-
VERFAHREN ZUM WALZEN VON KNUPPELN
-
Die vorliegende Erfindung betrifft die spanlose Letallbearbeitung,
und zwar ein Verfahren zWalzen von Knüppeln.
-
Die erfindung kann sowohl an bestehenden als auch an neuentwickelten
Umkehr- und kontinuierlichen Knüppelwalzwerken, bei der Schaffung von Komplexen
"Brammenstranggießanlage - Walzwerk" sowie bei der Formstrahlerzeugung beim mehradrigen
Walzen z.B. auf der Grobstraße von Drahtwalzwerken verwendet werden.
-
Die Verwendung der vorliegenden Erfindung soll es gestatten, die
Leistung der bestehenden Walzwerke zu erhöhen und neue Hochleistungskomplexe "Brammenstranggießanlage
-Walzwerk" zu schaffen.
-
In den meisten Industrieländern der Welt nimmt der Bedarf an verschiedenen
Walzprofilen, für die Knüppel als iialbzeug dienen, im Zusaminenhang mit dem stürmischen
Wachstum der metallverbrauchenden Industriezweig6 zu.
-
Durch den entstandenen bedarf an Leistungssteigerung der Walzaggregate
für leichtes Halbzeug zum Verwalzen von Rohblöcken wurde die Schaffung neuer Verfahren
zur Knüppelherstellung vordringlich.
-
Meist- verbreitet ist zur Zeit ein Verfahren zum Walzen von knüppeln
nach Schema: "Einzelblock - Blockstraße -kontinuierliches Knüppelwalzwerk". Praktisch
haben sich aber alle bekannten Verfahren zur Leistungssteigerung bei Verwendung
dieses Schemas erschöpft.
-
Gegenwärtig entwickelt sich die Knüppelherstellung auf Stranggießanlagen
im schnellen Tempo.
-
Die ilerstellung von Halbzeug durch unmittelbaren kontinuierlichen
Strangguß ist auf Stranggießanlagen mit großer Kaliberfurchenzahl möglich, was beträchtliche
Investift ionen erfordert.
-
Wirk'ingsvoller ist ein Stranggießverfahren für Knüppel mit großem
Querschnitt und deren anschließendes Walzen an kontinuierlichen Knüppelwalzwerken.
Dieses Verfahren erfordert jedoch ebenfalls beträchtliche Anlagekosten.
-
Die Verwendung eines weniger bekannten Verfahrens zur ver-Knüppelherstellung
durch indern der Stranggußbraaen auf Vorblockaggregat.n ist durch eine Reihe von
wesentlichen
Nachteilen zurückgeblieben.
-
Das aussichtsreichste hochproduktive Verfahren zur Knüppelherstellung
bildet das Walzen - das Trennen eines Walzknüppels oder Breit stranges in Lehrfachkaliin
der bern, die durch mehrere Breite vereinigte Ealiberfurchen gebildet sind.
-
Bekannt ist ein Verfahren zur Dopelhalbzeugherstellung, nach dem
die Bramme mit rechteckigem Wuerschnitt in einer Reihe von aufeinanderfolgend angeordneten
Doppelkalibern, deren querschnittsform sich beständig der Quadrat-oder Hautenform
nähert, gewalzt wird. Die auf diese Weise hergestellten Doppelhalbzeuge werden danach
mit Autoganschneidbrennern getrennt ( JA-PS 39-4243) Dies Verfahren, das die Vorteile
des Knüppeiwalzens mit Doppelung in sich vereinigt, ist mit einem Nachteil behaftet,
der im/ orzugsweisen)Stauchen der Knüp-L7 pel in der Trennstegzone besteht. Langszugspannungen,
die dabei in den weniger zu stauchenden zentralen Teilen der hnüppel auftreten,
tragen zur Bildung von Oberflächen-und Innenfehlern bei.
-
Bekannt ist ein Verfahren zur Qualitätsverbesserung von Walzerzeugnisse,
nach dem ein Block mit quadratischem oder nahezu quadratischen Querschnitt gegossen,
dann nach in mehreren durch Trennstege untereinander der Breite verbundenen
Knüppeln
derart gewalzt wird, da ß die Seigerungazone im mittleren bzw. in den mittleren
Teilen des Querschnitts beschränkt bleibt, gleich worauf das Profil an den Trennstegen
in einzelne seigerungsfreie und seigerungahaltige Erzeugnisse getrennt wird (s.
z.B. DE-PS 805 154, Es sei auf folgenden Nachteil des betreffenden Verfahrens hingewiesen
werden: Qualitätsabfall des netzes beim Walzen, der durch beträchtliche Zugspannungen
in den zentrilon Teilen der Knüppel in allen Kalibern hervorgerufen ist, die zur
Bildung von Oberflächenfehler fuhren.
-
Bekannt ist ein Verfahren zum kontinuierlichen Herstellen profilierter
Knüppel und eine StrangieUanlage zur Verwirklichung dieses Verfahren, das darin
besteht, daß die Stranggußbramme nach dem Auslauf aus der Kuhlkokille mit einer
Reihe von kaliberwalzen bis zur vollkommenen Erstarrung sukzessiv gestaucht wird.
Ile Ergebnis der Verformung der breiten Flächen nimmt die Bramme die Form von mehreren
untereinander verbundenen quadratischen Knüppeln an.
-
Nach der Sekundärkühlung werden die Knüppel für die Herstellung von
Meßlangen lang8- und quergeteilt (s. z.B.
-
OE-PS Nr. 245 745 ).
-
Einen Nachteil dieses Verfahrens bildet die Neigung zur Oberflachenfehlerbildung,
, die sich durch Vorhandensein eines flüssigen Kernes varstärkt.
-
bekannt ist ein Verfahren zum ehrstrangwalzen von metallprofilen,
das das Mehrstrangwalzen von zwei und mehreren Profilen und anschließende trennen
durch Abschneiden eines dünnen Trennstegs des bietalls intXarm- oder vorzugsweise
im Kaltzustand umfaßt (S. Z.B. US-PS Nr. 1 977 285,).
-
Dieses hochproduxtive Verwahren zum Mehrstrangwalzen weist Jedoch
einen wesentlichen Nachteil auf, der in der <vorzugsweisen>Stauchung der Knüppel
< > im Bereich der Trennsteige in allen Kalibern z.B. beim Walzen von quadratischen
knuppeln besteht. Das trägt zum Auftreten erheblicher Längszugspannungen in den
weniger zu stauchenden zentralen Abschnitten der Knuppel und zur Bildung von uberrlachenehlern
im Bereich dieser Abschnitte beil. Diese Tendenz findet beim Walzen von schwer verformbaren
Stahisorten ii Mehrstrangverfahren ihre stärkste $Auspragung.
-
Es ist Zweck der vorliegenden Erfindung, die obenarwähnten Nachteile
zu beseitigen.
-
Der Erfindung liest die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum mehrstrangwalzen
von Knüppeln mit garantierter, durch die Qualität des Ausgangshalbzeuges zu bestimniender
Kontinuitatsgüte des metalls unter Verminderung von Längszuigspannungen zu entwickeln.
-
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß bei einem Verfahren zum Walzen
von Knüppeln, das gleichzeitige aufeinanderfolgende Ausbildung mehrerer durch Trennsteder
ge
untereinander reiteverbundener Knüppel aus einer bramme in einer Reihe von Kalibern,
die durch mehrere der nach Breite vereinigte Kaliberfurchen gebildet sind, und deren
anschließendes Voneinandertrennen umfaßt, die Ausbildung der Knüppel erfindungsgemäß
mindestens in zwei Etappen erfolgt, wobei auf einer der Etappen die Größe der Längszugspannungen
in den zentralen zeilen der Knüppel durch Lage änderung der Zonen der bevorzugten
Breitenabnahme der Knüppel herabgesetzt wird.
-
Bei der Verwirklichung dieses Verfahrens nimmt die Neigung zur Oberflächenfehlerbildung
in den zentralen Teilen der zu walzenden Knüppel ab.
-
ES ist zweckmäßig, die Längszugspannungen in den zentralen Teilen
der Knüppel vor ihrem Obergang in Längsdruckspannungen zu vermindern.
-
Dabei werden Oberrlächenfehler in den zentralen eilen der zu walzenden
Knüppel sicher verhindert.
-
Entsprechend einer Aus£ührunsvariante der Erfindung erfolgt die Lageänderung
der Zonen der bevorzugten Breitenabnahme der Knüppel durch die Ausbildung der Knüppel
in formverschiedenen Kalibern, z.ß. in einem Kaliber mit Sechskantrurchen auf der
ersten und in einem Kaliber mit Vierkant- oder Quadratfurchen auf der zweiten Dtappe.
-
Das aufeinanderfolgende Knüppelwalzen in Kalibern dieser Form bietet
die Möglichkeit, die Lage der bavorzugten
Stauchzonen der Knüppel
aui einer der mappen aus den bereichen uer Trennstege in die der zentralen eile
der Knüppel zu verschieben.
-
Nach einer weiteren Auslührungsvariante der erfindung werden die
Knüppel in Kalibern mit Spießkantfurchen, die auf jeder Etappe unterschiedliche
Neigungswinkel der Purchecwände aufweisen, ausgebildet.
-
Das gestattet es, die Lage der bevorzugten Stauchzonen aus den bereichen
der rennstege in die der zentralen Teile der Knüppel zu verschieben.
-
Uie nächste Ausführungsvariante der Srrindung bietet die Möglichkeit,
die tage der Zonen der bevorzugten breitenabnahme der Knüppel durch die Ausbildung
der Knüppel in Kalibern dio snurenzende formverschiedene Kaliberrurchen aufweisen,
zu ändern.
-
Das aufeinanderfolgende Knüppelwalzen in Kalibern dieser Form erlaubt
es, die Lage der bevorzugten Stauchzenen der Knüppel aus den bereichen der Trennstege
in die der zentralen Teile der Knüppel zu verschieben.
-
Der gleiche Effekt kann mittels Ausbildung der Knüppel in einem Kaliber,
das angrenzende rormverschiedene Kalioerfurchen aufweist, durch die Verschiebung
der durch die lrennstege verbundenen Knüppel längs der Walzenachsen zumindest um
die Breite einer Furche wenigstens auf einer der Etappen erreicht werden.
-
Nachstehend wird die erfindung aniland von Ausführungsbeispielen
unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt: Fig. 1
das Walzschema des Ausgangshalbzeuges in einem Dreifurchenkaliber mit Sechskantfurchen;
Fig. 2 das Walzschema des intermediären vorgewalzten Walzerzeugnisses in einem Ureifurchenkaliber
mit übereck angeordneten Quadratrurcheng Fig. 3 das Walzschems des intermediären
vorgewalzten Walzerzeugnisses in einem Dreifurchenkaliber mit Sechskantfurchen;
Fig. 4 das Walzschema des intermediären vorgewalzten Walzerzeugnisses in einem Dreifurchenkaliber
mit übereck angeordneten Quadratrurchen, Fig. 5 das Walzschema des intermediären
vorgewalzten Walzerzeugnisses in einem Dreifurchenkaliber mit Sießkantfurchen; Fig.
6 das Walzschema des intermediären vorgewalzten Walzerzeugnisses in einem Dreifurchenkaliber
mit Spießkantfurchen; Zig. 7 du Walzschema des intermediären vorgewalzten Walzerzeugnisses
in einem Fünffurchenkaliber mit angrenzenden formverschiedenen Furchen; Fig. 8 du
Walzschema des intermediären vorgewalzten Walzerzeugnisses in einem Fünffurchenkaliber
mit angrenzenden
rormverschiedenen Furchen.
-
betrachten wir einige uurchführungsbeispiele des Verfahrens zum Walzen
von Knüppeln.
-
wenn das Mehrstrangwalzen der Knüppel an einem Umkehrwalzwerk Typ
Blockwalzwerk erfolgt, so ist es zweckmäßig, die Knüppel der Reine nach in mehreren
Etappen in zwei angrenzenden Kalibern mit verschiedener Furchenform auszubilden.
-
Auf der ersten rappe wird das Ausgangsnalozeug (die bramme) 1 (Fig.
1) in einem ureirurchenkaliber mit bechskant-Iurchen 2, 3 und 4 gewalzt.
-
uas in diesem Kaliber ausgebildete vorgewalzte Walzen erzeugnis besteht
aus Knüppeln 5, 6 und 7, die durch Trennstege 8 und 9 untereinander verbunden sind.
Die ungleichmäßige breitenverrormung des Ausgangshalbzeuges, die durch dessen örtliche
stauchung im bereich der Trennstege 8 und 9 verursacht wurde, trägt zur Entstehung
von Zonen mit Längszug- (+) and -drucksparnungen (-) im Querschnitt des vorgewalzten
Walzerzeugnisses bei.
-
Die weniger oder nicht zu stauchenden Zonen der Knüppel harten die
Streckung der mehr zu stauchenden Zonen zurück, wobei sie das Auftreten von Längsdruckspannungen
in den mehr zu stauchenden Zonen begünstigen. Umgekehrt die mehr zu stauchenden
Zonen tragen zur intensiveren Streckung der weniger oder nicht zu stauchenden Zonen
bei, wobei sie
das Auftreten von Längszugspannungen in den weniger
zu stauchenden Zonen begünstigen.
-
Im Bereich der Trennstege 8 und 9 treten Längsdruckspannungen (-)
und in den zentralen nicht gestauchten Teilen der knüppel 5, 6 und 7 Längszugspannungen
(+) auf.
-
Die Zugspannungen (+) tragen zur Oberflächenfehler-, Innenporen- und
Rißbildung bei.
-
Auf der zweiten tappe wird das hergestellte vorgewalzte Walzerzeugnis
in einem Dreifurchenkaliber mit RechteckIurchen 10, 11 und 12 (Fig. 2) gewalzt,
wodurch ein vorgewalztes Walzerzeugnis ausgebildet wird, das aus durch Trennstege
16 und 17 verbundenen Knüppeln 13, 14 und 15 besteht. Die Zonen 18, 19 der bevorzugten
Breitenabnahma der Knüppel sind aus dem Bereich der Trennstege 16, 17 und der Seitenflächen
der äußersten Knüppel 13, 15 zu den zentralen Teilen der KnUppel 13, 14, 15 verschoben.
Das trägt zur Verminderung von Längszugspannungen (+) in den zentralen Teilen der
Knüppel 13, 14, 15 oder zum Auftreten von Langsdruck- (-) und -zugspannungen (+)
im Bereich der Trennstege 16, 17 bei.
-
Auf der dritten Etappe wird das vorgewalzte Walzerzeugnis wieder
in dem Dreifurchenkaliber mit den Sechskantfurchen 2, 3 und 4 (Fig. 3) gewalzt,
wodurch durch Trennstege 23 und 24 verbundene Knüppel 20, 21 und 22 ausgebildet
werden. Die bevorzugten Stauchzonen 25, 26 liegen unweit
der Trennstege
23 und 24. Das führt zum Auftreten von lnngsdruckspannungen (-) im Bereich der Trennstege
23 und 24 und Länszugspannungen (+) in den zentralen Teilen der Knüppel 20, 21 und
22.
-
Auf der vierten Etappe wird das vorgewalzte Walzerzeugnis in dem
Dreifurchenkaliber mit Quadratfurchen 10, 11 und 12 (Fig. 4) gewalzt, wodurch durch
Trennstege 30, 31 veroundene Knüppel 27, 2d und 29 auseoildet werden. In diesem
Fall liegen die bevorzugten Stauchzonen 32, 33 näher bei den zentralen Teilen der
Knüpel 27, 28 und 29. Das trägt zum Auftreten von Länszugspannunen (+) in den Bereichen
der Trennstege 30 und 31 und Längsdruckspannungen (-) in den zentralen bereichen
der Knüppel bei.
-
Sodann wird das vorgewalzte Walzerzeugnis nach einem beliebigen bekannten
Verfahren (z.B. mit Sauerstoffbrennern) in einzelne Knüppel getrennt.
-
Die Lageänderung oder der Platzwechsel der weniger bzw. nicht zu
stauchenden und der wehr zu stauchenden Zonen der Knüppel trägt zur Verminderung
der Längszugspannungen in den weniger (nicht) zu stauchenden Zonen oder zum Platzwechsel
der Zonen der tängszug- und -druckspannungen beif Das vermindert die neigung oder
verhindert die Bildung und von das Auftreten Oberflächen- und Innenfehler in den
zentralen Teilen der Knüppel.
-
Beim Knüppe lwalzen im bekannten ehrstranwalzverfahren
am
Umkehrwalzwerk Typ Blockwalzwerk sind die Zugspannungen auf allen Etappen der Ausbildung
der Knüppel in ihre zentralen Teile konzentriert. Das führt zum Aufheben von Oberflächen-
und Innenfehlern in diesen Teilen der inüppel (speziell beim Walzen von schwer verformbaren
Stah2sorten).
-
auf Werden die Knüppel inem kontinuierlichen oder einem Walzwerk
mit aufeinanderfolgender Gerüstanordnung im Mehrstrangwalzverfahren gewalzt, so
ist es zweckmäÄig, die Knüppel in Kalibern mit Spießkantfurchen auszubilden, die
auf jeder Etappe unterschiedliche Neigungswinkel der Purchenwände aufweisen.
-
Das vorgewalzte Walzerzeugnis 34 (Fig. 5) wird in einem Dreifurchenkaliber
mit Spießkantfurchen 35, 36 und 37 gewalzt, die einen Neigungswinkel °1 der Wände
aufweisen. Die bevorzugten Stauchzonen der Anüppel 39, 40, 41 liegen im Bereich
der Trennstege 42 und 43. Die lnngszugspar nungen (+) treten in den zentralen Teilen
der Knüppel 39, 40, 41 und die Druckspanriungen in dem Bereich der Trennstege 42
und 43 auf.
-
Auf der nächsten Etappe wird das vorgewalzte Walzerzeugnis in einem
Dreifurchenkaliber mit Spießkantfurchen 44, 45 und 46 (Fig. 6) gewalzt, die einen
Neigungswinkel der der Wände aufweisen. DIe bevorzugten Stauchzonen 47 der änüppel
48, 49 und 50 sind in die zentralen Bereiche der
inüppel verschoben.
Das trägt zum Auftreten von LAngszugspannungen (+) im Bereich der Trennstege 51,
52 und Längsdruckspannungen (-) in den zentralen Teilen der Knüppel 4d, 49, 50 bei.
Beim anschließenden Walzen des vorgewalzten Walzerzeugnisses werden die bevorzugten
Stauchzonen durch die Ausbildung der Knüppel in Kalibern mit Spießkantfurchen die
unterschiedliche Neigungswinkel der Wände aufweisen, in W ähnlicher eise abgewechselt
Dies ermöglicht den Platzwechsel der Zonen der Längszug- und -druckspannungen im
Querschnitt des vorgewaizten Walzerzeugnisses und verhindert die Fehlerbildung in
den zentralen Teilen der Knüppel.
-
Bei dem xlehrstrang-nüppelwalzen nach den bekannten Verfahren wird
das Ausgangshalbzeug sukzessiv in einer Reihe von Mehrfurchenkalibern mit Spießkantfurchen
gewalzt, die einen zunehmenden Neigungswinkel der Furchenseiten aufweisen. In diesem
Fall liegen die bevorzugten Stauchzonen der Rnüppel bei allen kalibern im Bereich
der Trennstege. Die eindeutige Ungleichmäßigkeit der Verformung solcher Art führt
zum Austreten von Längszugspannungen in den zentralen Teilen der Knüppel auf allen
Walzetappen und begünstigt die Oberflächen- und Innenfehlerbildung in diesen Teilen.
-
Im Falle des slehrstrang-EnüppelwalzenQ in zwei aufein anderfolgend
angeordneten Umkehrgerüsten ist es zweckmäßig,
die günstige Lageänderung
der bevorzugten Stauchzonen in Biehrfurchenkalibern mit angrenzenden formverschiedenen
saliberfurchen vorzunehmen.
-
Der gleiche Effekt kann beim walzen des vorgewalzten Walzerzeugnisses
in einem mehrfurchenkaliber (um den Walzenballen am eingerüstigen Umsehrwalzwerk
sparen zu können) mit angrenzenden formverschiedenen aliberIurchen durch periodisches
Verlagern des vorgewalzten Walzerzeugnisses langs der Walzenachsen um die Breite
einer Kaliberfurche erzielt werden.
-
Das im vorausgehenden Kaliber ausgebildete vorgewalzte Walzerzeugnis
53 (Fig. 7) wird in einem Füxiffurchenkaliber gewalzt. Das kaliber enthäjlt angrenzende
formverschiedene Kaliberfurchen: stumpfe Spießkantfurchen 54, 55, 56 mit einem neigungswinkel
α3 der Seiten und spitze Spießkantfurchen 57, 58 mit einem Neigungswinkel
α4 (Fig. 8).
-
Dabei sind die bevorzugten Stauchzonen 59 auf die Knüppel 60, 61
und 62 (Fig. 7) konzentriert, die in den stumpfen Spießkantfurchen ausgebildet werden.
In diesen Knüppeln treten Längsdruckspannungen (-) auf. in den Knüppeln 63, 64,
die in den spitzen Spießkantfurchen ausgebildet werden, treten isänszugspannungen
(+) auf.
-
Im nächsten kaliber wird das vorgewalzte Walzerzeugnis derart gewalzt,
daß die Knüppel 65, 66 und 67 (Fig.8) mit stumpfen Sitzenwinkel in den spitzen Spießkantfurchen
68, 69, 70 ausgebildet werden.
-
Die Knüppel 71 und 72, die vorher in den spitzen Spießkantfurchen
gewalzt wurden, werden in den stumpren Spießkantfurchen 73, 74 ausgebildet.
-
Die bevorzugten Stauchzonen 75 sind auf die Breite der Knüppel 71
und 72 konzentriert, was zum austreten von Längsdruckspannungen (-) in diesen beiträgt.
In den Knüppeln 65, bb, 67 treten Längszuspannungen (+) arlf. Durch den Vorze.-chenwechsel
der Längsspannungen im Querschnitt der Knüppel wird die Fehlerbildung verhindert.
-
L e e r s e i t e