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Verfahren zum Walzen von U-Stahl oder dergl.
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und Universal-Trägerstraße zur Durchführung des Verfahrens Die Erfindung
betrifft ein Verfahren zum Walzen von U-Stahl oder dergl. aus einem u-förmigen Vorprofil
in einer Universal-Trigerstraße, die mindestens ein Stauchgerüst umfaßt, bei dem
von einem Vorprofil ausgegangen wird, das an der Außenseite des Steges nur im mittleren
Bereich gerade und in den anschließenden Übergangsbereichen der Flansche Schrägen
aufweist, die mit der Geraden des mittleren Bereiches einen stumpfen Winkel bilden,
und bei dem die in Universal-Streck- und Breitungsstichen entstehenden Überfüllungen
bzw. Ausbuchtungen an den den freien Endbereichen der Flanschränder jeweils gegenüberliegenden
Übergangsbereichen zwischen Steg und Flanschen in mindestens einem Stauchstich unter
Streckung des Steges des Walzprofils beigewalzt werden.
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Eine derartige Verfahrenweise ist aus der DE-OS 24 20 408 bekannt,
in der die Schwierigkeiten aufgezeigt sind, die sich ergeben, wenn ein U-Stahl in
einer Universal-Trägerstraße gewalzt werden soll, weil U-Stahl im Gegensatz zu Doppel-T-Trägern
oder Jf-Eitahl in Bezug auf den Steg einen unsymmetrischen Querschnitt aufweist.
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Beim Walzen von 1J-Stahl in Universalgerüsten können besonders große
Formungenauigkeiten auftreten, die durch unterschiedliche Streckung des Walzgutes
hervorgerufen werden. Insbesondere mit zunehmenden U-Stahlabmessungen, was gleichbedeutend
mit gro'ßere
Flanschen und damit verstärkter Unsynunetrie ist, treten
Verbiegungen ati I, die zu Störungen wie Brüchen und Rissen bei der Bewegung des
Walzgutes oder Rissen beim Einstoßen des Walzgutes in ein Kaliber führen. Diese
Schwierigkeiten sollen gemäß der DE-OS 24 20 408 durch ausgewählte, untereinander
ungleicher Umfangsgeschwindigkeiten von Ol)cr- und Unterwalzen behohen werden.
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I)er Erfindung liegt die gleiche Aufgabe zugrunde, nämlich die Bereitstellung
eines Verfahrens zur Unterdrückung von Verbiegungen des Walzgutes und zur Unterdrückung
eines Ungleichgewichtes der Leistungsverteilung zwischen der Oberwalze und der Unterwalze
des Stauchgerüstes beim Walzen von U-Stahl unter Verwendung einer Universalwalzenstraße,
jedoch ist die Lösung eine andere. Indem t ei dem VerfaIren gemäß der Erfindung
ebenfalls von einem Vorprofil ausgegangen wird, das in den Übergangsbereichen der
Flansche Schrägen aufweist, in deren Bereich bei Universalstichen Ausbuchtungen
auftreten, die in Stauchstichen unter Streckung des Steges des Walzprofile beigewalzt
werden, sieht die Lösung gemäß der lrfindung vor, daí3 beim Beiwalzen der Ausbuchtungen
an den iibergangsbereichen in dem oder den Stauchstichen die Schrägen in ihrer Neigung
wieder hergestellt werden, bis in einem Universal-Strecksticll die Schrägen aufgebraucht
sind und die Ausbuchtungen ein in den Übergangsbereichen kantiges u-förmiges Zwischenprofil
füllen, und daß das Zwischenprofil wie bekannt in einem Universalwalzgerillt fertiggewalzt
wird, gegebenenfalls nach vorhergehenden Univcrsal-Streckstichen in geschlossenen
Kalibern und Stauchstichen.
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Dieses Verfahren führt dazu, daß bei Stauchstichen durch die Wiederherstellung
der Schrägen im Übergangsbereich zwischen Steg und Flanschen eine dem Fließen des
Materials aus den Flanschen entgegenwirkende Stützkraft ausgeübt wird, so daß in
den Stauchstichen eine wesentliche Streckung des Profils ohne wesentliche Breitung
stattfindet. In jeden Universalstich wiederum kann unter kräftigen Annahmen sowohl
im Steg als auch in den Flanschen die Entstehung von Ausbuchtungen im Bereich der
Schrägen hingenommen werden, weil diese in einem nachfolgenden Stauchstich wieder
ausgebildet werden.
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Wenn in einem Universal-Streckst ich die Schrägen an fgebrau cht sind,
d.h.
die bei diesem Stich entstehenden Ausbuchtungen ein in den iJbergangsbereichen kantiges
u-förmiges Zwischenprofil füllen, kann für weitere Abnahmen auf das ideale Universalwalzen
in geschlossenen Kalibern übergegangen werden, sofern nicht unmittclbar im Anschluß
an das Zwischenprofil fertiggewalzt werden kann.
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Der stumpfe Neigungswinkel der Schrägen des Vorprofils den diese mit
dem geraden mittleren Bereich der Stegaußenseite bilden, sollte in weiterer Ausgestaltung
des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht kleiner sein als 130 Grad, und der mittlere
gerade Bereich sollte gleich oder wenige Millimeter kleiner sein als die Stegbreite
des Fertigprofils. Ist der stumpfe Neigungswinkel der Schrägen zu klein bzw. ist
die Neigung der Schrägen gegenüber der Horizontalen zu groß, so geht bei Universalstichen
auf Kosten der Streckung zu viel Material in die Breitung bzw. die Ausbuchtungen
im Bereich der Schrägen.
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Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich unter entsprechendem
Aufwand von Universal- und Stauchgerüsten im kontinuierlichen Betrieb verwirklicht
werden, wobei die Walzen aller Gerüste fest eingestellt sind. Die letzten Universalgerüste
müssen dann zur Bildung von geschlossenen Kalibern eingerichtet sein, d.h., daß
die Vertikalwalzen zwischen Horizontalwalzen eintreten können. Die Walzen der Stauchgerüste,
die der Außenseite des Steges des Vorprofils zugeordnet sind, haben zum Wegwalzen
der Ausbuchtungen im Bereich der Schrägen ein mit der Kontur der Außenseite des
Vorprofils einschließlich der Schrägen deckungsgleichesProfil.
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Eine Uni versal-TrägerstraBe zur Durchführung des erfindungsgem':iße'i
Verfahrens im Reversierbetrieb umfaßt hingegen zweckmäßig nur ein Universalgerüst
mit anstellbaren Walzen und nur ein Stauchgerüst mit anstellbaren profilierten liorizontalwalzen
in Tandemanordnung, sowie ein Universalfertiggerüst in einem Abstand, das den heizen
Auslauf des Walzgutes nach dem letzten Stauchsticll ermöglicht. Diese Anordnung
ist an sich bekannt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch hat
die der Außenseite des Steges des Vorprofils zugeordnete Horizontalwalze des Stauchgerüstes,
vorzugsweise
die Unterwalze, ein mit der Kontur der Außenseite einschließlich
der Schrägen deckungsgleiches Profil, und die anstellbaren Vertikalwalzen des Universalgerätes
weisen auf der Höhe der Walzlinie, die von der feststehenden der Stegaußenseite
des Vorprofils zugeordneten Horizontalwalze vorgegeben ist, einen Absatz auf, derart,
daß die Walzballen der Vertikalwalzen bei fortschreitender Anstellung die Ballenlänge
der festehenden iiorizontalwalze zu übergreifen vermögen. Diese besondere Bauart
von Universal-Vertikalwalzen mit abgesetzten Durchmessern ermöglicht es, auf <las
Walzen mit geschlossenen Universalkalibern überzugehen, wenn die Schrägen nach den
vorhergehenden Universal-Streck- und Breitungsstichen mit offenen Kalibern aufgebraucht
sind. Die Größe der Absätze der Vertikalwalzen, die die Ballenliinge der nicht anstellbaren
Horizontalwalze zu übergreifen vermögen, ist von der min 1 malen Flanschdicke des
Zwischenprofi ls vorgegeben, daß bestimmungsgemäß gewalzt werden soll.
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Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert.
Es zeigt Fig. l eine schematische Darstellung einer Gerüstanordnung zum Walzen von
U-Stahl auf einer Universal-Trägerstraße im Reversierbetrieb, Fig. 2 den Querschnitt
des aus einem Vorgerüst austretenden Vorprofils mit den erfindungsgemäßen Schrägen,
Fig. 3 schematisch die Walzenanordnung eines Universalgerüstes mit der erfindungsgemäßen
Ausbildung der Vertikalwalzen, Fig. 4 schematisch die Walzenanordnung eines Stauchgerüstes
mit der erfindungsgemäßen Kontur der unteren Walze, Fig. 5 bis 7 einige Arbeitsstufen
im Universal-Vorgerüst bzw. im Staucl16erüst während der stichweisen Bearbeitung
des
Vorprofils, wobei der rechte Teil der Figuren jeweils die Herstellung von parallelflanschigem
U-Stahl wiedergibt, und Fig. 8 den Fertigtisch im Universal-Pertiggeriist, dargestellt
für einen parallelflanschigen U-Stahl.
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In Fig. 1 ist ein Beispiel für eine reversierbare Universal-Trägerstraße
abgebildet. Dem Vorgerüst l schließt sich in einigem Abstand eine Gerüstkombination,
bestehend aus einem Universalwalzgerüst 2 und einem Stauchgerüst 3 in Tandem-Anordnung,
an. Dieser Gerüstkombination folgt im Abstand des freien Auslaufes des letzten Zwischenprofils
ein Universal-Fertiggerät 4.
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Das aus dem Vorgerüst l austretende Vorprofil ist so geformt (Fig.
2), daiim Übergangsbereich unterhalb der Flansche 6 an der jinterseije 7a des Steges
7 von der im mittleren Bereich M des Steges 7 noch geraden Fläche abweicht und mit
Schrägen 8 ausgebildet ist. Das Vorprofil nach Fig. 2 kann auch umgekehrt eingesetzt
werden, wenn mit nach unten gerichteten Flanschen gewalzt werden soll. Darüber hinaus
läßt sich das Verfahren auch durchführen, wenn das Vorprofil anstelle der Schrägen
8 in den Übergansgbereichen Radien aufweist, wobei sich die Radien mit dem ersten
Universalstich ausbuchten würden, um im folgenden Stauchstich durch die mit Schrägen
17 versehene untere Stauchwalze 15 (Fig. 4) zu einem Profil mit Schrägen zurückgeführt
zu werden.
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Fig. 3 zeigt wie das Vorprofil 5 von den Walzen des Universalgerüstes
2 bearbeitet wird. Dazu liegt das Vorprofil 5 mit seinem mittleren Stegbereich M
auf der feststehenden Unterwalze 11 auf.
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Die obere anstellbare Horizontalwalze 12 greift zwischen die lBlatlsche
6 des Vorprofils ein, so daß der Steg 7 zwischen Ober- un<i Unterwalze 12, 11
vollkommen festgelegt ist. Von den Außenseiten sind die anstellbaren Vertikalwalzen
13 gegen die Flansche G des Vorprofils 5 gerichtet. Die Vertikalwalzen sind dabei
so ausgeführt,
daß sie etwa in höhe des Walzlinie W in ihrem Durchmesser
verändert sind und dort einen Absatz 14 aufweisen. Dadurch können die Vertikalwalzen
13 im Verlaufe der weiteren Arbeitsstufen den Walzfüllen der Unterwalze 11 übergreifen,wenn
sich das Dickenmaß der flansche 6 fortschreitend reduziert, z.B. bis auf das Maß
B eines Zwischenprofils in Fig. 6.
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Nachdem in einem Universalstich sowohl der Steg 7 wie auch die Flansche
6 eine Reduzierüng erfahren haben, gelangt das Vorprofil 5 in das Stauchgerüst ,
wo mittels der Stauchwalzen eine Bearbeitung der Flanschränder erfolgt. Der Fig.
4 kann die Führung des Vorprofils 5 zwischen den Stauchwalzen 15, 16 des nicht näher
gezeigten Stauchgerüstes entnommen werden. Im Stauchgerüst 3 ist die obere Walze
16 anstellbar, während die untere Walze 15 wieder feststehend angeordnet ist. Die
untere Stauchwalze 15 hat eine gleiche Kontur wie sie auch die Unterseite des Steges
7 des Vorprofils nach l,ig. 2 besitzt, d.h. vor allem, daß die Stauchwalze 15 ebenfalls
mit Schrägen 17 ausgestattet ist, die deckungsgleich mit den Schrägen 5 des Vorprofils
sind. Damit kann eine Ausbuchtung 8a (Fig. 3), die i e sich bei der vorhergehenden
Walzung im Universalgerüst 2 als "Überfüllung" aufgrund von freier Breitung gebildet
hat, mit jedem Stauchvorgang wieder weggewalzt werden. Die anstellbare Stauchwalze
16 taucht mit einem Bund 16a zwischen die Flansche 6 des Vorprofils ein, und der
andere Teil der Stauchwalze 16 drückt auf die Ränder der Flansche 6.
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Es ist natürlich möglich, daß beim Walzen von parallelflanschigem
U-Stahl die in den Fig. 3 und 4 mit geneigten Konturcn ausgeführten Horizontal-
bzw. Vertikalwalzen 11 bzw. 12, 13 und der ehenfalls mit einer Neigung versehene
Bund 16a der obercn Stauchwalze l(i gerade ausgeführt sind, wie beispielsweise mit
den Fig. 5 bis 7 auf der rechten lliilfte der Figuren alternativ dargestellt.
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im Stauchgerüst 3 wird das Vorprofil 5 nach dem ersten Universalstich
z.B. durch zunächst zwei Stiche reversierend gestaucht.
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Dann kommt das U-Profil wieder in das Universalgerüst 2, wo mit zwei
weiteren Universalstichen bereits eine große Reduzierung des Vorprofils erreicht
wirt, denn mit jedem Stich werden die Walzen
entsprechend der Abnahme
am Walzgut nachgestellt. Fig. 5 ver(leutlicht die nach dem dritten Universalstich
schon erreichte Reduzierung an dem Profil 5. Die Vertikalwalzen 13 beginnen in diesem
Stadium, die feststehende Unterwalze 11 aufgrund der Absätze 14 zu übergreifen.
Die Schrägen 8 des Vorprofils sind beinahe vollkommen aufgebraucht, d.h. die Ausbuchtungen
8a dieser Stiche füllen das Zwischenprofil nach Fig. 5 im Kantenbereich aus.
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In der Folge schließen sich weitere Stauch- und Universal-Bearbeitungsvorgänge
an, wobei die genaue Stichzahl d.h. die der Durchgänge des Vorprofils durch das
Universalgerüst 2 und durch das Stauchgerüst 3 in Abhängigkeit von dem Vorprofil
verschieden sein kann. Mit Fig. 6 ist z.B. der letzte Durchgang des U-Stahls durch
das Universalgerüst 2 dargestellt. Der Steg 7 und die Flansche 6 des lJ-Stahls haben
fast die angestrebten Abmessungen und die gewünschte Endform erhalten. Die Vertikalwalzen
13 greifen mit den vorspringenden Walzballen weit über die Unter walze 11 hinweg.
Man kann feststellen, daß ein geschlossenes Walzen des U-Stahls gewährleistet ist.
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Der letzte Stauchstich (Fig. 7) bewirkt im wesentlichen noch einmal
ein Bearbeiten der Flanschränder und <las Beseitigen eines etwaigen Grates an
den Stegkanten des U-Staiils, der von den Schrägen 17 der unteren Stauchwalze 15
weggewalzt wird. Dies besonders dann, wenn der mittelere gerade Bereich M des Vorprofils
nach Fig. 2 und dementsprechend die deckungsgleiche Kontur der unteren Stauchwalze
15 um einige Millimeter kleiner gewählt wird als die Stegbreite des Fertigprofils
nach Fig. 8.
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Der U-Stahl tritt dann zu einem Stich in das Universal-Fertiggerüst
4 ein und erhält , wie in Fig. 8 für einen parallelflansc@ gen U-Stahl abgebildet,
sein Fertigprofil 5'.
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L e e r s e i t e