DE69512758T2

DE69512758T2 - Verfahren und Vorrichtung zum Führen von Rundstahlstäben

Info

Publication number: DE69512758T2
Application number: DE69512758T
Authority: DE
Inventors: Yukihiro Hoashi; Hidenori Kondo; Ryo Takeda
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1994-12-28
Filing date: 1995-12-28
Publication date: 2000-04-06
Anticipated expiration: 2015-12-29
Also published as: EP0720875A1; US5743127A; KR960021195A; KR100258660B1; DE69512758D1; EP0720875B1; JP3759201B2; JPH08229609A

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

1. Erfindungsgebiet

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Führen von Rundstahlstäben und das zugehörige Verfahren zum Führen von gewalztem Material, zum Beispiel einem Rundstahlstab, in einem Maßwalzgerüst. Konkret hält die Vorrichtung und das zugehörige Verfahren zum Führen von Rundstahlstäben Rundstahlstäbe verschiedener Abmessungen am Einlaß eines Walzgerüstes und führt die Rundstahlstäbe stabil den entsprechenden Walzenzwischenräumen zu, wenn ein Rundstahlstab gewalzt werden soll. Bei dem Walzgerüst kann es sich beispielsweise um ein Dreiwalzengerüst, ein Vierwalzengerüst oder eine ähnliche Vorrichtung handeln.

2. Beschreibung des Standes der Technik

Vorrichtungen und Verfahren zum maßgerechten Walzen von Walzgut mit rundem Querschnitt, zum Beispiel von Rundstahlstäben, Stahlstangen, Drähten u. ä., lassen sich allgemein je nach der Walzenanzahl pro Gerüst in einem Walzwerk in Zwei-, Drei- oder Vierwalzentypen einteilen. Bei diesen Verfahren wird ein Rundstahlstab in mehreren Durchläufen von einem Walzenpaar bei Änderung der Walzrichtung gewalzt. Ein Rundstahlstab mit abgerundet quadratischem Querschnitt ist mit dem Zweiwalzenverfahren herzustellen. Ein Rundstahlstab mit abgerundet fünfeckigem Querschnitt ist mit dem Dreiwalzenverfahren herzustellen. Weiterhin ist ein Rundstahlstab mit abgerundet achteckigem Querschnitt mit dem Vierwalzenverfahren herzustellen.
Die gewalzten Rundstahlstäbe zeigen eine Querschnittsdifferenz Δd zwischen einem Maximaldurchmesser d&sub1; und einem Minimaldurchmesser d&sub2;, wobei die Differenz Δd = d&sub1; - d&sub2; beträgt. Wenn bei den obigen Verfahren die durch das Walzen bewirkte Verringerung einen Grenzwert überschreitet, baucht sich der Rundstahlstab aus dem Raum zwischen den Walzen heraus, wodurch ein fehlerhaftes und unbrauchbares Erzeugnis entsteht. Eine starke Walzreduktion führt allerdings zu einem wünschenswerten breiteren Abmessungsbereich.
Im folgenden wird unter Bezugnahme auf Fig. 8A und 8B das Vierwalzenverfahren beschrieben. Fig. 8A zeigt eine Seitenansicht einer Walzenanordnung, Fig. 8B eine Vorderansicht des Vierwalzenverfahrens. Bei diesem Verfahren umfassen zwei Sätze von Vierwalzengerüsten jeweils vier Walzen 23A, 23B, 23C und 23D. Die vier Walzen 23A-23D bilden die Walzenpaare, die in Reihe als erstes Gerüst 21 und zweites Gerüst 22 angeordnet sind, um einen rohen Rundstahlstab W in zwei senkrecht zueinander stehenden Richtungen in die gewünschten Abmessungen zu bringen. In Walzrichtung ist jede der Walzen von Gerüst zu Gerüst in einem Winkel von 45º versetzt.
Weiterhin wird ein Vierwalzenverfahren bevorzugt, weil dieses Verfahren zu geringeren Breitenänderungen führt und dementsprechend eine geringere Breitenverformung als beim Zweiwalzenverfahren stattfindet. Weiterhin kann das Vierwalzenverfahren zu einem mit größerer Genauigkeit hergestellten Erzeugnis führen. Das Vierwalzengerüst ist zum Beispiel aus dem US-Patent Nr. 5,363,682 der gleichen Erfinder bekannt.
Wenn das Maßwalzen mittels des Zweiwalzenverfahrens, des Dreiwalzenverfahrens oder des Vierwalzenverfahrens erfolgt, sollte eine Führungsvorrichtung für die Rundstahlstab am Einlaß eines Walzgerüstes angeordnet sein, um einen Rundstahlstab korrekt auszurichten und in den Zwischenraum zwischen den Walzen zu führen. Eine herkömmliche Führungsvorrichtung 30 vom Walzentyp ist in Fig. 9A und 9B dargestellt. Fig. 9A zeigt eine Draufsicht der herkömmlichen Führungsvorrichtung, Fig. 9B eine Seitenansicht. Die Führungsvorrichtung 30 vom Walzentyp weist Walzenhalter 33, 33' auf, die aus Blattfedern gebildet sind. Die Blattfedern sind symmetrisch in vertikaler Richtung an beiden Seiten einer Öffnung angebracht, die in einem Hauptführungskörper 31 ausgebildet ist. Der Hauptführungskörper 31 weist einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt auf. Drehzapfen 32, 32' und Führungswalzen 34, 34' sind drehbar an den äußeren Enden der jeweiligen Walzenhalter 33, 33' angebracht und definieren gegeneinandergerichtete Walzenoberflächen. Die Blattfedern, die die Halter 33, 33' bilden, weisen gewöhnlich eine Federkonstante von 1000 kgf/mm oder mehr auf.
Die Führungsvorrichtung 30 vom Walzentyp ist am Einlaß des Walzgerüstes montiert. Ein Rundstahlstab bewegt sich zwischen den Führungswalzen 34, 34' vorwärts und wird in den Zwischenraum der Walzen des Gerüstes geführt. Die Elastizitätskraft der Blattfedern preßt die Rührungswalzen 34, 34' gegen den Rundstahlstab. Da Rundstahlstäbe verschiedener Durchmesserarten verwendet werden können, muß der Abstand zwischen den Rührungswalzen 34, 34' an die jeweilige Größe des Rundstahlstabes angepaßt werden. Der Abstand zwischen den Walzen wird eingestellt, indem das Walzgerüst angehalten wird und obere und untere Grenzwerteinstellschrauben 35 und 36, die axial an gegenüberliegenden Seiten der Drehzapfen 32, 32' der jeweiligen Walzenhalter 33, 33' angebracht sind, von Hand festgezogen oder gelockert werden. Wenn die obere Grenzwerteinstellschraube 35 gegen den Hauptführungskörper 31 stößt, kann der Abstand zwischen den Führungswalzen 34, 34' nicht weiter vergrößert werden. Wenn hingegen die untere Grenzwerteinstellschraube 35 gegen den Hauptführungskörper 31 stößt, kann der Abstand zwischen den Führungswalzen 34, 34' nicht weiter verringert werden.
Wenn der Abstand zwischen den Walzen zu gering ist, wird sich der Rundstahlstab verklemmen oder die Führungswalzen 34, 34' nicht passieren, wodurch ein "Walzfehler" auftritt. Wenn umgekehrt der Abstand zwischen den Walzen zu groß ist, kann ein Rundstahlstab nicht fest dazwischen gehalten werden. Dies führt dazu, daß sich der Rundstahlstab durch das Walzen verdreht, daß sich die Abmessungsgenauigkeit extrem verschlechtert, daß Walzfehler auftreten und Ähnliches.
Eine Führungsvorrichtung 30 vom Walzentyp kann auch am Einlaß eines Vierwalzengerüstes montiert werden. Da die Vierwalzengerüste bevorzugt werden, können in diesem Falle Rundstahlstäbe verschiedener Größen und Abmessungen mit den gleichen Walzen gewalzt werden, wobei lediglich der Abstand zwischen den Walzen verändert wird. Es ist nicht notwendig, die Walzen wegen der unterschiedlichen Rundstahlstababmessungen auszuwechseln.
Vorzugsweise wird der Abstand zwischen den Führungswalzen eingestellt, ohne das Walzgerüst anzuhalten. In diesem Falle kann eine Einstellvorrichtung die Form einer teuren, ferngesteuerten Einstelleinrichtung aufweisen, die den Abstand zwischen den Führungswalzen mittels hydraulischer oder ähnlicher Mechanismen automatisch einstellt, nachdem der Rundstahlstab die Walzen passiert hat. Bei einer Vorrichtung, die mit einer ferngesteuerten Einstelleinrichtung ausgestattet ist, ist es nicht notwendig, das Walzgerüst zum Einstellen des Abstandes zwischen den Führungswalzen 34, 34' anzuhalten. Allerdings weisen die Vorrichtung und die ferngesteuerte Einstelleinrichtung eine sehr komplexe Struktur auf und sind teuer. Diese Vorrichtung erfordert einen Kostenaufwand, der sie unpraktikabel werden läßt.
Die herkömmliche Führungsvorrichtung 30 vom Walzentyp mit Blattfedern zeigt Probleme hinsichtlich der Abstandseinstellung, die hier kurz dargelegt werden sollen. Obwohl die Blattfedern, die die Walzenhalter 33, 33' bilden, eine große Federkonstante von 1000 kgf/mm oder mehr aufweisen, ist die eigentliche Abstandseinstellung zwischen den Führungswalzen 34, 34' sehr schwierig. Die Abstandseinstellung gegen die Elastizitätskraft der Blattfedern ist schwierig, so daß häufig Einstellfehler auftreten. Weiterhin verschlechtert sich die Abmessungsgenauigkeit durch Walzfehler und Verdrehungen auf Grund von Abstandseinstellfehlern.
Bei einer Vorrichtung, die die manuelle Einstellung des Abstandes zwischen den Führungswalzen 34, 34' je nach dem Durchmesser eines Rundstahlstabes erfordert, muß das Walzgerüst zur Abstandseinstellung zwischen den Walzen angehalten werden. Bei häufigem Wechsel der Durchmesser der Rundstahlstäbe sinkt somit die Produktivität erheblich.
Die japanische Gebrauchsmusteroffenlegung Nr. 1-109309 offenbart eine Walzgerüstvorrichtung vom Zweiwalzentyp, die eine Walzenabstandseinstelleinrichtung und ein elastisches Teil zur Erzeugung einer Spannung zwischen den Walzenhaltern aufweist. Die Vorrichtung verwendet eine Blattfeder mit einer Federkonstante von 0,92-2,95 kgf/mm, um falsche Walzgutdurchmesser, verursacht durch die als "Materialschwingung" bezeichnete Schwingung des Walzgerüstes an der Auslaßseite, zu verhindern. Sie erreicht jedoch nicht die gewünschte Walzgenauigkeit, da die Feder eine sehr geringe Federkonstante aufweist, die für das Verschieben eines Führungswalzenpaares nicht ausreicht. Obwohl die Vorrichtung mit einer Grenzwerteinstellschraube an der geschlossenen Seite zur Einstellung eines Mindestabstandes zwischen den Führungswalzen ausgestattet ist, weist sie darüber hinaus an der offenen Seite keine Grenzwerteinstellschraube zur Einstellung eines Maximalabstandes zwischen einem Führungswalzenpaar auf. Deshalb kann diese Vorrichtung nicht die gewünschte Walzgutgenauigkeit gewährleisten. Wenn weiterhin ein Rundstahlstab elastisch mit vorbestimmter Kraft gehalten wird, erfordert die geringere Federkonstante eine größere und damit sperrigere Vorrichtung.
Weiterhin wird in Fig. 10A und 10B eine bekannte Führungsvorrichtung 40 vom Mehrwalzentyp für ein Mehrwalzengerüst dargestellt. Bei einem Vierwalzengerüst führt eine Führungsvorrichtung Walzgut wie zum Beispiel einen Rundstahlstab W zum Zwischenraum zwischen den Walzen, wobei der Rundstahlstab W in Außenumfangsrichtung von einem Paar von jeweils vier Führungswalzen 41, 42, 43 und 44 gehalten wird. Weiterhin zeigt Fig. 10B eine bekannte Führungsvorrichtung für ein Dreiwalzengerüst. Diese Führungsvorrichtung führt einen Rundstahlstab W zu den Walzenzwischenräumen, wobei der Rundstahlstab W in Außenumfangsrichtung von drei Führungswalzen 41, 42 und 43 gehalten wird.
Bei der Führungsvorrichtung 40 vom Mehrwalzentyp wird eine gewalzte Fläche "a" des Stahlstabes W, der in einem vorderen Teil des Pfades gewalzt wird, von den Führungswalzen 41, 42, 43 und 44 in jeder der Zweiwalzen-, Dreiwalzen- und Vierwalzenvorrichtungen gehalten. Es wurde davon ausgegangen, daß die gewalzte Fläche "a" stabil gehalten wird, um mittels der Kaliberwalzen eine gegebene Form zu erzeugen. Weiter wurde davon ausgegangen, daß eine freie (nicht gewalzte) Oberfläche "b" in geeigneter Weise geformt ist, da ihre Form je nach den Bedingungen wie zum Beispiel dem Typ des Rundstahlstabes W, der Walztemperatur u. ä. variiert. Das herkömmliche Verfahren des Haltens der gewalzten Fläche "a" des Rundstahlstabes W erfordert jedoch eine größere Anzahl von Walzen im Walzgerüst. Es ist deshalb schwieriger, den Rundstahlstab W in geeigneter Weise zu halten, da die Differenz Ad zwischen der Maximal- und Minimalgröße des Querschnittes des Rundstahlstabes W reduziert wird. Der Rundstahlstab W könnte nicht korrekt gewalzt werden und könnte sich zwischen den Walzgerüsten verdrehen, was zu einem fehlerhaften Erzeugnis führen würde. Problematisch wäre weiterhin, daß große, teure Ausrüstungen benötigt werden, um die oben angeführten Probleme zu verhindern. Das US-Patent Nr. 4,212,181 offenbart einen Mechanismus zum automatischen Zentrieren von Unterführungswalzen und zum Einstellen eines Klemmzustandes von Unterführungswalzen zum Einsatz in der Materialführungsvorrichtung eines Walzgerüstes. Aus dem gleichen US-Patent ist weiterhin der Einsatz eines Paares von schwenkbaren Walzenhaltern bekannt, die zwei Hauptführungswalzen tragen.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, die bei herkömmlichen Vorrichtungen festgestellten Probleme zu lösen.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Führen von Rundstahlstäben zu schaffen, wobei das Verdrehen und/oder Beschädigen des Rundstahlstabes verhindert wird.
Diese Ziele werden durch die Gegenstände der selbständigen Ansprüche 1 und 2 erreicht. Weitere Verbesserungen und Ausführungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen 3-8 definiert.
Die Erfinder haben festgestellt, daß beim Walzen eines Walzguts, zum Beispiel eines Rundstahlstabes, in einem Dreiwalzen- oder Vierwalzengerüst die entstehenden Umfangslinien oder deren Kreisform denen eines mit einem Zweiwalzenverfahren gewalzten Rundstahlstab überlegen sind. Weiterhin sind die vorliegende Vorrichtung und das Verfahren zum Führen von Rundstahlstäben für Dreiwalzen- oder Vierwalzen-Maßwalzgerüste geeignet, selbst wenn eine Führung des Rundstahlstabes am Einlaß nur eine relativ geringe Haltekraft aufweist. Es kann somit unabhängig von der Anzahl der eingesetzten Walzen ein ausgezeichnetes Ergebnis erzielt werden. Weitere Ziele, Vorteile und hervorragende Merkmale der Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung deutlich, die zusammen mit den beigefügten Zeichnungen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung offenlegt.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die Erfindung wird im Detail unter Bezugnahme auf die folgenden Zeichnungen beschrieben, in denen sich gleiche Kennziffern auf gleiche Elemente beziehen.
Fig. 1 zeigt eine Querschnittsteilansicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Vorrichtung zum Führen von Rundstahlstäben;
Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 zeigt eine Außenansicht eines Vierwalzengerüstes, an dem die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Führen des Rundstahlstabes angebracht ist;
Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht, mit der verdeutlicht wird, wie ein Rundstahlstab von einer erfindungsgemäßen Führungsvorrichtung gehalten wird;
Fig. 5 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines Rundstahlstabes, der mittels der Walzen gemäß Fig. 4 gewalzt wird;
Fig. 6 zeigt ein Diagramm der Verhältnisse von Rundstahlstäben mit fehlerhaftem Durchmesser für verschiedene Walzabmessungen;
Fig. 7 zeigt ein Diagramm einer Korrelation zwischen der Haltekraft eines Rundstahlstabes, einem Verdrehungswinkel des Rundstahlstabes und dem Verhältnis des Auftretens von Walzenverklemmungen;
Fig. 8 zeigt eine Anordnung, wobei Fig. 8A eine Seitenansicht der Walzenanordnung in einem Vierwalzengerüst und Fig. 8B eine Vorderansicht der in Fig. 8A dargestellten Walzenanordnung zeigt;
Fig. 9A zeigt eine Draufsicht auf eine herkömmliche Vorrichtung zum Führen von Rundstahlstäben, Fig. 9B eine Seitenansicht der in Fig. 9A dargestellten Vorrichtung;
Fig. 10 zeigt eine Vorderansicht einer Vorrichtung zum Führen von Rundstahlstäben an einem herkömmlichen Mehrwalzengerüst.

DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

Im folgenden wird eine erste bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Fig. 1 zeigt eine Querschnittsteilansicht einer Vorrichtung 1 zum Führen von Rundstahlstäben. Fig. 2 zeigt eine Seitenansicht, teilweise im Querschnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1. Die Führungsvorrichtung 1 weist Walzenhalter 4, 4' auf, die schwenkbar an den Ober- und Unterseiten einer Öffnung in einem Hauptführungskörper 2 angebracht sind. Der Hauptführungskörper 2 besitzt einen im wesentlichen C-förmigen Querschnitt bei der Blickrichtung durch die Drehzapfen 3, 3'. Die Walzenhalter 4, 4' sind symmetrisch in vertikalem Abstand um die Öffnung des Hauptführungskörpers 2 angeordnet.
An den Enden der Walzenhalter 4, 4' sind Führungswalzen 5, 5' drehbar angebracht. Die Führungswalzen 5, 5' weisen Walzenflächen 6 auf, die jeweils mit einer V- förmigen Nut versehen sind. Die V-förmigen Nuten sind so positioniert, daß sie einander gegenüberliegen, und werden von Wellen 7 und Lagern 8 gehalten. Ein Walzenabstand L befindet sich zwischen den Führungswalzen 5, 5' und ändert sich von einem Maximalabstand Lmax zu einem Minimalabstand Lmin, wenn die Walzenhalter 4, 4' eine nach oben und unten schwenkende oder wippende Bewegung um die Drehzapfen 3, 3' vollführen.
Mindestens eine obere oder offene Grenzwerteinstellschraube 9 und mindestens eine untere oder geschlossene Grenzwerteinstellschraube 11 sind mittels Gewinde in Bohrungen in jeden der Walzenhalter 4, 4' eingeschraubt. Die Einstellschrauben 9 und 10 sind an den Vorder- und Rückseiten der Walzenhalter 4, 4' an den Seiten der Haltewellen 3, 3' positioniert (Fig. 2). Der Abstand zwischen einer Schraubenspitze 10 der oberen Grenzwerteinstellschraube 9 und dem Hauptführungskörper 2, gegen den die Schraubenspitze 10 drückt, wird durch manuelles Drehen der oberen Grenzwerteinstellschraube 9 eingestellt. Der Walzenabstand L kann auf den Maximalwert Lmax eingestellt werden, wenn beide Führungswalzen 5, 5' geöffnet sind. In gleicher Weise wird der Abstand zwischen einer Schraubenspitze 12 der unteren Grenzwerteinstellschraube 11 und dem Hauptführungskörper 2, gegen den die Schraubenspitze 12 drückt, durch manuelles Drehen der unteren Grenzwerteinstellschraube 11 eingestellt. Der Walzenabstand L kann auf den Minimalwert Lmin eingestellt werden, wenn beide Führungswalzen 5, 5' geschlossen sind.
Wenn die Spitze 10 der oberen Grenzwerteinstellschraube 9 gegen den Hauptführungskörper 2 drückt, kann der Walzenabstand zwischen den beiden Führungswalzen 5, 5' nicht weiter vergrößert werden. Wenn andererseits die Spitze 12 der unteren Grenzwerteinstellschraube 11 gegen den Hauptführungskörper 2 drückt, kann der Walzenabstand zwischen den Führungswalzen 5, 5' nicht weiter verringert werden.
An beiden Seiten der Walzenhalter 4, 4' sind Befestigungsschraubeneinstellvorrichtungen 13 vertikal in einer allgemein gegenüberliegenden Ausrichtung zu den Führungswalzen 5, 5' angebracht. Ein Paar rechter und linker Vorspannteile, zum Beispiel Schraubenzugfedern 16, 16', sind zwischen den Befestigungsschraubeneinstellvorrichtungen 13 angebracht. Die Befestigungsschraubeneinstellvorrichtungen 13 dienen der Längeneinstellung der Schraubenfedern 16, 16'. Diese Schraubenzugfedern 16, 16' besitzen eine Federkonstante im allgemeinen Bereich zwischen ca. 5-100 kgf/mm. Die Kraft jeder Feder 16 und 16' kann durch die Veränderung der Federlänge eingestellt werden, indem eine Federkrafteinstellschraube 15, die am Federanschlag 14 der Befestigungsschraubeneinstellvorrichtungen 13 angebracht ist, weiter heraus- oder tiefer eingeschraubt wird. Somit kann die Rundstahlstabhaltekraft oder die Druckkraft der Führungswalzen 5, 5' auf ca. 100-500 kg eingestellt werden.
Im folgenden wird die Arbeitsweise der Erfindung beschrieben. Wenn die Führungsvorrichtung 1 an einem Mehrwalzen-Maßwalzgerüst, zum Beispiel einem Vierwalzengerüst, eingesetzt wird, ist eine starke Haltekraft zum Führen des Walzguts, zum Beispiel eines Rundstahlstabes W, nicht erforderlich. Allgemein würde in einem herkömmlichen Zweiwalzen-Walzprozeß eine Kraft von 1000 kg benötigt. Bei der Führungsvorrichtung 1 ist eine so große Kraft jedoch nicht nötig. Die ausreichende Haltekraft für die Führungsvorrichtung 1 liegt bei etwa 100-500 kg. Beträgt die Haltekraft weniger als 100 kg, so ist sie zu gering zum angemessenen Halten des Rund stahlstabes W, und die Differenz Δd des Durchmessers des Rundstahlstabes W kann 0,2 oder größer sein. Der dabei entstehende Rundstahlstab ist nicht akzeptabel. Wenn andererseits die Haltekraft 500 kg übersteigt, würde die Vorrichtung selbst unnötig groß und schwer werden. Sie würde unwirtschaftlich und im Einsatz unpraktisch. Außerdem ist ein mit der Führungsvorrichtung 1 versehenes Walzgerüst einfach zu behandeln und zu bedienen.
Das Vorspannteil in Form von Schraubenzugfedern 16, 16' drückt die Walzenhalter 4, 4' der Führungsvorrichtung 1 in die geschlossene Richtung, wodurch eine Haltekraft von 100-500 kg erzielt wird. Selbst wenn sich der Durchmesser des Rundstahlstabes W während des Walzens ändert, folgen die Führungswalzen 5, 5' automatisch der Durchmesseränderung des Rundstahlstabes, wobei die Schraubenzugfedern 16 auseinandergezogen oder zusammengedrückt werden. Es ist folglich nicht notwendig, den Abstand zwischen den Führungswalzen 5, 5' von Hand zu ändern, wenn die Führungsvorrichtung 1 verwendet wird.
Die Schraubenzugfedern 16, 16' drücken die Walzenhalter 4, 4' in die geschlossene Richtung und besitzen vorzugsweise eine Federkonstante von etwa 5-100 kgf/mm. Wenn die Federkonstante weniger als 5 kgf/mm beträgt, können die Walzenhalter 4, 4' nicht die Haltekraft von 100 kg aufbringen, um den Rundstahlstab W zu halten. Wenn die Federkonstante 100 kgf/mm übersteigt, beträgt die Haltekraft mehr als 500 kg. Es ist daher vorzuziehen, die Federkonstante möglichst gering zu halten, so daß sie einen Wert von im allgemeinen ca. 5-50 kgf/mm aufweist.
Weiterhin kann der Abstand L zwischen den Führungswalzen 5, 5' problemlos manuell mittels der Vorrichtungen 13 je nach dem Durchmesser des Rundstahlstabes W eingestellt werden. Dieses Einstellen kann sowohl vor als auch während des Walzens erfolgen, wenn sich der Durchmesser des Rundstahlstabes ändert.
Der Abstand zwischen den Führungswalzen 5, 5' wird mittels der unteren Grenzwerteinstellschrauben 11 auf einen unteren Grenzwert voreingestellt, der etwas niedriger ist als ein Mindestdurchmesser der zu walzenden Rundstahlstäbe W. Danach werden die Längen der Federn 16, 16', die die Walzenhalter 4, 4' in die geschlossene Richtung drücken, so eingestellt, daß den Führungswalzen 5, 5' eine Haltekraft von 100 kg oder mehr gegeben wird. Die Federn werden mittels der Federkrafteinstellschrauben 15 an den Befestigungsschraubeneinstellvorrichtungen 13 eingestellt. Wenn ein Walzvorgang beginnt, kann das Walzgut, zum Beispiel ein Rundstahlstab W, exakt zu den Walzenzwischenräumen geführt werden. Die Führungsvorrichtung 1 kann den Rundstahlstab W über dessen gesamte Länge mit einer Haltekraft von 100 kg oder mehr während des Walzens drücken und halten. Selbst wenn das Walzgut, zum Beispiel ein Rundstahlstab W, unterschiedliche Durchmesser aufweist, werden die Führungswalzen 5, 5' automatisch entsprechend dem Durchmesser des Rundstahlstabes W geöffnet. Dadurch wird die vorbestimmte Haltekraft am Rundstahlstab W, die durch die Federkraft der Schraubenzugfedern 16, 16' bewirkt wird, aufrechterhalten. Es ist daher nicht notwendig, den Walzvorgang zu stoppen, um den Abstand zwischen den Führungswalzen an unterschiedlich dimensioniertes Walzgut anzupassen.
Die durch die Schraubenzugfedern 16 bewirkte Haltekraft, die die Walzenhalter 4, 4' in die geschlossene Richtung drückt, übersteigt 500 kg nicht. Demzufolge wird das Walzgut, zum Beispiel ein Rundstahlstab W, durch die Führungswalzen nicht beschädigt. Weiterhin werden die Führungswalzen keinem übermäßig großen Widerstand ausgesetzt, so daß ein Rundstahlstab sie leicht und ohne zu verklemmen passieren kann.
In der oben beschriebenen Erfindung verwendet die Führungsvorrichtung 1 Federn 16, 16', um den Rundstahlstab W mit einer Kraft von allgemein etwa 100-500 kg zu halten. Dies ist jedoch nur als Beispiel aufzufassen, da die Erfindung nicht auf die oben beschriebene Konfiguration beschränkt ist. Anstelle der Federn können beispielsweise Zylinder oder Ähnliches verwendet werden.
Im folgenden wird ein Rundstahlstabhalteverfahren und eine entsprechende Vorrichtung zum Führen des Walzgutes, zum Beispiel eines Rundstahlstabes W, beschrieben. Fig. 4 zeigt eine Vorderansicht eines Rundstahlstabes, der von der Führungsvorrichtung 1 gehalten wird: Ein äußerer Umfang 6 jeder der Führungswalzen 5, 5' weist eine V-förmige Nut auf. Die V-förmige Nut weist eine Haltefläche 17 und eine Austrittsrinne 18 auf. Eine freie Fläche "b" des Rundstahlstabes W kann von den Führungswalzen 5, 5' an den V-förmigen Nuten gehalten werden.
Fig. 5 zeigt eine Teilansicht eines Walzgutes, zum Beispiel eines Rundstahlstabes W, der mittels der Walzen 23A-23D gewalzt wird. Die Haltefläche 17 der Führungswalzen 5, 5' fällt mit einem linearen Austrittsteil "j" des Kalibers der Walze 23A zusammen, wie in Fig. 5 dargestellt. Die Haltefläche 17 der Führungswalzen 5, 5' fällt mit einem Radius R des Kalibers der ersten Pfadwalze 23A zusammen. Der lineare Austrittsteil "j", der in Kontakt mit einer Bogenfläche steht, definiert einen Zen tralwinkel α. Die benachbarten Austrittsteile "j" des Kalibers der Walze 23C definieren Winkel Θ.
Selbst wenn also der Abstand "h" zwischen der Walze 23A im ersten Pfad und einer gegenüberliegenden Walze 23B (nicht dargestellt) geändert wird, ändert sich der Winkel Θ nicht. Anders gesagt: Selbst wenn der Abstand "e" zwischen den freien Flächen "b" des Walzgutes verändert wird, bleibt die Beziehung zwischen dem Winkel Θ und der Haltefläche 17 konstant.
Wenn das Walzgut, zum Beispiel ein Rundstahlstab W, von der Führungsvorrichtung 1 gehalten wird und sich am Walzeneinlaß der Führungswalzen 5, 5' befindet, wie in Fig. 4 dargestellt, rutschen der Rundstahlstab W und die Führungswalzen 5, 5' an der Haltefläche nicht. Somit kann der Rundstahlstab W mit einer nur minimalen Halte- oder Druckkraft sicher gehalten werden. Obwohl eine Verdrehkraft am Rundstahlstab W durch die Radiallasten der Führungswalzen 1 abgeleitet werden können, wird die Verdrehkraft von Längskräften der Walzenwellen aufgenommen. Somit werden Lasten, die von den Führungswalzen und den Walzenwellen aufgenommen werden, vermindert, so daß ein Verdrehen des Rundstahlstabes W verhindert und die Gesamtgröße der Ausrüstung reduziert wird.
Obgleich die Erfindung für den Einsatz von zwei Führungswalzen beschrieben wurde, ist dies nur als Beispiel aufzufassen und stellt keine Einschränkung dar. Jede geeignete Struktur, zum Beispiel vier Führungswalzen, kann verwendet werden. Wie in Fig. 3 dargestellt, werden Sätze von Vierwalzengerüsten in Reihe als erster Stand 21 und zweiter Stand 22 in einer Walzstraße angeordnet.
Es wurde ein Walzexperiment durchgeführt, wobei die Führungsvorrichtung 1 am Einlaß des zweiten Standes 22 angebracht wurde, wie in Fig. 3 als Phantombild dargestellt. Die Gerüste walzten ein Walzgut, zum Beispiel Rundstahlstäbe W. Das Vierwalzengerüst am ersten Stand 21 kann beispielsweise durch einen Elektromotor, das Vierwalzengerüst am zweiten Stand 22 beispielsweise durch einen Hydraulikmotor angetrieben werden. Die Vorspannteile, zum Beispiel Federn, weisen eine Federkonstante von allgemein etwa 30 kgf/mm auf, während Führungswalzen einen Druckkraftsatz von etwa 250 kg bewirken. Weiterhin wurde der Rundstahlstab W an der freien Oberfläche "b" gehalten.
Eine Führungsvorrichtung 30 vom herkömmlichen Walzentyp wird zu Vergleichszwecken am Einlaß eines Vierwalzengerüstes am zweiten Stand 22 montiert. Die darin eingesetzten Federn besitzen eine Federkonstante von allgemein etwa 1500 kgf/mm. Der Abstand zwischen den Führungswalzen wurde von Hand entsprechend dem Durchmesser des Walzgutes eingestellt.
Das Maßwalzen erfolgte mittels der Walzgerüste unter den folgenden Walzbedingungen.

Walzbedingungen

Stahlsorte: S45C
Walztemperatur: 850-900ºC
Durchmesser des Rundstahlstabes (mm): 16-17,5 und 26-28,5
Walzreduktion (mm): 0,5-3,0
Fig. 6 zeigt die Ergebnisse des Vergleichs der Durchmesserdifferenz Δd, d. h. Δd = Maximaldurchmesser - Minimaldurchmesser durch das Walzen unter den obigen Bedingungen. Die Führungsvorrichtung 1 wies eine Durchmesserdifferenz Δd auf, die weniger als die Hälfte der Durchmesserdifferenz der dem Stand der Technik entsprechenden herkömmlichen Führungsvorrichtung 30 betrug. Damit wurden Fehldimensionieren verhindert und gezeigt, daß das Erzeugnis mittels der vorliegenden Erfindung mit akzeptabler und wünschenswerter Abmessungsgenauigkeit gefertigt werden könnte.
Obgleich im obigen Beispiel die Führungsvorichtung 1 am Walzgerüst des zweiten Pfades montiert ist, ist dies nur als Beispiel und nicht als Einschränkung aufzufassen. Die Führungsvorrichtung 1 könnte beispielsweise auch am Walzgerüst des ersten Pfades montiert werden.
In einer zweiten bevorzugten Ausführungsform wurden durch die Führungsvorrichtung 1 Bedingungen geschaffen, die denen der ersten bevorzugten Ausführungsform glichen. Es wurde ein Experiment zum Vergleich des Walzens von Rundstahlstäben W mit einer Führungsvorrichtung 40 vom Mehrwalzentyp durchgeführt, die an einem Einlaß des Walzgerüstes im zweiten Pfad angebracht war. Die auf die Rundstahlstäbe W wirkende Druckkraft (kg) wurde durch die Führungsvorrichtung 1 verändert. Die herkömmliche Führungsvorrichtung 40 vom Mehrwalzentyp änderte die Druckkraft auf die untere linke Fläche a der Rundstahlstäbe W, während die Führungswalzen 41, 42, 43 und 44 die Rundstahlstäbe hielten.
Fig. 7 zeigt die Beziehung zwischen einem Verdrehwinkel und dem Walzenverklemmen als Folge der auf das Walzgut, zum Beispiel, einen Rundstahlstab, angewand ten Druckkraft (kg). bezeichnet die Ergebnisse des Walzens der Rundstahlstäbe W, wenn die Führungsvorrichtung 1 die freie Oberfläche "b" der Rundstahlstäbe W hält. 0 bezeichnet die Ergebnisse des Walzens der Rundstahlstäbe W, wenn die eine Führungsvorrichtung 40 vom Mehrwalzentyp nach dem Stand der Technik die gewalzte Oberfläche "a" der Rundstahlstäbe W hält.
Wenn die Druckkraft weniger als 100 kg beträgt, treten am Walzgut Verdrehungen und Fehlabmessungen auf. Wenn andererseits die Druckkraft 500 kg überstieg, traten Walzenverklemmungen und Beschädigungen der Rundstahlstäbe W auf.
Wenn bei der herkömmlichen Führungsvorrichtung 40 vom Mehrwalzentyp nach dem Stand der Technik die Druckkraft gleich oder weniger als 1000 kg war, kam es an einer Druckfläche zum Rutschen, was zu einer Verdrehung führte. Der Verdrehwinkel konnte nicht Null werden, solange die Druckkraft 1000 kg nicht überstieg.
Nach dem Verfahren zum Führen des Rundstahlstabes wird ein Walzgut, zum Beispiel ein Rundstahlstab W, von den Führungswalzen 5, 5' der Führungsvorrichtung 1 mit einer Druckkraft von etwa 100-500 kg gedrückt und elastisch gehalten. Mit einer nur geringen Haltekraft kann ein Verdrehen des Rundstahlstabes W zuverlässig verhindert werden. Das Erzeugnis kann dementsprechend mit größerer Abmessungsgenauigkeit gefertigt werden. Weiterhin werden Walzfehler minimiert und die Größe der Ausrüstung reduziert.
Da die Vorrichtung weiterhin aus mindestens zwei Walzen mit Walzenhaltern besteht, die durch Federn zur geschlossenen Richtung gedrückt werden, die mit einer oberen Grenzwerteinstellschraube und einer unteren Grenzwerteinstellschraube zur Einstellung der Walzenhalter versehen sind, kann ein Rundstahlstab während des Walzens sicher gehalten werden. Rundstahlstäbe verschiedener Größen lassen sich kontinuierlich und präzise ohne Anhalten des Walzvorganges zum Einstellen der Walzenabstände herstellen.
Zwar wurde die vorliegende Erfindung in Verbindung mit spezifischen Ausführungsformen derselben beschrieben, doch natürlich ergeben sich für den Fachmann viele Alternativen, Modifikationen und Variationen. Dementsprechend dienen die hierin dargelegten bevorzugten Ausführungsformen nur der Verdeutlichung und stellen keine Einschränkung dar. Verschiedene Veränderungen können vorgenommen werden, ohne von dem in den folgenden Ansprüchen definierten Schutzumfang der Erfindung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Führen von Walzgut verschiedener Größen zu Walzenkalibern, während das Walzgut von einer Führungsvorrichtung gehalten wird, wobei die Führungsvorrichtung Führungswalzen aufweist, die am Einlaß von mindestens einem von mehreren Mehrwalzen-Maßwalzwerken angebracht sind, die in einer Reihe aufgestellt sind, wobei ein Gerüst jedes Maßwalzwerkes mindestens drei Walzen aufweist, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

elastisches Halten eines freien, ungewalzten Flächenteiles des Walzgutes mit einer Druckkraft im Bereich von etwa 100 bis 500 kg; und

Maßwalzen des Walzgutes unter Verwendung mindestens eines Maßwalzwerkes, wobei dieses Gerüst mindestens drei Walzen aufweist, die im wesentlichen rundes Walzgut herstellen, das sich entlang eines sehr geraden Pfades bewegt.

2. Rundstahlstabführungsvorrichtung (1) zum Führen von Walzgut verschiedener Größen zu Walzenkalibern mindestens eines Maßwalzwerkes aus einer Vielzahl von in Reihe aufgestellten Mehrwalzen-Maßwalzwerken, wobei ein Gerüst des mindestens einen Maßwalzwerkes aus mindestens drei Walzen besteht, um ein sehr rundes Walzgut herzustellen, das sich entlang einem sehr geraden Pfad bewegt, wobei die Führungsvorichtung an einem Einlaß dieses Gerüstes angebracht ist und folgendes aufweist:

einen Hauptführungskörper (2) mit einem im wesentlichen C-förmigen Querschnitt und einer Öffnung;

mindestens zwei Walzenhalter (4, 4'), die schwenkbar an gegenüberliegenden Teilen der Öffnung im Hauptführungskörper gehalten werden;

mindestens zwei Vorspannfederteile (16, 16'), die die mindestens zwei Walzenhalter in eine geschlossene Richtung drücken;

mindestens zwei Führungswalzen (5, 5'), die drehbar an den mindestens zwei Walzenhaltern (4, 4') derart angebracht sind, daß sie einander gegenüberstehen und eine Druckkraft von etwa 100 bis 500 kg auf das Walzgut ausüben;

mindestens eine geschlossene Grenzwerteinstellschraube (11) und mindestens eine offene Grenzwerteinstellschraube (9), die betätigungsfähig mit mindestens einem der zwei Walzenhalter verbunden sind, wobei die mindestens eine geschlossene Grenzwerteinstellschraube eine Minimalöffnung zwischen den mindestens zwei Führungswalzen festsetzt und die mindestens eine offene Grenzwerteinstellschraube eine Maximalöffnung zwischen den mindestens zwei Führungswalzen festsetzt, wobei die Führungswalzen elastisch vorgespannt werden, um sich, begrenzt durch die Einstellungen der geschlossene Grenzwerteinstellschraube und der offenen Grenzwerteinstellschraube an das Walzgut verschiedener Größen anzupassen und gleichzeitig eine im wesentlichen konstante Druckkraft (7 und 8) aufrechtzuerhalten;

wobei jedes der Vorspannfederteile (16, 16') eine Befestigungsschraubeneinstellvorrichtung (13) aufweist, die einen mit einem Ende jedes der Vorspannfederteile verbundenen Federanschlag (14) und eine Federeinstellschraube (15) aufweist, die mittels Gewinde mit jedem der Federanschläge (14) verschraubt ist, und wobei jedes der Vorspannfederteile (16, 16') eine Federkonstante im Bereich von etwa 50 bis 1000 N/mm aufweist.

3. Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jede der Führungswalzen (5, 5') eine äußere Umfangsform aufweist, die mit einer V-förmigen Nut versehen ist.

4. Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jede der mindestens zwei Führungswalzen (5, 5') gegenüber der Walzrichtung des mindestens einen Maßwalzwerkes um 45º geneigt ist.

5. Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei jede der mindestens zwei Führungswalzen (5, 5') gegenüber der Walzrichtung am Vorderteil des mindestens einen Maßwalzwerkes um 45º geneigt ist.

6. Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei es sich bei dem Walzgut um einen Rundstahlstab handelt.

7. Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mindestens eine geschlossene Grenzwerteinstellschraube (11) und die mindestens eine offene Grenzwerteinstellschraube (9) betätigungsfähig mit den jeweiligen der mindestens zwei Walzenhalter (4, 4') verbunden sind.

8. Führungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die mindestens zwei Führungswalzen (5, 5') an Enden der mindestens zwei Walzenhalter (4, 4') angebracht sind.