DE1960601A1

DE1960601A1 - Universalwalzenstrasse zum Walzen von Schienen und Verfahren zur Anwendung dieser Universalwalzenstrasse

Info

Publication number: DE1960601A1
Application number: DE19691960601
Authority: DE
Inventors: Yoshiyuki Ishibashi; Kanichi Kishikawa
Original assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Current assignee: Yawata Iron and Steel Co Ltd
Priority date: 1968-12-09
Filing date: 1969-12-03
Publication date: 1970-06-18
Also published as: US3657912A; FR2025705A1; DE1960601B2; DE1960601C3; GB1292849A; CA944592A

Description

Dr Werner Haßler Lüdenscheid, den 2. Dezember 1969 - 6

PATENTANWALT * _A 59

583 LODENSCHEID Atwbeng 35-Po:tfach 1704

Änmelderin: Firma Yawata Iron & Steel Company Ltd, Ho. 1, 1-chome, Marunouchi, Chiyoda-ku Tokyo, Japan

Universalwalzenstrafie zum falzen von Schienen und Verfahren zur Anwendung dieser Universalwalz enstraße

Die Erfindung betrifft eine Universälwalζenstraße zum .falzen von Schienen, mit einem Universalwalzgerüst und einem Kantenwalzgerüst.

Nach dem Stand der Technik erfolgt das Vialzen von Schienen normalerweise nach einem Überfahrungswalzverfahren, wonach das Walzen mit oberen und unteren Horizontalwalzen von Überfahrungskalibern erfolgt. Dieses Walzverfahren macht eine hochwertige Arbeitstechnik notwendig. Die Überfahrungskaliber sind schwierir zu entwerfen und anzuwenden. Das nach diesem Verfahren erhaltene Walzgut besitzt keine genügende Formhaltigkeit infolge der geringen Anzahl von Überfahrungen. Infolge dieser gerin^erK'ftrtschaftlichkeit dieses Verfahrens ist das V/alzgut kostspielig.*^!

Zur Überwindung dieser Schwierigkeiten ist die vV'alztechnik ur.t-r Anwendung eines Universalwalzgerüstes bekannt geworden. Diese Technik unterscheidet sich grundlegend von der genannten fberfahrunrrstechnik. Jas Universalwalzgerüst enthält Horizontal-

und ?ert LkalJ/alzen, die eine Ausformung in -jedem Teil des ϊ<η] ζ- j gutes bewirken, besonders auf der Oberfläche und auf beiden ' Seitenflächen im Bereich des Schienenkopfes, auf dem die Hader |

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abrollen sollen. Man erhält dadurch Schienen' mit guter Qualität infolge einer ausreichenden Ausschmiedung. Dieses Verfahren v;ird derart verwirklicht, daß das Walzgut mehrfach durch das Universalwalzgerüst und das Kantenwalζgerüst hin- und herläuft, doch besonders bein V/alzen von Schienen, wo der Kopf und der Fuf: ziemlich unterschiedlich ausgeformt werden, ist auch dieses Verfahren aus den folgenden Gründen nicht brauchbar; v/enn das. «'al?.-prut mithilfe des Universalwalzgerüsts zu einer Schiene geformt wird, wirkt ein Ceil der Verformungskraft auf den Schienenkorsf und den Schienenfuß im Sinne einer Reckung desselben in entsprechender Richtung. Insbesondere erleiden beide eine Minderung der Abmessungen im gleichen Verhältnis, so daß die Hinderung des Kopfes noch größer als diejenige des Fußes wird. Infolgedessen ergibt sich ein großer Unterschied des jeweiligen Keckvolurnens zwischen derc Kopfteil und dem Fußteil. Im Vergleich zwischen Kopfteil und Fufiteil ändert sich das Reckvolumen von oben nach unten. Im Anschluß an das Universalwalzgerüst gelangt die »Schiene in das Kantenwalzgerüst, das mit Kantenwalzen mit uberfahrungskaliber derart ausgestattet ist, daß man im Kopfteil und im Fußteil ein gleiches Verformun^sverhältnis erhält; doch das Überfahren von 7/alzgut wie Schienen mit ziemlich unterschiedlichem Reckvolumen im Kopfteil und im Fußteil ergibt unterschiedliche Verformungsgrößen zwischen diesen Teilen, was zu Fehlern ^Tvie Verbiegungen des "A'alzguts führt. Solche Fehler machen ein hin- und hergehendes VaIζen unmöglich. Selbst wenn ein solches 7/alzen ausführbar ist, bilden die Kanten, im K>,-f,fte\3: und Fußteil des "Yalzgutes spitze Winkel, wodurch ein ins Ge?.ic- t fallender Nachteil dieses Verfahrens bedingt ist. .-.us dienen j Gründen wird die "./eiterentwicklung eines wirksamen uni v;irt- ; r.chaftlichen Univernalv/alsverfahrens als schwierig acgese"· er_. j .«ufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung einer Univern.il- '

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■.valEenstraHe zum .Valzen von Schienen, 7/omit eine oinwandfreio ^! J-Uπforinung und Durchschmiedung des Kopfteil s und 3^ruf:teil.^cj :;η:; ι insbesondere eine Formung der Kanten des '..ulz^utes .".ör"L;'C" ist. |

iiiese

■■vird nach der Erfindung dadurch relöst, da:^; d-ic 009825/U52

"O 4..

I\antenwalzgerüst Kantenwalzen verschiedenen Kalibers mit jeweils. unterschiedlichen Radien entsprechend den Lernten des ochienenfußes und Schienenkopfes in einem früheren oder späteren 3earbeitungszustand aufweist und daß die Kanteriwalsen im

austauschbar sind.

;.';cn der Erfindung werden die Kanten des Kopfteil s und des I⁷U' '■••ijj? zunächst mit einem überfahrungfikaliber ni t 'kleinerem Kan tenr.-'dius und sodann mit einem Überfahrungs^aliber -n.it grörier Kantenradius gewalzt. Dadurch vermeidet man spitze «inkel im Kantenbereich und erhält gerundete Kanten. Der Kopfteil und Fuirteil ist gleichmäßig durchgeschmiedet, i.ian erholt rewalzte Schienen mit genauer 'Größen- und Formhalt igice it.

Im einzelnen geht die Erfindung von einem '..'alzen von Schienen unter Anwendung einer Walzenstraße mit einem Universalwalzgerüst, einem Kantenwalzgerüst und einem F6rtigwalzfer"i?t aus. Dabei sitzt <?as Kantenwalzgerüst unmittelbar vor und/oder hirter dem Universalwalzgerüst. Das KantenwalFger^st besitzt zwei verschiedene Kantenwalzenlcaliber mit unterschiedlichen Kantenradien, wobei die jeweiligen Kantenradien für den Fu¹":- teil und den Kopfteil des «alzgutes der jeweils z-.veiten Kantcnwalze cröHer als diejenigen der jeweils ersten Kanter.walze sind. Bein V.nlzen werden die Kantenwalzen in Verbindung mit dem Universal gerüst jeweils nacheinander eingesetzt.

Die Erfindung wird in der folgenden Beschreibung anhnnd bevorzugter Ausführungsformen unter Bezugnahme auf die anlierenden Zeichnunren erläutert, in denen darstellen:

Fir· 1 eine schematische Darstellung einer herkömmlichen Universalwalzenstraße zun .Valzen von Schienen,

Fif> 2 die V.p.lsbehandlung des \i al s gut es in den universalv;als£>er^T"»st, den Kantenwalsperüst und den: Fertiv:alzgerüct nach Fig. 1,

F.i i·-. ? aufeinanderfolgende '.Valzspalteinstellungen .ies Univer-

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sal'vvalsrerüstes nach Fig. 2
Pig. A aufeinanderfolgende Einstellungen des ^antenwalzge-

rüsts nach Pig. 2,
Pig. 5 scheiaatische Darstellungen einei· Universalwal ζ ens tr as

se nach der Erfindung und
FifT. 6 aufeinanderfolgende Einstellungen für das Walzprofil bei Anwendung der Erfindung.

Fig. 1 und 2 zeigen eine herkömmliche Universalwalzenstraße zum. Walzen von Schienen, worin ein rohgewalzter Knüppel mit einem ί S3/7iHTietrischen Querschnitt, der durch ein Blockwalzgerüst V^ und ein Vorwalzgerüst Vp gegangen ist, mehrfach hin- und herrehend der Einwirkung des Universalwalzgerüstes u und des Kän- _: ^enwalzrerüsts E ausgesetzt wird. Das Universalwalzgerüst u hat·. Horizontalwalzen 6 und 7 zum Walzen des Steges des Walzgutes von oben und unten sowie Vertikalwalzen 4 und 5 zwm li/aleen des "' Ko-nfteiis 1 und des Fußteile 2 des Walzgutes von beiden Seiten.., Das ivantenwalzgerüst E besitzt obere und untere' Horizontalwal-: ■ zen 8 und 9 mit einem Überfahrungskaliber zur Formung der Kanten ies Vialzgutes, das durch das Universalwalzgerüst u gelaufen ist. ,,'Hch Durchlauf durch das Kantenwalzgerüst E gelangt das Walzgut zu einem Pert igwal ζ gerüst F. In 5¹Xg. 1 gibt die Linie mit einem ! Tfeil den Durchlauf des Walzgutes an. Jeweils ein Motor 10 gehört zu einem jeden Walzgerüst. -

Jas V/alzen des V/alzgutes während der hin- und hergehenden Einwirkung des Universalwalzgerüsts u und des Kantenwalzgerüsts E nach dein Durchgang durch das Vorwalzgerüst Vp wird in folgenden erläutert: nach dem Durchgang durch das Vorwalzgerüst V₂ gelangt das walzgut in das Uniyersalwalzgerüst u. Dabei sind für die erste überfahrung die Stellung der Vertikalwalzen M- und 5 sowie der oberen und unteren Horizontalwalzen 6 und 7 durch die linien 4-1, 5-1 j" 6-1 und 7-1 angegeben, wodurch jeweils der Kopfteil 1, der Fuf-teil 2 und der Steg 3 verformt wird. Dann gelangt das Walzgut in das Kantenwalz ge rust E nach Pig. 4·. Die ' ötellunren der Horizontalwalzen S und 9 sind dort jeweils für ·

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den ersten Durchgang durch die Linie 8-1 und 9-1 angegeben. Das Walzgut bewegt sich dann mehrfach hin und her zwischen dem Uhiversalwalzgerüst u und dem Kantenwalzgerüst E, Jeweils für die dritte Überfahrung befinden sich die Walzen-, des Universalwalzgerüstes u in den Stellungen 4-3, 5-3, 6-3 und 7-3 sowie die Horizontalwalzen 8 und 9 des Kantenwalzgerüstes E in den Stellungen 8-3 und 9-3. In den Figuren ist die .-lialzverformunp; für drei Oberfahrungen dargestellt. In der Praxis kann man zuweilen fünf oder mehr bis sieben Überfahrungen anwenden.

In diesem Fall sind die oberen und unteren Horizontalwalzen sowie die Vertikalwalzen des Universalwalzgerüsts u entsprechend der gewünschten Q,uerschnittsform kalibriert, so daß an den Kanten des Kopfteils 1 und des Fußteils 2 kein spitzer Winkel entsteht; jedoch die Horizontalwalzen 8 und 9 des ^antenwalzgerüsts E haben ein überfahrungskaliber, so daß sie nur nach oben und unten zugestellt werden können; infolgedessen legen sich manche Teile des Kopfteilsiund des Fußteils 2 nicht mehr an das Überfahrungskaliber an, wenn der Walzvorgang fort- j schreitet. Denn nach der fünften Überfahrung des Kopfteils 1 !

der betreffenden Schiene ergibt sich der Unterschied^H für die Einschnürung gegenüber der ersten Überfahrung, so da^ der Kopfteil 1 der Schiene zumindest im Bereich der Kante A von der. j Überfahrungskaliber abhebt und von einem Eingriff der Hori- j zontalwalzen freikommt.

Kach der Fertigbearbeitung soll die Kante A den vorgeschriebenen Radius K. haben, doch weil diese &-ante frei von einem Eingriff mit den 'Jberfahrungskalibern ist, verlauft die Kante inform eines spitzen Winkels. Infolge einer ungenügenden aus- ! scnmiedung ergeben sich Restspannungen. Der Kopfteil 1 der > Schiene ist einer konzentrierten Belastung durch die Kader ann- j gesetzt, so daß er in aunreichendem KaEe in der Y.'alzenstrai.e j angeschmiedet sein soll, bevor er diese konzentrierte Be- i lan t, imp; Huf nimmt. Der Kopfteil soll eine rrofilierung reiben, ' da'; er tiuch starken Befcriebsbelastunfen standhält. Su dleeeir ι

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* Jt

Zweck ist die Möglichkeit einer Tandemwalzenstraße mit einer ^vielzahl von Universalwalzgerüsten und Kantenwalzrerüsten bekannt gevrorden, die abwechselnd angeordnet sind. Eine solche Y.alzenstraße ist jedoch zu aufwendig, als daß sie wirtschaftlich ausgenutzt werden könnte.

^-uch an der Kante B des Fußteils 2 tritt die gleiche Sch'ffierirkeit auf. Selbst wenn das überfahrungskaliber so ausgelegt ist, daß man den vorgeschriebenen Krümmungsradius an der Ecke 3 erhält, tritt im Zuge des '.Yalzens, bspw. bei der dritten Überfahrung die Differenzial auf,· so daß sich die Kante von dem i'berfahrun "sprofil abhebt und freikommt. j3iese Kante 3 des Fußteils 2 der Schiene soll einen solchen Krümmungsradius haben, daß sie durch Gchienenschwellen oder Rostansammlunp- nicht beschädigt werden kann. Aenn einmal in dieser 3earbeitungsstufe ein unerwünschtes Profil gebildet ist, kann dasselbe in dem Fertirwalzgerüst F nicht mehr korrigiert werden.

Zur Behebung dieser Schwierigkeiten bein, falzen vor: Schienen durch hin- und hergehende Überfahrung in dem UniveraalwaIzr:erüc.t und im Kantenwalzgerüst in der ITr.he desselben scVJIrt die Erfindung zusätzlich zu dem genannten Kantenüberfahrunp-skaliber ein weiteres tjherfahrungskaliber innerhalb des i-anten- ?;a Iz gerüst s E vor, das während des './al zvor gangs in iiichtunr rl es J V.'alzspp.ltes verschiebbar ist, damit man in einer s-cäteren Stufe der «iS.izbehandl.ung die vorgeschriebenen liadien der .leweil iron Kanten des Kopfteils und des Fußteile der Schiene mittels 'iiesen -.vetteren Xanfcenüberfahrungskalibers erhalten kann.

Erfindung verwendet ebenfalls ein Blockv^lzgerüst, ein Uni-

alwalzrerüst, ein Kantenwalzgerüst und ein Fertigwalzrerüsfc.; Jjas -./alzverfahren in dieser V/alzenstrai.e erfolgt so, daß das: ' ^aritenwalzgerüst unmitbelbar vor und/oder iiinter dem Universal- ; j walzgerüst mit einem v/eiteren überfahrungskaliber ausgestattet j j ist, das :lie vorgeschriebenen Krümmungsradien für aie λ ante i

j des i-'.oTifteils *-nd des Fußteils der Schiene aufweist.. Dieses

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ORtGtNAt

weitere Kantenüberfahrungskaliber ist senkrecht zur '.Valzricht'onf* verschiebbar. Die Erfindung wird im folgenden anhand von Linzelbeispielen erläutert: Fig. S zeigt ,jeweils das Blockwalz- ~er^;ist Vjj, das Vorwalzgerüst V~ ^un^ ^-as Universalwalzgerüst u ; Innerhalb des Kantenwalzgerüsts sind jeweils zwei Krortenwalzen ^₁ und E2 vorhanden, deren überfahrunrskaliber unterschiedlich"-.ist; es schließt sich dann ein Fertigwalzgerüst F ?.n. Innerh-.'b der V/nlaenstrafi-e nach Fig. 5-«· wird ein Stahlknüppel durch i.'iü nlockwalzgerüst V^ durchgeschmiedet und ^A.n den Vorwalzgerüat Vp roh geformt. Dann erfolgen in Kantenwalze 2,. und le;n Universalwalzgerüst u hin- und hergehend n.ehrere , oerfahrun fen. i'ür die letzten Oberfabrunden des V/alavorgangs verwendet r.au das UniverfVij-v^rlr.^f.ri^t u und die ,ie-voils anderen Kan

wo die iianten-v-ilze U_x. und die Ilantemvilse

E^. indem die Kantenwalzen 3. und L.-. durch Yernchiebunr i»i Ifeilrichtung innerhalb der ..alrotrecke rerrenseiti"· ersetzt werden. Fig. 5¹B zeigt eine ..".lzenstra^r.e, ;vo die K;.ntenv;?>.lze l·.^ und die andere Kantenwalze E₀ ,jev/eiDs ein unterschiedliches Lberf'»hrun;"r.kaliber hoben und ir: Anschluß ^n das TTni^^rngl-

• ν.·.-Izfrerimt u angeordnet sind, Fig. ^C zeigt; eine .-alsenFtr^^e,

p sn*.vie die Kar.ten-

\ -]eveils verschiedenes cberf.--hrunrn·:?!] ibor haben und vor sowie hinter dem UnlrersalwalzrerÜKt u :;ngeordne⁴:. sind.

Der ..alzvorr-mg unter Verwendung der V.alzenstr-tf.en n';ch Fig. ^:i oder 5C ist der gleiche wie bei der .'t-ilzenctr-ilie nach Fir. ^c/l. .Venn man jedoch die V.alzenstraße nach Fig. 50 benutzt, erribt sich der Vorteil, daft bei Anwendung eines Xrilibers der Kanter.-walzen jeweils eine entsprechende Kar.tenv/slze pIs Führung dient Bei ---.bnutzunr- einer Kantenwalze nach einer lr-nren Gebr-auchsrorioie k;mn dieselbe ausgebaut v/erden, wobei trotzdem die /ev.-eils andere Kar.tenwalse für den V.alzvorgar-g bereitsteht, zo ά\-.'~ derselbe ununterbrochen und zufriedenste: lend ausgeführt "/eraen kann. Fig. 6 zeigt in vergrößertem I-'ai.stsb eir. .ilza'.-\- rr;-\-^~ Tür die Anwendung der Erfindung. Nach der Jnrf;telluni^r der Firur ist aas³ «rilzgut im Verlaufe von zwei ""berfahrur.ren inr.^r-

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halb des Univers alwalzgerüsts u und des Kantenwal zgerüsts E_x. auf einen gewünschten Querschnitt herabgewalzt worden. Diese Walzbehandlung ist die.gleiche'wie-nach' dem Stand der Technik. Die Kante A des Kopfteils 1 und die Kante B des Kopfteils 2 des Walzguts bilden jeweils bis zu einem gewissen Grade einen . _f scharfkantigen Winkel. In der folgenden Walzstufe 'wird die Kail· tenwalze E^ aus der Walzstrecke herausgeschoben; statt dessen wird die jeweils andere Kantenwalze Ep in die Walzstrecke ein—.! geschoben, indem das Kantenwal ζ ge rust E selbst verfahreil wird ,V'^ oder in anderer Weise. · / . ■

Zum Vergleich mit dem Überfahrungskaliber der Kantenwalze Α*ν hat die Kantenwalze E₀ eine ' geringere Hohe des dem Kopfteil'' der Schiene" entsprechenden Abschnitts und auch eine geringere Dicke des dem Fußteil 2 entsprechenden Abschnitts. , Auch die-.. . < andere Kantenwalze E₀ hat ein Überfahrungskaliber mit einem * Radius R^. für die Kante A des Kopf teils 1 und einem Radius. für die *-ante B des Fußteils 2. Das Walzgut für' eine Schiene wird dann einmal oder zweimal innerhalb des UniversalwalzgerüstjH u und der anderen Kantenwalze E₀ überfahren. Durch diese Über-;| fahrungen erhalten die Kante des Kopf teils und des Fußteile^- äerl Schiene eine gewünschte Profilierung mit den vorgeschriebenen " I-iadien R^ und R₀," Die gewalzte Schiene gelängt dann in das Fertigwalzgerüst F, wo eine Endformung erfolgt. Dg'r Radius der Kante A des Kopf teils muß größer als der Radius der Kant en-**' ie ersten Überfahrungen sein. Damit ,erhalt^fttani^! _);,_£,

walze E_x, für die ersten Überfahrunpen sein. Damit .

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inabesondere eine -ausschmiedung der Schienenkanten, die aürch mechanische Stöße der stärksten Abnutzung- unterliegen.

Durch anwendung der 7,'alzenstraße und· des V/alzverfahrenfe-nach der Erfindung kann man Schienen mit hoher Formhaltigkeit innerhalb, eines einzigen Universalwälzgerüsts und eines Kantenwralzgerüsts erhalten, wodurch die Kosten klein bleiben. Die'Güte der'Ke- . walzten Schienen ist ebenso gut oder noch besser als die Güte" von Schienen, die in bekannten, aufwendigen Anlagen hergestellt sind, bspw. einer Tandemwalzenctraße. *

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Ml,

OBtGiNAL.

Claims

Patentansprüche

1J Universalwalzenstraße zum Walzen von Schienen, mit einem Universalwalzgerüst und einem Kantenwalzgerüst, dadurch frekennzeichnet, daß das Rantenwalzgerüst (E) Kantemvalzen (&, 9) verschiedenen Kalibers mit jeweils unterschiedlichen Radien entsprechend den Kanten des Schienenfußes und ßchienenkopfes in einem früheren oder späteren Bearbeitungszustand aufweist und daß die Kantenwalzen (8, 9) im V/alzspaltbereich austauschbar sind.

2. Verfahren zum Walzen von Schienen mittels einer Universal- -,v'ilsenstraße nach Anspruch 1, wo ein Schienenrohling durch hin- und hergehendes überfahren in dem Universalwalζgerüst und den x^antenwalzen bearbeitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Kantenwalzen bei den späteren Überfahrungen durch r.antenv/alzen mit unterschiedlichem Kaliber von gröf.eren Kantenradien I 5 a Fui;teil und Kopfteil im V/alzspaltbereich ersetzt v/erden und j daß schließlich das 'walzgut durch ein Fertigwalzgerüst löuft.

5. Universalwalzenstraße nach Anspruch Λ, dadurch geliennzeicl·- | net, daß ein Kantenwalzgerüst vor und/oder hinter dem Universe 1-4 walzgerüst angeordnet ist, (Fig. 5)· j

4. Universalv/alzenstraße nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kantenwalzgerüst mit den beiden Kanten- [

j walzen verschiedenen Kalibers senkrecht zur Durchlaufrichtung J des *.. filzgut es verschiebbar ist.

s
■'. iniversalwalzenstraf.'.e nach Anspruch 1, 5 oder 4-, dadurch ge-!

j lc π r ηζ «lehnet, daß die beiden Kaliber der Karr:-anwalzen in einer.

j ..·.1:',* m-orper eingearbeitet sind.

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6, Universalwalzenstraße nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß im Vergleich zum Kaliber der Kantenwalze für die ersten Überfahrungen das Kaliber der Kaiitenwalze für die späteren überfahrunp-en in der Höhe des Korfteils und in der Dicke des FuHteils kleiner ist sov/ie Hadien der £op£- und
Fufrkanten entsprechend der fertigen Schiene aufweint.

8 ° ^r- f ι

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