DE3410161A1 - Verfahren zur formung eines metallischen schienenvorprofils - Google Patents
Verfahren zur formung eines metallischen schienenvorprofilsInfo
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Description
Anmelderin; SACILOR S.A^ Hayange (Frankreich)
Titel; Verfahren zur Formung eines metallischen Schienenvorprofils.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Formung eines metallischen
Schienenvorprofils, das anschließend nach dem Universal-Schienenwalzverfahren gewalzt werden soll.
Diese Vorprofile, die einaigrob profilierten Querschnitt
haben, sind bislang meistens durch Walzen in Duo-Walzgerüsten geformt worden.
Zweck der Erfindung ist es, ein neues Verfahren zur Vorprofilformung
vorzuschlagen, das das Vorhandensein einer Gruppe von Universal-Walzgerüsten und Stauchgerüsten (Universal-Walzgerüst
und Duo-Walzgerüst) in einem Walzwerk maximal ausnutzt, wobei das oder die herkömmliche (n) '»breakdown" unterdrückt
wird bzw. werden.
Das Verfahren der Erfindung weist zwei Hauptphasen auf:
bei den ersten Stichen eine erste Phase zum walkenden Bearbeiten des Bereichs, der den Steg bilden soll, bewirkt mittels
der Horizontalwalzen des Universal-Walzgerüsts, begleitet
von einer Reduzierung des Schienenkopfs durch eine der Vertikalrollen}
bei den folgenden Stichen eine zweite Phase zur gleichzeitigen Reduzierung des Stegs und der Flanken des Schienenkopfs
.durch diejHorizontalwalzen und des Schienenfußes durch eine
der Vertikalrollen des Universal-Walzgerüsts, wobei die andere Rolle unwirksam ist.
Das zunächst stattfindende walkende Bearbeiten des Bereichs, der den Steg bilden soll, bedeutet eine vorrangige Reduzierung
dieses Bereichs zum Nachteil der Bereiche, die den Schienenfuß oder -kopf bilden sollen, und erlaubt, durch eine
rasche anfängliche Grobbearbeitung die Gesamtstichzahl herabzusetzen.
Wenn das Verhältnis zwischen der Breite des' Schienenfußes und der Dicke des Vorprofils beträchtlich ist, kann die Formung
des Schienenfußes durch aufeinanderfolgendes Spalten und Walzen
mittels unterschiedlicher Profilrollen vorgenommen werden.
Das Durchkneten und die gute Symmetrierung des Vorprofils werden durch Walzen in einem Kastenkaliber in dem .normalerweise
dem Universal-Walzgerüst zugeordneten Duo-Walzgerüst erhalten. Es ist vorteilhaft, das Duo-Walzgerüst und das Universal-Walzgerüst
nebeneinander oder auf versetzten Achsen anstatt in Reihe aufzustellen, um nicht auf die Formbeanspruchungen der
Kaliber oder auf die ,Stichfolgen Rücksicht nehmen zu müssen.
Für die Durchführung der beiden Phasen des Verfahrens der Erfindung
wird dasselbe Paar Horizontalwalzen mit abgestuften Ballen verwendet, wobei die Stufe zwischen den beiden Ebenen
gleich der Tiefe der walkenden Stegbearbeitung der ersten Phase ist.
Die Erfindung wird beim Lesen der folgenden Beschreibung, welche auf die beiliegenden Zeichnungen Bezug nimmt, besser verstanden
werden. Es zeigen
-; :.. .; ν;-;- 341 ο 161
Fig. 1 den Anfangsquerschnitt im Walzspalt des Universal-Walzgerüsts
der Erfindung,
Fig. 2 einen Schnitt des Anfangsquerschnitts mit - in Rechtsbzw. Linkssehraffur - den während der ersten bzw. zweiten
Phase des Verfahrens der Erfindung aufgebrachten
Reduzierungen,
Reduzierungen,
Fig. 3A bis 3C drei Vertikalrollentypen mit offenem Profil,
die zum Spalten des Fußes gemäß dem Verfahren der Erfindung geeignet sind,
die zum Spalten des Fußes gemäß dem Verfahren der Erfindung geeignet sind,
Fig. 4A und 4B das Spalten und Walzen des Fußes mit den Rollen der Fig. 3A und 3C, bewirkt während der ersten (Fig. 4A)
und zweiten Phase (Fig. 4b) des Verfahrens der Erfindung,
Fig. 5A bis 5D vier Varianten sämtlicher Schritte eines vollständigen
Universal-Walzens gemäß der Erfindung vom Anfangsquerschnitt bis zur Erlangung des Endprofils,
Fig. 6 das Walzen des exakten Vorprofils im Duo-Walzgerüst und Fig. 7 die Lage des exakten Vorprofils im Anfangsquerschnitt.
Der Anfangsquerschnitt 1 geht in das Walzgerüst der Erfindung, das aus zwei Horizontalwalzen 2, 3 mit einen Absatz aufweisenden
Ballen und aus zwei Vertikalrollen 4, 5 gebildet ist.
Jede Horizontalwalze 2, 3 weist einen zylindrischen Bereich 2a, 3a größeren Durchmessers auf, der zum walkenden Bearbeiten des
den Steg bildenden Bereichs während der ersten Phase und zu
dessen Reduzierung während der zweiten Phase dient. Der Bereich ^.o, 3b kleineren Durchmessers dient ausschließlich während der zweiten Phase zur Reduzierung der Flanken des Schienenkopfs.
dessen Reduzierung während der zweiten Phase dient. Der Bereich ^.o, 3b kleineren Durchmessers dient ausschließlich während der zweiten Phase zur Reduzierung der Flanken des Schienenkopfs.
Im Laufe der ersten Phase werden also
die Horizontalwalzen 2a, 3a verwendet, um das Produkt 1 mitzunehmen,
wobei im wesentlichen der Bereich reduziert wird (Reduzierung 4.1 A), der den-Steg des Profils bilden soll (Walkphase),
und die Vertikalrollen 4, 5 hauptsächlich verwendet, um das Produkt 1 in der vertikalen Walzebene der Linie XX zu zentrieren,
die im allgemeinen mit der vertikalen Symmetrieebene des Profils auseinanderfällt. Da die auf beiden Seiten der Walzachse
XX gelegenen Profilbereiche nicht ähnlich sind, entsteht der mittlere Streckgrad tatsächlich nicht von selbst auf beiden
Seiten gleichartig.
Das Fließen des Metalls neigt dazu, in einer Richtung vor sich zu gehen, die von der Walzachse mehr oder minder abweicht, je
nachdem ob der Unterschied der auf beiden Seiten der Walkachse gelegenen Volumina mehr oder minder bedeutend ist. Ohne Kompensation
weicht die Austrittsrichtung des Walzguts von der Walzrichtung ab. Man sagt, daß der Walzstab "sichelt".
Um das Zusammenfallen der Austrittsrichtung wiederherzustellen, muß eine ergänzende LängsStreckung durch eine zusätzliche Reduzierung
im Bereich des stärksten Anfangsquerschnitts bewirkt
werden, d.i. im allgemeinen auf der Schienenkopfseite, wo die Rolle 5 einen bestimmten direkten Druck ausübt, der dazu bestimmt
ist, das Gleichgewicht wiederherzustellen, während die Fußrolle 4 nur einen indirekten, dem Walken des Stegs gemäßen Gegendruck
ausüben kann.
Unter Berücksichtigung der Tatsache jedoch, daß die Kopfrolle 5 nur während der ersten Phase des Verfahrens arbeitet, bis
der Kopf gegen die Horizontalwalzen 2, 3 zur Anlage gekommen ist, ist es ratsam, während dieser ersten Phase die gesamte für
den Schienenkopf bestimmte Reduzierung ^1C durchzuführen.
Da diese Reduzierung im Prinzip über der bloßen ergänzenden Reduzierung liegt, welche die Aufrechterhaltung der Austrittsrichtung des Produkts bezweckt, muß durch direkten Druck auch
der Fuß mit der Vertikalrolle 4 reduziert werden (Reduzierung
In der Praxis ist es notwendig, die angemessenen Reduzierungen anzuwenden, indem auf die verschiedenen Parameter eingewirkt
wird, welche die Gleichgewichtsbedingungen des Systems der Walzkräfte leiten. Die geeignetsten in Betracht kommenden
Parameter sind die Walzendurchmesser, und zwar vor allem diejenigen
der Rollen, deren Verhältnis untereinander durch die Reduzierungs-4 definiert ist, sowie der Druck- und Reduzierungsgrad
und der Fließwert.
Die erste Phase endigt, wenn das Walken iLA des Stegs bis zu
einer Tiefe bewirkt worden ist, die dem Absatz der Bereiche 3a, 3b (2a, 2b) der Walzen entspricht.
Im Laufe der zweiten Phase:
bewirken die Horizontalwalzen, 2, 3 eine Reduzierung ApA an
dem Steg mittels ihres Bereichs 2a, 3a und eine gleiche Reduzierung /J JF an den Flanken des Schienenkopfs mittels ihres
Bereichs 2b, 3b.
ist die Kopfrolle 5 unwirksam, während die Fußrolle 4 eine Reduzierung
4pP bewirkt.
Bei Schienen von verhältnismäßig großer Fußbreite wird (mit Rücksicht auf die Dicke des Anfangsquerschnitts) das Verfahren
zur Formgebung durch aufeinanderfolgendes Spalten und Walzen des Schienenfußes angewandt, wobei unterschiedliche Rollen benutzt
werden, die wechselweise gemäß einer Teilfolge walzen.
.. ;:■_. :.. -.;. ν;.-χ- 3 A ι ο 161
■ - 8 -
So können die drei Rollen 4a, 4b, 4c des offenen Typs, wie sie in den Fig. 3A, 3B, 3C in Halb-profilen gezeigt sind, vorteilhafterweise
z.B. gemäß einer Folge a, a, c, c, angewandt werden, wo das von der Rolle 4a (Fig. 4A) bewirkte tiefe Spalten,
die.den Grund des Stegs aufspaltet, von einem Walzen durch die Rolle 4c (Fig. 4B) während der Reduzierung des Stegs gefolgt
ist.
Diese unterschiedliche Profile aufweisenden Rollen können sich
auf mehreren aufeinanderfolgenden Walzgerüsten oder auch auf speziellen Rollenträgern befinden wie auf an sich bekannten
Spring-Rollenträgern oder auf Turm-Rollenträgern, wie sie Gegenstand der französischen Patentanmeldung No. bilden.
Während der zweiten Phase des Verfahrens ist es erforderlich, das Gleichgewicht der Längsstreckungen beiderseits der vertikalen
Walzebene zu realisieren. Der seitliche Schub, dem das Vorprofil durch die Wirkung der Vertikalrolle ausgesetzt ist,
muß von den Horizontalwalzen übertragen und auf an sich bekannte Weise (z.B. Anschläge der Walzen) von dem Walzgerüst absorbiert
werden.
Das gemäß einer geeigneten Wechselfolge mit dem Spalten bewirkte Walzen wird in einem Stauchgerüst ausgeführt, und zwar in dem
dem Universal-Walzgerüst bei einem Universal-Walzwerk üblicherweise zugeordneten Duo-Stauchgerüst. Dieses Duo-Walzgerüst 7
(Fig. 6) hat zum Ziel, das Vorprofil 1' in dem Kastenkaliber
der Walzen 12, 13 zu walzen, um ein gutes Durchkneten der Enden des Schienenfußes und eine gute Symmetrie der Form entlang der
Horizontalebene YY zu gewährleisten sowie ihm die genaue Form des Schienenrohlings zu geben.
Fig. 7 zeigt die Lage des Vorprofils 1' im Anfangsquerschnitt 1
und den relativen Standort (inbezug auf den Anfangsquerschnitt 1) der Walzen 2, 3 und Rollen 4, 5 des Universal-Walzgerüsts
sowie der Walzen 12, 13 des Duo-Walzgerüsts.
Wie in Fig. 5A dargestellt, können das Duo-Walzgerüst und das Universal-Walzgerüst in Reihe aufgestellt werden. Bevorzugt
werden jedoch, wie es die drei in den Fig. 5B, 5C, 5D dargestellten
Walzenstraßen erkennen lassen, obschon das nicht obligatorisch ist, das Duo-Walzgerüst und das (die) Universal-Walzgerüst(e)
nebeneinander (Fig. 5B, 5D) oder zumindest auf versetzten Achsen aufgestellt (Fig. 5C).
In Fig. 5B ist der bsp. durch Stranggießen erhaltene Anfangsquerschnitt 1 symbolisch am Eingang der Vorbearbeitung gemäß
der Erfindung dargestellt, die von dem nebeneinander aufgestellten Universal-Walzgerüst 6 und Duo-Walzgerüst 7 gebildet
ist. Die Pfeile 8 symbolisieren die abwechselnden Durchgänge des Blocks zwischen den Walzgerüsten 6 und 7 während der zweiten
Phase.
Das Walzen wiKl dann auf herkömmliche Weise gemäß dem Universal-Verfahren
in Universal-Walzgerüsten und Stauchgerüsten gemäß
einem Vor- 9, Zwischen- 10 und Fertigwalzschritt 11 bis zur
Erzielung des Endprofils gemäß dem Verfahren des DBP 1 452 fortgesetzt.
Das Schema der Fig. 5C unterscheidet sich von dem der Fig. 5B dadurch, daß die beiden Universal-Walzgerüste 6 und 61 eines
Tandems verwendet werden, dessen Walzgerüst 7 versetzt angeordnet ist, um die erfindungsgemäße Formgebung zu verwirklichen.
Das Schema der Fig. 5D unterscheidet sich von dem der Fig. 5B dadurch, daß das geformte Vorprofil erfindungsgemäß in einem
Tandem 9* vorgewalzt wird.
Wie gesagt kennzeichnet sich das Verfahren der Erfindung also dadurch, daß bei den ersten Stichen die walkende Bearbeitung
des zur Bildung des Stegs der Schiene bestimmten Bereichs zum Nachteil der Bereiche gefördert wird, welche den Schienenfuß
- 10 - ·
- 10 -
und -kopf bilden sollen, wenn Stärken bzw. Dicken noch beträchtlich
sind, und.zwar um die Seitenkräfte klein zu machen, wobei man zugleich darum bemüht ist, sie auszugleichen, und
um schnell die Möglichkeiten seitlicher Reaktion der Horizontalwalzen in Abhängigkeit von der Walzspalthöhe ihrer Flanken
zu verstärken, die bei jedem Stich steigt.
Der Anfangsquerschnitt muß vollkommen in der vertikalen Walzebene
zentriert sein. Deshalb ist es vorteilhaft, im Anfang der ersten Phase ein Rollenführungssystem aufwärts und abwärts
der Achse der Rollen zu verwenden, die das Walzgut führen, wenn es, schon zwischen den Bereichen 2a, 3a der Horizontalwalzen
erfaßt, noch nicht von den Vertikalrollen 4 und 5 des WaIzgerüsts
geführt ist.
Claims (7)
- DIPL.-ING. DR. JUR. W. BÖHMEN 8500 N Ü RN B E"RG 7O, den 19-3.1984/DIPL.-ING E.KESSEL Frauentorgraben 73 (am Plarrar) D-3, , BAUME Telefon: (0911) 227362, 204296DIPL.-ING. V. DWΓΙIVIt Telegrammadresse: PATBOMPATENTANWÄLTE TeIex Nr °*236S8Bankkonto: Deutsche Bank Nürnberg(BLZ 76070012) Nr. 0137315 Postscheckkonto: Amt Nürnberg Nr. 44852-653Patentansprüche.j Verfahren zur Formung eines Schienenvorprofils, ausgehend von einem rechteckigen Anfangsquerschnitt, dadurch gekennzeichnet, daß es im wesentlichen zwei in einem Universal-Walzgerüst (6) verwirklichte Phasen aufweist:bei den ersten Stichen eine Phase zum walkenden Bearbeiten des Bereichs, der den Steg bilden soll, durch mittels der Horizontalwalzen (2, 3) bewirkte Reduzierung, begleitet von einer Reduzierung des Schienenkopfs durch eine der Vertikalrollen $bei den folgenden Stichen eine Phase zur gleichzeitigen Reduzierung des Bereichs, der den Steg bilden soll, und des Bereichs, der die Planken des Schienenkopfs bilden soll, durch die Horizontalwalzen (2, 3)> sowie des Bereichs, der den Schienenfuß bilden soll, durch eine (4) der Vertikalrollen des Universal-Walzgerüsts (6), wobei die andere Rolle (5) unwirksam ist.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Entstehung befindliche Vorprofil während der zweiten Phase in den Kastenkalibern eines Duo-Walzgerüsts (7) nach einer für seinen Durchgang in dem Universal-Walzgerüst (6) geeigneten Wechselfolge gewalzt wird.
- 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Universal-Walzgerüst (6) und das Duo-Walzgerüst (7) nebeneinander angeordnet werden.
- 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Universal-Walzgerüst (6) und das Duo-Walzgerüst (7) auf versetzten Achsen angeordnet werden.
- 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß während der zweiten Phase die Formung des " Schienenfußes durch aufeinanderfolgendes Spalten und Walzen mittels unterschiedlicher Profilrollen (4a, 4b, 4c) vorgenommen wird.
- 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß während des Bearbeitens des Stegs eine seitliche Führung des in der Entstehung befindlichen Vorprofils vorgesehen wird.
- 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß Horizontalwalzen mit abgestuften Ballen verwendet werden, die einen zylindrischen Bereich (2a, 3a) größeren Durchmessers, der während der ersten Phase des Verfahrens zum Bearbeiten des Stegs und während der zweiten Phase zu dessen Reduzierung dient, und einen zylindrischen Bereich (2b, 3b) kleineren Durchmesser aufweisen, .der ausschließlich zur Reduzierung der Flanken des Schienenkopfs während der zweiten Phase des Verfahrens dient.
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8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |