemlich breit und müßte mit komplizierter Hängedecke ausgerüstet werden.
Die , jü3Sischen mehradrigen Drahtstraßen arbeiten aus Gründen des Wärmehaushaltes unmittelbar aus dem Ofen, damit bei der geringen Einlaufgeschwindigkeit der Knüppel in das erste Gerüst der Vorstaffel das Ende der Knüppel möglichst lange beheizt bleibt. Dies bedeutet einen gewissen Nachteil insofern, als die Knüppel vor dem Walzprozess nicht abgespritzt werden können, um Zunder zu entfernen.
Durch die Erfindung wird ein Weg gewiesen, eine mehradrige kun..·. nuierliehe Walzenstraße zur Herstellung von Draht in großen Ringgewichten vom Anstichquerschnitt weitgehend unabhängig zu machen, was nach dem Vorhßrgesagten eigentlich unmöglich sein sollte. Die Lösung der gestellten Aufgabe besteht darin, daß statt einer mehradrigen Vorstaffel eine einadrige schneilaufende Vorstaffel vorzugsweise mit H-V-Anordnung der Gerüste eingesetzt wird, aus der die Vorprofile mit einer Auslaufgeschwindigkeit frei auslaufen, die gegenüber der vom Kontigesetz und der Draht-Endgeschwindig- . keit bestimmten Einlaufgeschwindigkeit der mehradrigen Zwischenstaffel um mindestens die Aderzahl vervielfacht größer ist, wobei eine die frei auslaufenden Vorprofile sammelnde, zwischen einer Weiche und der Zwischenstaffel angeordnete Heizvorrichtung
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vorgesehen ist, aus der die Vorprofile den jeweils frei werdenden Kalibern der Zwischenstaffel zuführbar sind.
Die einadrige Betriebsweise der Vorstaffel gemäß der Erfindung macht zunächst deshalb den Anstichquerschnitt gegenüber einer üblichen mehradrigen Vorstaffel frei wählbar, insbesondere wenn wegen der H-V-Anordnung der Gerüste nicht gedrallt zu werden braucht. Mit der Erhöhung des Anstichquerschnittes braucht man lediglich die Zahl der Gerüste in der Vorstaffel zu erhöhen. Mit der Schnellaufigkeit der einadrigen Vorstaffel, die die Kaliber der mehradrigen Zwischenstaffel laufend mit Vorprofilen zu versorgen hat, hängt es zusammen, daß wegen der relativ hohen Einlaufgeschwindigkeit der Knüppel in die Vorstaffel darauf verzichtet werden kann, aus dem Ofen heraus zu walzen. Die Knüppel können vor dem Einlauf in die Vorstaffel durch eine Hochdruck-Abspritzvorrichtung einwandfrei entzundert werden. Durch die hohe Walzgeschwindigkeit der Vorstaffel verringert sich nicht nur der Einfluß des Kühlwassers auf die Temperatur der Vorprofile, vielmehr bietet die Einadrigkeit der Vorstaffel auch den Vorteil höchster Genauigkeit der austretenden Querschnitte und erlaubt im Vergleich zur mehradrigen Vorwalzung leichtere Gerüste und Antriebsmomente, weil die erforderlichen Drehmomente kleiner sind. Die die frei auslaufenden Vorprofile sammelnde Heizvorrichtung vor der Zwischenstaffel sorgt nun dafür, daß die Enden der Vor profile bei dem nun langsamen Einlaufen der Vorprofile in die Kaliber der mehradrigen Zwischenstaffel warmgehalten oder noch aufgeheizt werden, um dem während der weiteren Zwischen- und Fertigwalzung zu erwartenden Temperaturabfall zum hinteren Stabende hin vorzubeugen.
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Insoweit entspricht die Heizvorrichtung quasi dem Ofen und die mehradrige Zwischenstaffel der Vorstaffel einer klassischen Drahtstraße, die mit dem üblichen Anstichquerschnitt von 80 mm Vierkant beliefert wird. So gesehen, besteht die Erfindung in einer dem "Ofen" vorgelagerten Einrichtung zum rationellen Verringern auch größter Ausgangsquerschnitte auf den klassischen Anstichquerschnitt von 80 mm Vierkant, wobei dieser Querschnitt unter Berücksichtigung eines anzustrebenden Ringgewichtes von 1500 kp nach dem Vorhergesagten 30 m lang sein sollte. Eine Heizrinne von dieser Länge zu bauen bereitet keine Schwierigkeiten, zumal sie kürzer sein kann als die Länge der Vorprofile und die Vorprofile nur bis auf ein die Ofenlänge überragendes Vorderende aufzunehmen braucht, weil es wesentlich darauf ankommt, das hintere Stabende der Vorprofile beim Einlauf in die Zwischenstaffel aufzuheizen.
Es ist gesagt worden, daß die Vorstaffel mit einer Auslaufgeschwindigkeit für die Vorprofile arbeiten soll, die gegenüber der vom Kontigesetz und der Draht-Endgeschwindigkeit bestimmten Einlaufgeschwindigkeit der mehradrigen Zwischenstaffel um mindestens die Aderzahl vervielfacht größer ist. Es liegt im Rahmen der Erfindung, daß die Vorstaffel noch schneller laufen kann, wenn man es vom Standpunkt des Wärmehaushaltes aus wünscht, jedoch müssen dann in der Stabfolge der Vorprofile Pausen eingelegt werden, wenn die Heizvorrichtung nur zur Aufnahme einer der Aderzahl der Zwischenstaffel entsprechenden Zahl von Vorprofilen nebeneinander eingerichtet ist, wobei die der Heizvorrichtung vorgeordnete Weiche die Vorprofile nebeneinander und in die Fluchtlinie der Kaliber der Zwiechenstaffel einsteuert.
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Zwischen der Heizvorrichtung und der Zwischeristaffel wird zweck-mäßig ein mehradriger Treibapparat vorgesehen, um die Vorprofile der Zwischenstaffel laufend zuzuführen, wobei je nach Kalibrierung der Treibapparat auch ein Drallapparat mit angetriebenen Rollen sein kann. Um die Vorprofile der Zwischenstaffel zuzuführen, würde es auch genügen, die Heizvorrichtung mit angetriebenen Rollen zu versehen.
Die einadrige sehne11aufende Vorstaffel kann bei zweiadriger Auslegung der Walzenstraße auch durch eine Schnellschmiedemaschine ersetzt sein, da solche Maschinen im Durchschnitt mit einer Auslaufgeschwindigkeit von 0,3 m/sec. arbeiten, was etwa das Zweifache der Einlaufgeschwindigkeit in die Zwischenstaffel ausmacht, einen Anstichquerschnitt von 80 mm Vierkant für die. Zwischenstaffel und eine Draht-Endgeschwindigkeit von 50 ro/sec. vorausgesetzt. Mit einer Schmiedemaschine kann man im Anstichquerschnitt noch höher gehen und in den Bereich der stranggegossenen Querschnitte kommen, die für unberuhigte Stähle beträchtlich sein, z.B. mindestens 180 mm Vierkant betragen müssen.
Xn der Zeichnung sind zwei Ausführungsbeispiele einer Drahtstraße gemäß der Erfindung schematisch dargestellt, und zwar zeigen«
Fig. 1 eine Ausfuhrungsform einer vieradrigen Drahtstraße mit einadriger Vorstaffel
und
Flg. 2 eine zweiadrige Straße mit Schnallschmiedemaschine.
übereinstimmend haben beide Ausführungeformen von Drahtetraßen einen Wärmeofen 10, von dem aus die Knüppel auf «inen Rollgang 12.gelangen, lowi· eine Hoohdruok-Abipritivorrichtung 14.
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Beim Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 schließt sich an die Hochdruck- Absprit ζ vorrichtung 14 eine 5-gerüstige einadrige Vor-, staffel 16 mit H-V-Anordnung der (Jerüste an. In einem Abstand, der dem freien Auslauf der aus der Vorstaffel 16 austretenden Vorprofile entspricht, befindet sich eine 8-gerüstige vieradrige Zwischenstaffel 18, hinter der sich die Walzgutführung gabelt und in 2-adrigen Zwischenstaffeln.20, 21 weitergewalzt wird. Anschließend teilen sich die Adern 1,2,3 und 4 zur einadrigen Fertigwalzung auf, wobei jeder einadrige Fertigstrang eine Gerüstgruppe 22 mit zwei Gerüsten, eine Schopfschere 24, eine Kühlstrecke 26 sowie einen 9-gerüstigen Dräht-Endblock 28 umfaßt. Die einadrig arbeitenden Gerüste sind grundsätzlich in H-V-Anordnung aufgestellt. Der Draht wird über waagerecht arbeitende Edenborn-Haspelköpfe 30 zum Kühlen auf Förderbänder 32 ausgefächert und anschließend in bekannter Weise zu Ringen gesammelt.
Hinter der einadrigen Vorstaffel 16 befindet sich eine Weiche 34, eine vorzugsweise gasbeheizte Heizvorrichtung 36 sowie ein vieradriger Treibapparat 38 zum Zuführen der vor der Zwischenstaffel 18 frei auslaufenden Vorprofile in die Zwischenstaffel 18. Die Heizvorrichtung 36 ist so breit bemessen, daß bei vieradriger Auslegung der Straße über die Weiche 34 bis zu vier Vorprofile nebeneinander in der Heizvorrichtung gesammelt werden können.
Für ein Ringgewicht von 1500 kp ermöglicht die Wal&enetraße nach Fig. 1 einen Anetichquerechnitt von 150 mm Vierkant für die einadrige Vorstaffel 16, bei einer günstigen Knüppellftnge von 8,5 m.
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Die 5-gerüstige Vorstaffel 16 walzt den Anstichguerschnitt auf 30 m lange Vorprofile mit einem Querschnitt von 80 mm Vierkant nieder. Dies ist der Anstichquerschnitt für die vieradrige Zwischenstaffel 18, deren Einlaufgeschwindigkeit unter Berücksichtigung einer Draht-Endgeschwindigkeit von 50 m/sec. gleich 0,157 m/sec. ist. Die Auslaufgeschwindigkeit der Vorstaffel 16 beträgt erfindungsgemäß bei einer vieradrigen Drahtstraße mindestens das Vierfache dieser Einlaufgeschwindigkeit von 0,157 m/sec. der Zwischenstaffel 18, um beim einadrigen Betrieb der Vorstaffel in der Zeiteinheit die Walzgutmenge vor die Zwischenstaffel 18 zu bringen, die deren vier Kaliber in der Zeiteinheit zu verarbeiten vermag. Die Auslaufgeschwindigkeit der Vorstaffel 16 kann aber auch höher angesetzt werden, beispielsweise mit 1,5 m/sec., was für den Wärmehaushalt der Straße günstig ist. Die Vorstaffel 16 darf dann allerdings nicht pausenlos beaufschlagt werden, sondern es darf nur dann ein Vorprofil in den Wärmeofen 36 eingeleitet werden, wenn ein Kaliber der Zwischenstaffel 18 frei ist oder im Begriff ist frei zu werden. In Fig. 1 steht die Weiche 34 beispielsweise auf der unteren Kaliberreihe 4 und leitet ein Vorprofil 4' in eine äußere Bahn der Heizvorrichtung 36. Das Kaliber 4 des ersten Qörüstes der Zwischenstaffel- 18 ist im Begriff frei zu werden,, so daß die Spitze des Vorprofils 4' bis in den Treibapparat 38 g©leit©t " werden kann, der diese Ader nunmehr mit der geringen geschwindigkeit der Zwischenstaffel 18 in das £s»I. vierte Kaliber einführt. Das Ende des Vorpsrofils 4° 1st aus der Vorstaffel 16 ausgetreten« Da beim Anstich des Vorprofils 4' im ersten Gerüst der Zwischenstaffel 18 bzw. im Treibapparat
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das Ende des 30 m langen Vorprofils., in. der Heüvorxich-fcung 36 sein soll, beträgt das Maß zwischen dem ersten Gerüst der Vor-'staffei 18 und dem hinteren Ende der Heizvorrichtung 36 mindestens 30 m. Da das Ende des Vorprofils 41 das letzte Gerüst der Vorstaffel 16 schon verlassen hat, wenn sein Anfang von dem Treibapparat 38 erfaßt wird, ist es zweckmäßig, zwischen der Weiche 34 und der Heizvorrichtung 36 noch einen weiteren Treibapparat anzuordnen. Selbstverständlich kann der Vortrieb der. Vorprofile nach ihrem Austritt aus der Vorstaffel 16 auch, durch Ro11gangsrollen innerhalb der Heizvorrichtung 36 sichergestellt werden. ^ Wie die innerhalb der Heizvorrichtung 36 gestrichelt angedeuteten Vorprofile erkennen lassen, ist das Vcrprofil der Ader 1 fastganz in die Zwischenstaffel 18 eingezogen. Es ist also die Ader 1, die als nächstes von der Vorstaffel 16 mit einem Vorprofil zu beliefern ist, wozu die Weiche 34 in die gestrichelt dargestellte Lage 34' verschwenkt wird. Die nächste frei werderi-^f"^ "' de Ader ist die Ader 2 und anschließend die Ader 3, so daß die Weiche 34 aus der Lage 34' schrittweise bis in die ausgezogene Stellung und dann wieder zurück verschwenkt wird. Der Ofen 10 f| liefert Knüppel in dem Takt, wie in der Zwischenstaffel 18
ι
Kaliber frei weiten, ·
Das Wesentliche der Drahtstraße nach Fig. 1 besteht darin, daß trotz der vieradrigen Auslegung aus einem einzigen Ofen mit tragbarer Ofenbreite hohe Ringgewichte gewalzt werden können, weil das Problem der Wärmebilanz bzw. der niedrigen Einlaufgeschwindigkeit im kontinuierlichen Walzprozess durch das Zusammenwirken einer sehneHäufenden einadrigen Vorstaffel mit einer mehradrigen Heizvorrichtung vor der Zwischenstaffel 18
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eliminiert wurde. Diese Heizvorrichtung verhindert nicht·nur . ' das Abkühlen der hinteren Stabenden bei ihrem Einlauf in die Zwischenstaffel 18,sondern sie heizt die hinteren Stabenden der Vorprofile noch auf, mit dem Ziele, daß letztlich in den Draht-Endblocks 28 die Stäbe mit einer konstanten Augenblickstemperatur im ersten Gerüst einlaufen. Dies bedeutet höchste Toleranzhaltigkeit des Fertigproduktes.
Die zweiadrige Drahtstraße nach Fig. 2 unterliegt den gleichen Prinzipien wie die vieradrige Straße nach Fig. 1 mit dem Unterschied, daß die Vorstaffel 16 durch eine Schnellschmiedemaschine 40 ersetzt ist. Als Anstichquerschnitt können Knüppel mit 180 mm Vierkant gewählt werden, was einem tragbaren Querschnitt für steanggegossene unberuhigte Stähle entspricht. Für ein Ringgewicht von 1500 kp würden die Knüppel 6 m lang sein.\ Auch hier kann man mit der Schnellschmiedemaschine 40 auf Vorprofile mit 80 mm Vierkant abschmieden, die über eine Weiche 34 wechselweise nebeneinander in eine zweiadrige Heizvorrichtung 42 eingeführt werden, an die sich in Übereinstimmung mit Fig. 1 ein Treibapparat 38 und einer 8-gerüstigen Zwischenstaffel 44 anschließen. Hinter:, einer weiteren zweiadrigen Gerüstgruppe 46 mit vier Gerüsten schließen sich zwei einadrige Fertigstränge mit je einer 2-gerüstigen Gruppe 48, einer Schopfschere 50, einer Kühlvorrichtung und je einem Draht-Endblock 54 an. An dieser Stelle sei gesagt, daß innerhalb der Gerüstanordnung von der Zwischenwalzung ab weder bei der Straße nach Fig. 1 noch bei derjenigen nach Fig. etwas Neues liegt.
Da bei dem Aueführungsbeispiel nach Fig. 2 der Anstichquerschnitt für die Zwischenstaffel 44 mit 80 mm Vierkant der gleiche ist wie beim Auaführungibeiipiel nach Fig. I, ist auch die Einlauf-
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geschwindigkeit der Zwischenstaffel' 44 bei einer Endgeschwindigkeit von 50 m/sec. mit 0,157 m/sec. die gleiche. Da eine Schnellschmiedemaschine im Mittel mit 0,3 m/sec. Auslaufgeschwindigkeit arbeitet, was nicht ganz das Doppelte der Einlaufgeschwindigkeit der Zwischenstaffel 44 ist, ist die Aderzahl einer Walzenstraße nach Fig. 2 mit Schnellschmiedemaschine auf zwei begrenzt. Mehr Adern würden eine mehrfache Anzahl von Schnellschmiedemaschinen erfordern.
- Patentansprüche -
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Claims (6)

PATENTANSPRÜCHE
1. Mehradrige kontinuierliche Walzenstraße zur Herstellung von Draht in großen Ringgewichten mit einem Ofen, einer Vorstaffel, einer Zwischenstaffel sowie einadrigen Fertigstaffel, gekennzeichne t durch eine einadrige schnellaufen de Vorstaffel (16) -«»& mit einer gegenüber der vom Kontigesetz und der Draht-Endgeschwindigkeit bestimmten Einlaufgeschwindigkeit der mehradrigen Zwischenstaffel (18) um mindestens die Aderzahl (4) vervielfacht größeren Auslaufgeschwindigkeit für die Vorprofile (41) sowie eine die frei auslaufenden Vorprofile sammelnde, zwischen einer Weiche (34) und der Zwischenstaffel (18) angeordneten Heizvorrichtung (36, 42). aus der die Vorprofile den jeweils frei werdenden Kalibern der Zwischenstaffel (18) zuführbar sind.
2. Walzenstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstaffel (16) abwechselnd Horizontal- und Vertikalgerüste hat.
3. Walzenstraße nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Heizvorrichtung (36) kürzer als die Länge der Vorprofile (41) ist und die Vorprofile bis auf ein die Ofenlänge überragendes Vorderende aufnimmt.
4. Walzenstraße nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorprofile durch einen Treibapparat (38) den Kalibern der ZwischenstSffel zuführbar sind.
5. Walzenstraße nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die von dem Ofen (10) angelieferten Knüppel eine vor der Vorstaffel (16) angeordnete Hochdruck-Abspritzvorrichtung (14) durchlaufen.
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ORIGINAL IiMSPECTED
6. Walzenstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB die Vorstaffel bei zweiadriger Walzung durch eine Schnellschmiedemaschine (40) ersetzt ist.
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