DE2537825A1

DE2537825A1 - Kontinuierliches dreiwalzen-walzwerk

Info

Publication number: DE2537825A1
Application number: DE19752537825
Authority: DE
Inventors: Giulio Properzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-09-20
Filing date: 1975-08-26
Publication date: 1976-04-08
Also published as: JPS5156756A; FR2285193A1; IT1022160B; US4044586A; FR2285193B1

Description

Giulio PROPERZI - Via Pietro Cossa, 1 - Mailand

Italiene

KONTINUIERLICHES DREIWALZEN-WALZWERiC

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein kontinuier-

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liebes Dreiwalzen-Walzwerk, insbesondere fur die ersten Walzdurchgänge eines Metallstranges, der von. einer vorgeschalteten kontinuierlichen Giessrnaschine mit Giessrad und Band erzeugt wird.

Der Metallstrang bzw. Barren, der aus einer solchen Giess-·· maschine austritt, hat hinsichtlich seines Querschnittes eine Geometrie und Form, die im wesentlichen von zwei Faktoren bestimmt wird. Erstens hat der Barren zwangsläufig eine flache Oberfläche, da sich diese durch die Berührung mit dem Metallband bildet, welches bei solcher. Giessmaschin&n über einen gewissen Kreisbogen die Giessrille des Giessrades abdeckt, und zweitens hat der Barren zwei Seitenflächen,

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die sich durch die Berührung mit den Seitenwänden der Giessrillen bilden und welche zwangsläufig einen Entformungswinkel mit der Senkrechten zur flachen Oberfläche bilden müssen, um den Austritt des Barrens aus dem Giessrad zu gestatten.

Der normalerweise 8° betragende Entforniungswinkel kann nicht merklich verändert werden, sodass die einzige Freiheit, die dem Planer verbleibt, der in einem gewissen Aus.mass den Querschnitt des Barrens zur Anpassung an die Walzerfordernisse modifizieren will, das Verhältnis zwischen Hohe und Breite des Querschnittes und die mehr oder weniger abgerundete Form der der flachen Seite gegenüberliegenden Seite sind, welch letztere den Verlauf des Bodens der Giessrille wiedergibt.

Zum Walzen dieser Barren wurden in Anbetracht der besonderen Form ihres Querschnittes bereits verschiedene Losungen hinsichtlich der ersten Walzdurchgänge vorgeschlagen. Die bekanntesten und am meisten befolgten Losungen sind die, bei denen drei Walzen vorgesehen sind, die zueinander in einem Winkel von 1 20° angeordnet sind und einen Kaliber von der Form eines Sechseckes oder eines Dreieckes mit flachen Seiten oder einen Kaliber, der durch Kombination der beiden vorhergehenden erhalten wurde, aufweisen.

Im ersten Falle besitzen die Walzen eine Kille mit einem Querschnitt mit geradlinigen Abschnitten, die zueinander

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einen Winkel von etwa 1 20° bilden und gegen die Mitte hin zusammenlaufen, ve sie miteinander verbunden sind und den Boden der Rille bilden. Die beiden Abschnitte definieren im' wesentlichen zwei Seiten des sechseckigen Kalibers, wobei die anderen Seiten durch die Profile der Rillen der beiden anderen Walzen gebildet werden. Im zweiten Falle weisen die Walzen überhaupt keine Walzrille auf und haben eine vollkommen zylindrische geometrische Form, wobei die Seitenflächen selbst der Walzen die Walzfläche bilden. Im dritten Falle werden praktisch zwei Walzen der ersterwähnten Art und eine Walze der zweiten Art verwendet.

Alle diese Losungen verursachen, wenn auch in unterschiedlichem Ausmass, im eben geschmolzenen Barren Materialverschiebungen gegen den freien Raum zwisehen einer Walze und der anderen, welche bei einigen Metallen, wie beispielsweise bei Kupfer, zur Bildung von Rissen im Bereich der Stauzone zwischen, den Walzen führen. Bei diesen Losungen ist es weiters auch nicht möglich, die kleinen zentralen öffnungen wegzuschaffen, welche sich beim Giessen einiger Legierungen, wie z.B. von Aluminiumlegierungen, beispielsweise einer Aliuniniizm-Kagnesium-Legierung, bilden bzw. bilden können.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher die Schaffung eines Walzaggregate.s, welches sich insbesondere für die ersten Walzdurchgänge eignet und die vorerwähnten Nachteile

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vermeidet, d.h. insbesondere keine Bildung von Rissen verursacht und auch in der Lage ist, die Integrität des Barrens wiederherzustellen', der ein Loch in der Mittelzone besitzt.

Diese Aufgabe wird mit einem kontinuierlichen Dreiwalzen-Walzwerk der eingangs erwähnten Art erreicht, welches durch wenigstens ein erstes Walzgerüst mit drei Walzen, welche jeweils Walzrillen mit gleicher Geometrie aufweisen, wobei die Rillen derart ausgebildet sind, dass sie den Barren über einen vorwiegenden Teil seines Querschnittes umfassen und auf dem Barren längs des ganzen mit den Rillen in Berührung stehenden Abschnittes Kräfte erzeugen, die an jeder Stelle eine im wesentlichen g-egen die Barrenmitte gerichtete Resultierende besitzen» gekennzeichnet ist.

Gemäss einer bevorzugten Ausfuhrungsform der Erfindung zum Walzen eines Barrens mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt sind die Rillen kreisbogenförmig ausgebildet, um einen kreisrunden Kaliber mit konstantem Radius zu bilden, und zwar derart, dass die nicht von den Walzen berührte. Oberfläche nach dem Durchgang nicht grosser als annähernd 15% der von den Walzen berührten Fläche ist.

Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weisen die drei Walzen jeweils eine Walzrille auf, die einen gekrümmten Mittelabschnitt und zwei gekrümmte

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benachbarte A.^chni^te besitzt, wobei der Radius eas Mittelabschnittes grosser ist als der der benachbarten Abschnitte.

Ein Walzaggregat mit den erfindungsgemäss ausgebildeten Walzen ermöglicht die Beseitigung von Rissen im Bereich der Räume zwischen einer Walze und der anderen, da die zum Profil der Rille tangential gerichteten Kräfte, welche fur die Materialwanderung gegen den Raum zwischen den Walzen hin verantwortlich sind, durch die kontinuierliche Ii-ümmung des Profils der Rille annulliert oder zumindest stark herabgesetzt werden, wogegen an jeder Stelle die im wesentlichen senkrecht zum Profil wirkenden Kräfte verstärkt werden, sodass an jeder Stelle eine Resultierende entsteht, die praktisch gegen die Walzachse gerichtet ist. Insbesondere in dem Falle, in welchem die Rille einen Mittelabschnitt mit. grosser em iiadius besitzt als die peripheren benachbarten Abschnitte, wird durch die grossere Krümmung dieser Abschnitte, d.h. durch den kleinere Radius derselben, eine vorteilhafte Wirkung zur Behinderung der Material verschiebung gerade an den Stellen hervorgerufen, an denen sich ein solche, gewöhnlich am leichtesten verwirklicht, wodurch Rissbildungen vermieden werden. Die Resultierende, die an jeder Stelle des Profils praktisch gegen die Mitte des Barrens gerichtet ist, begünstigt eine Kompression des Barrens an allen Seiten und eine Verdichtung des Materials gegen die Walzachse hin, sodass allenfalls dort zugegene Locher weggeschaffen werden.

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Gemäss einer weiteren bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist es möglich, ein kontinuierliches Walzwerk mit mehreren Walzgerüsten zu erstellen, bei dem einige Walzgeruste erfindungsgemäss ausgebildet sind und zwischen diesen Walzgerusten andere mit einem Kaliber beispielsweise von der Form eines kreisförmig oder elliptisch krummlinigen Dreieckes angeordnet sind. Die abwechselnde Anordnung solcher Walzgerüste kann mit Vorteil soweit geführt v/erden, bis in den dem Walzvorgang unterworfenen Metall die dentritische Struktur des gegossenen Metalles vollkommen zerstört oder der zentrale Hohlraum vollkommen verschwunden ist.

Weitere Einzelheiten der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Hinweis auf die beiliegende Zeichnung zu entnehmen. In dieser zeigen ·

Fig. 1_r 2 und 3 einige typische Querschnittsformen von Barren, welche mit kontinuierlichen Giessmaschinen mit Giessrad und Band erhalten werden und zum Walzen bestimmt sind;

Fig. 4, 5 und 6 die derzeit am meisten verwendeten Kaliber für .das Walzen von Barren, welche von einem Giess-rad kommen; und

Fig. 7 und 8 zwei Kaliber gemäss der vorliegenden Erfindung,

Der aus der Giessmaschine mit Giessrad und Band austretende Metallstrang bzw. Endlosbarren 1 weist gewöhnlich eine

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durch die Berührung mit dem die Giessrille des Giessrades abdeckenden Metallband gebildete flache Seite 2 auf, zwei Seitenflachen 3, welche mit der senkrechten zur Seite 1 einen Entformungswinkel bilden und durch die Berührung mit den Seitenwänden der Giessrille des Giessrades erhalten wurden, sowie zwei weitere schrägere und ineinander übergehende Seiten 4 auf (die auch durch eine weitere Flachseite 5, im Falle der Fig. 3, verbunden sein können). Der resultierende Querschnitt ist demnach im wesentlichen dreieckförmig oder trapezförmig mit unter~ ■einander proportionalen Seiten (Fig. 1-3).

Das Walzen eines solchen Endlosbarrens wird derzeit mit Dreiwalzen—Walzwerken durchgeführt, wobei die Walzen in einem Winkel von 120° zueinander angeordnet sind und zumeist einen Durchgangsquerschnitt besitzen, wie er in den Fig. 4 bis 6 gezeigt ist. In all diesen Fallen erfährt das warme Material, das von den Walzen 6 verformt wird, Verschiebungen, die durch die Pfeile angedeutet sind und im wesentlichen tangential und parallel zum Profil der Rille 7 der betreffenden Walzen verlaufen, wobei das Material bestrebt ist, entlang der geradlinigen Abschnitte des Rillenprofiles gegen den Raum 8 zwischen einer Walze und der anderen zu rutschen. Im Bereich dieser Stellen dehnt sich das v/arme zusammengedrückte Material aus und beginnt sich zu krümmen, wodurch leicht Risse entstehen, die nachträglich nicht mehr entfernt werden können.

Diese Erscheinung ist leicht verstandlich, wenn man

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insbesondere die Ausführungsform gemäss den Fig. 5 und 6 betrachtet, wo grosse Räume 8 zwischen einer Walze und der anderen vorliegen, sie ist jedoch auch bei der Ausführungsform gemäss Fig. 4 nicht auszuschliessen.

Erfindungsgemäss hingegen sind die drei Waisen 9 mit gleichartigen Rillen versehen und die Rillen 10 sind derartig geformt, dass sie den Barren über einen überwiegenden Teil seines Querschnittes umfassen und auf dem ganzen Barren über dem ganzen mit der Rille in Berührung stehenden Abschnitt Kräfte ausüben, die an jeder Stelle eine Resultierende besitzen, die im wesentlichen gegen die Mitte des Barrens gerichtet ist.

Gemäss einer ersten, in der Fig. 7 gezeigten Ausführungsform besitzen die zueinander in einem Winkel von 120° angeordneten Walzen 9 eine kreisbogenförmige Rille, sodass alle Walzen zusammen einen vollkommen kreisrunden Kaliber bilden, wobei jedweder geradliniger Abschnitt im Profil der Rillen vermieden wird. Es ist besonders zweckmassig die Walzen derart auszubilden, dass jede Walze einen gleichen Teil eines Querschnittes des Barrens umfasst und dass der nichtumfasste Teil nach dem Durchgang nicht grosser ist als 15% des umfassten Teiles. Bei der Ausführungsform gemäss Fig. 7 erfährt jeder .Teil des Querschnittes des mit den Walzen 9 in Berührung stehenden Metalles eine Belastung, die praktisch gegen die Mitte

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des Barrels gerichtet ist. Die Krümmung verhindert jedwede rangentiale Verschiebung des li£iterials. Die kreisrunde Form eignet sich besonders fur dreieckige Barren.

Gemäss ei2ier weiteren, in Fig. 8 gezeigten Ausführungsforrn der IJrfindung besitzen die zueinander in einem Winkel von 120° angeordneten Waisen 9 eine Rille 10 mit krummlinigem Verlauf mit einem mittigen P.illenbodenabsclmitt 10a mit einem Radius R, der wesentlich grosser ist als der der beiden benachbarten Abschnitte 10b, die einen Radius r besitzen und ein Abrutschen gegen den Spalt 8 zwischen den Walzen wirksam verhindern. Auch in diesem Falle sind die Walzkräfte vorwiegend gegen die Mitte des Barrens gerichtet, wodurch, die Integrität des Metalles in der Mittelzone aufgrund der allgemeinen Korapres si onswirkung von allen Seiten wiederhergestellt wird.

Das eine oder andere beschriebene Walζaggregat oder alle beide bzw. weitere erfindungsgemass ausgebildete Aggregate können in einem Mehrgerust—Walzwerk abwechselnd mit Aggregater. mit einem Kaliber von der Form eines kreisrund oder elliptisch krummlinigen Dreieckes vorteilhaft angewendet werden. Ss ist möglich, abwechselnd verschiedene solcher Aggregate anzuordnen, bis in aera dem Walsvorgang unterworfenen Metall die dentritische Struktur vollkommen zerstört oder der zentrale Hohlraum vollkommen verschwunden ist.

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Die Erfindung uairde vorstehend in: Zusammenhang mit dem Walzen von Metallsträngen beschrieben, welche von einer kontinuierlichen Giessmaschine mit Giessrad und Band ankommen, es ist jedoch offensichtlich, dass sie auch mit grossem Vorteil zum V/alzen anderer Barrenformen angewendet werden kann.

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Claims

Patentansprüche

Μ· Kontinuierliches Dreiv/alzen-Walswerk, insbesondere für die ersten VJaI ζ durch gange eines Ketallstranges bzv. Barrens, der von einer vorgeschalteten kontinuierlichen Giessntaschine mit Giessrad und Band erzeugt wird und einen im wesentlichen dreieckigen oder trapezförmigen Querschnitt mit einander proporzionalen Seiten besitzt, gekennzeichnet durch wenigstens ein erstes Walzgerüst mit drei Walzen (3), welche jeweils Walzrillen (1 O)mit gleicher Geometrie aufweisen, wobei die Rillen derart

Il

ausgebildet sind, dass sie den Barren (1)über einen vorwiegenden Teil seines Querschnittes umfassen und auf dem Barren längs des ganzen mit den Rillen in Berührung stehenden Abschnittes Kräfte erzeugen, die an jeder Stelle eine im wesentlichen gegen die Barrenmitte gerichtete Resultierende besitzen.
2. Dreiwalzen-¥alzwerk nach Anspruch 1 zum Walzen eines Barrens mit im wesentlichen dreieckigem Querschnitt, dadurch gekennzeichnet, dass jede der VJaI 2 en (9) wenigst ens des ersten Walzgerustes eine kreisbooenformige Walzrilie (ΊΟ)zur Bildung eines kreisförmigen Kalibers mit konstantem Radius besitzt, derart, dass die nicht von den Walzen be-

rührte Oberflache nach den Durchgang nicht grosser als annähernd 15/0 der von den Walzen berührten Flache ist.
3· Dreiwalzen-Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gelcenn-

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zeichnet, dass jede der Walzen(9) wenigstens des ersten Walzgerüstes eine Walzrille (10) mit einem gekrümmten Mittelabschnitt ÖOa) und zwei gekrümmten benachbarten Abschnitten G Ob) besitzt, wobei der Radius des Mittelabschnittes grosser ist als der der benachbarten Abschnitte.
4. Dreiwal ζ en-Walzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vielzahl von Walzgerüsten mit Walzen(3) mit kreisbogenförmigen Rillen (io) aufweist, wobei zwischen diesen Walzgerusten Walzgerüste mit Walzen, die vorzugsweise ein kreisförmig oder elliptisch krummliniges Dreieck bilden, angeordnet sind.

5β Dreiwalzen-Walzwerk nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, dass es eine Vielzahl von Walzgerüsten mit Walzen(9X welche Walzrillen (io) besitzen, die einen Mittelabschnitt mit grösserem Radius als der der beiden benachbarten Abschnitte haben, aufweist, wobei zwischen diesen Walzgerüsten Walzgerüste mit Walzen, welche vorzugsweise ein kreisförmig oder elliptisch krummliniges Dreieck bilden, angeordnet sind«

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