EP4117833A1 - Method for producing metal beams with a top-hat profile - Google Patents

Method for producing metal beams with a top-hat profile

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Publication number
EP4117833A1
EP4117833A1 EP21701289.7A EP21701289A EP4117833A1 EP 4117833 A1 EP4117833 A1 EP 4117833A1 EP 21701289 A EP21701289 A EP 21701289A EP 4117833 A1 EP4117833 A1 EP 4117833A1
Authority
EP
European Patent Office
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rolling
stands
rolling process
section
carried out
Prior art date
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Pending
Application number
EP21701289.7A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Thomas Kosak
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP4117833A1 publication Critical patent/EP4117833A1/en
Pending legal-status Critical Current

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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/095—U-or channel sections
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/12—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel in a continuous process, i.e. without reversing stands
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/08—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel
    • B21B1/14—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling structural sections, i.e. work of special cross-section, e.g. angle steel in a non-continuous process, i.e. at least one reversing stand

Definitions

  • the invention relates to a method for producing metal supports with a hat profile by hot rolling a metal starting material.
  • Such a method is known from CN 102431568 A, for example.
  • This process relates to the production of a central sill by hot rolling a three-part arrangement of various semi-finished products.
  • the hat profile is composed of two U-shaped profiles and an upper cover sheet to form a U-shape that opens downwards, the individual parts being produced by hot rolling.
  • central longitudinal girders from two hot-rolled Z-profiles which are welded together to form a hat profile. This is followed by the usual post-processing steps such as straightening, annealing, etc.
  • This method is relatively complex in terms of the work steps required.
  • the welding of the Z-profiles results in a structural change in the heat-affected zone of the Z-profile. This results in an inhomogeneity in the structure and the material composition. Different material compositions in the area of the weld seam can lead to corrosion.
  • it is necessary to check the finished weld seam for example by means of ultrasound.
  • a weld seam also has geometrical disadvantages. For example, the weld seam creates a notch effect.
  • the invention is therefore based on the object of providing a simplified method for producing hat profiles which avoids the disadvantages described above.
  • a method for producing metal supports with a hat profile by hot rolling a one-piece semi-finished product is proposed.
  • the invention proposes a method for the production of metal supports with a hat profile, which comprises the hot rolling of slabs, billets, pre-profiles or similar semi-finished products in a rolling train, the rolling train comprising at least two rolling stands, with an input cross-section of a one-piece semi-finished product using at least two shape calibres during a single rolling process in several rolling stations at hot rolling temperature by a preferably simple irregular calibration an initial cross-section with a hat profile is generated which geometrically corresponds almost to the profile of the finished product.
  • “Almost” in the sense of the present invention is to be understood as meaning that the initial cross-section of the hot-rolled profile corresponds to the geometry and dimensions of the finished product, apart from slight angular deviations of the individual legs of the profile.
  • An essential aspect of the invention is that the method is carried out without further intermediate steps by hot rolling relatively thick semi-finished products as starting materials up to the almost finished product in a hot rolling train.
  • the invention is based on the deformation of a one-piece semi-finished product using at least two form calibres during a single rolling process in several rolling stations at hot rolling temperature.
  • the initial cross-section of the hat profile is preferably generated by simply irregular calibration by means of calibers or shaped calibers / caliber rollers.
  • Calibration is the profile rolling for producing a profile of a defined finished cross-section from a defined initial cross-section with a certain number of rolling passes, whereby a simple irregular calibration in the sense of the invention is understood to mean a calibration in which the distribution of the change in height over the profile width is at least one Has plane of symmetry.
  • a hot rolling temperature is to be understood as a temperature of the rolling stock which is above the recrystallization temperature of the material. In the case of steel as a starting material, this is a temperature well above 900 ° C.
  • Forming to hot rolling temperature in the context of the invention is also to be understood as meaning that the rolling stock or semi-finished products have hot rolling temperature or were heated to hot rolling temperature only before the first pass or before the first shaping pass. The further shape passes can be carried out at a correspondingly lower rolling temperature.
  • the rolling stock is heated before and / or after the individual rolling steps or rolling passes, for example by using heating devices in the form of induction furnaces or the like.
  • the temperature when performing the first form pass or on the first roll stand is preferably between 950 ° C and 1300 ° C.
  • Slabs with a rectangular cross-section and dimensions from 500 mm to 1200 mm x 150 mm to 450 mm, so-called blooms with dimensions from 400 mm to 700 mm x 150 mm to 450 mm or so-called beam blanks (pre-profiles) come into consideration as semi-finished products.
  • the latter can, for example, have a width of 400 mm to 750 mm and a height of 400 mm to 500 mm.
  • the input cross section of the semifinished product has a rectangular cross section, the material distribution of which corresponds approximately to the material distribution to be produced with a first pass of the rolling process.
  • the hot rolling process according to the invention can be carried out with a wide variety of stand configurations and rolling methods.
  • provision can be made, for example, to transform the input cross-section of the semi-finished product into the output cross-section using seven to thirteen shaped calibers.
  • the rolling process is carried out with an open arrangement of at least two, preferably three to eight roll stands arranged next to one another.
  • an open rolling train is described, for example, in DE 3902889 C2.
  • the rolling process is carried out using four to eight roll stands arranged one behind the other.
  • the rolling process can be carried out in a tandem arrangement, at least partially reversing, using roughing stands and finishing stands.
  • Under a tandem arrangement are generally to understand several closer together rolling stands, which the rolling stock passes through one or more times.
  • the finishing stands are operated in a reversing manner.
  • the rolling process can be carried out using four to ten rolling stands arranged one behind the other, comprising roughing stands, finishing stands in a tandem arrangement, which are operated in a reversing manner, and finishing stands, which are operated continuously.
  • the rolling process can be carried out using seven to eighteen roll stands using roughing stands and / or rolling stands in a tandem arrangement, which are operated in reversing mode, and finishing stands, which are operated continuously.
  • the rolling process can be carried out completely continuously using seven to twenty rolling stands arranged one behind the other, for example in a continuous rolling train.
  • a universal roll stand is to be understood as meaning a roll stand with four rolls per stand, two of the rolls being arranged horizontally and two rolls being arranged vertically.
  • a geometric measurement of the rolling stock is preferably carried out in front of and / or behind each rolling station or each forming pass. Such a measurement can take place by means of a laser and interact with hydraulic adjustment of the rolls of the individual roll stands.
  • a cooling treatment of the hat profile produced or of the rolled stock for setting the structure preferably using a simulation model and / or a structure detector, can be provided.
  • the structure can be detected using a laser or ultrasound.
  • the inclination of the flanges of the hat profile is between 0.1 and 15 degrees relative to a perpendicular to the axis of symmetry of the hat profile.
  • the rolling process is followed by a bending process, preferably with a straightening machine or a bending device.
  • the profile is converted into its final shape, in which the legs and webs of the hat profile are arranged essentially at right angles to one another.
  • the bending process can be carried out by means of a bending device after the last roll stand of the hot rolling mill or with an additional universal roll stand.
  • the rolling process can be operated in “batch or semi-endless mode (hot charging)”.
  • the input cross section of the semi-finished product to be hot-rolled is denoted by 10.
  • This inlet cross section 10 is rectangular and has a material distribution which corresponds approximately to the material distribution of the first shape stitch.
  • a block 11 (bloom), for example, is included as the semi-finished product to be formed rectangular dimensions between 400 mm to 700 mm x 150 to 450 mm provided, which is formed with ten successive shape stitches to the hat profile marked with A.
  • the successive shape cuts of the calibration for the production of the hat profile are referred to.
  • the successively generated profiles are denoted by H to A.
  • ten mold passages are required in the embodiment described, which can be carried out, for example, in ten duo roll stands arranged one behind the other.
  • the finished hat profile A is, for example, the hat profile of a central sill.
  • the angular deviations after the last form pass 10 are eliminated in the method according to the invention by a bending process, for example by means of a straightening machine or by means of an additional universal roll stand after the last form pass.
  • the inclination of the flanges 12 of the hat profile A with respect to a horizontal is approximately between 0.1 and 15 degrees in the illustrated embodiment.
  • the slab 13, also shown in the drawing, with rectangular dimensions between 500 mm to 1200 mm x 150 mm to 450 mm or the preliminary profile 14 with dimensions between 400 mm to 750 mm x 400 mm can be used as the starting material for the forming process or as a semi-finished product up to 500 mm into consideration.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

The invention relates to a method for producing metal beams with a top-hat profile, comprising the hot rolling of slabs (13), ingots (12), billets, preliminary profiles (14) or similar semifinished products in a rolling train, wherein the rolling train comprises at least two roll stands, wherein, using at least two shaping passes during a single rolling process in a number of rolling stations at hot-rolling temperature, preferably simply irregular calibration turns an entering cross section (10) of a one-part semifinished product into an exiting cross section with a top-hat profile (A), which corresponds geometrically more or less to the profile of the finished product.

Description

Verfahren zur Herstellung von metallenen Trägern mit einem Hutprofil Process for the production of metal supports with a hat profile
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von metallenen Trägern mit einem Hutprofil durch Warmwalzen eines metallenen Vormaterials. The invention relates to a method for producing metal supports with a hat profile by hot rolling a metal starting material.
Ein solches Verfahren ist beispielsweise aus der CN 102431568 A bekannt. Such a method is known from CN 102431568 A, for example.
Dieses Verfahren betrifft die Herstellung eines Mittenlangträgers durch Warmwalzen einer dreiteiligen Anordnung von verschiedenen Halbzeugen. Das Hutprofil wird aus zwei U-förmigen Profilen sowie einem oberen Abdeckblech zu einer nach unten geöffneten U-Form zusammengesetzt, wobei die einzelnen Teile durch Warmwalzen erzeugt werden. This process relates to the production of a central sill by hot rolling a three-part arrangement of various semi-finished products. The hat profile is composed of two U-shaped profiles and an upper cover sheet to form a U-shape that opens downwards, the individual parts being produced by hot rolling.
Weiterhin ist es bekannt, Mittenlangträger aus zwei warmgewalzten Z-Profilen herzustellen, die zu einem Hutprofil zusammengeschweißt werden. Danach erfolgen die üblichen Nachbearbeitungsschritte wie Richten, Glühen etc.. Dieses Verfahren ist hinsichtlich der benötigten Arbeitsschritte verhältnismäßig aufwendig. Durch das Verschweißen der Z-Profile resultiert eine Gefügeveränderung in der Wärmeeinflusszone des Z-Profils. Daraus resultiert eine Inhomogenität in dem Gefüge und der Werkstoffzusammensetzung. Unterschiedliche Materialzusammensetzungen im Bereich der Schweißnaht können zu Korrosion führen. Darüber hinaus ist ein Prüfen der fertigen Schweißnaht, beispielsweise mittels Ultraschall, erforderlich. Darüber hinaus hat eine Schweißnaht auch geometrische Nachteile. Beispielsweise wird durch die Schweißnaht eine Kerbwirkung erzeugt. Außerdem kann sich das Material beim Schweißen verziehen. Die Schweißnaht verursacht Stabilitätsprobleme am Anfang und am Ende der Naht. Durch das Zusammenfügen mehrerer Teile erfolgt eine Addition der Fehler, sodass sich schlussendlich höhere Fehlertoleranzen ergeben. Schließlich sind auch Materialunterschiede verschiedener Z-Profile aus unterschiedlichen Chargen problematisch. Aus der WO 2007/008152 A1 ist ein Verfahren zum Kaltwalzen eines Hutprofils in einem Arbeitsgang in einer hierfür vorgesehenen Walzeinrichtung bekannt. Die Walzeinrichtung zur Erzeugung des gewünschten Profils ist aus der EP1 339508 B1 bekannt. Bei dem Verfahren wird das Hutprofil aus einem ebenen Blech als Vormaterial gewalzt bzw. gekantet. Dieses Verfahren eignet sich nur zur Verarbeitung verhältnismäßig dünner Bleche als Vormaterial. Furthermore, it is known to produce central longitudinal girders from two hot-rolled Z-profiles which are welded together to form a hat profile. This is followed by the usual post-processing steps such as straightening, annealing, etc. This method is relatively complex in terms of the work steps required. The welding of the Z-profiles results in a structural change in the heat-affected zone of the Z-profile. This results in an inhomogeneity in the structure and the material composition. Different material compositions in the area of the weld seam can lead to corrosion. In addition, it is necessary to check the finished weld seam, for example by means of ultrasound. In addition, a weld seam also has geometrical disadvantages. For example, the weld seam creates a notch effect. In addition, the material can warp during welding. The weld seam causes stability problems at the beginning and at the end of the seam. By joining several parts, the errors are added, so that ultimately higher error tolerances result. Finally, material differences between different Z-profiles from different batches are also problematic. From WO 2007/008152 A1 a method for cold rolling a hat profile in one operation in a rolling device provided for this purpose is known. The rolling device for generating the desired profile is known from EP1 339508 B1. In the process, the hat profile is rolled or folded from a flat sheet metal as a starting material. This process is only suitable for processing relatively thin sheet metal as starting material.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde ein vereinfachtes Verfahren zur Herstellung von Hutprofilen bereitzustellen, welches die vorstehend beschriebenen Nachteile vermeidet. The invention is therefore based on the object of providing a simplified method for producing hat profiles which avoids the disadvantages described above.
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen. The object is achieved by a method with the features of claim 1. Advantageous embodiments of the invention emerge from the subclaims.
Erfindungsgemäß wird ein Verfahren zur Herstellung von metallenen Trägern mit einem Hutprofil durch Warmwalzen eines einteiligen Halbzeugs vorgeschlagen. Insbesondere schlägt die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung von metallenen Trägern mit einem Hutprofil vor, welches das Warmwalzen von Brammen, Knüppeln, Vorprofilen oder dergleichen Halbzeugen in einer Walzstraße umfasst, wobei die Walzstraße wenigstens zwei Walzgerüste umfasst, wobei aus einem Eingangsquerschnitt eines einteiligen Halbzeugs unter Verwendung wenigstens zweier Formkaliber während eines einzigen Walzprozesses in mehreren Walzstationen bei Warmwalztemperatur durch eine vorzugsweise einfach irreguläre Kalibrierung ein Ausgangsquerschnitt mit einem Hutprofil erzeugt wird, das geometrisch nahezu dem Profil des fertigen Erzeugnisses entspricht. Unter „nahezu“ im Sinne der vorliegenden Erfindung ist zu verstehen, dass der Ausgangsquerschnitt des warmgewalzten Profils bis auf geringfügige Winkelabweichungen der einzelnen Schenkel des Profils der Geometrie und den Maßen des fertigen Erzeugnisses entspricht. Ein wesentlicher Gesichtspunkt der Erfindung ist, dass das Verfahren ohne weitere Zwischenschritte durch Warmwalzen von verhältnismäßig dicken Halbzeugen als Vormaterialien bis zum nahezu fertigen Erzeugnis in einer Warmwalzstraße durchgeführt wird. Dabei geht die Erfindung von einer Umformung eines einteiligen Halbzeugs unter Verwendung wenigstens zweier Formkaliber während eines einzigen Walzprozesses in mehreren Walzstationen bei Warmwalztemperatur aus. Der Ausgangsquerschnitt des Hutprofils wird dabei vorzugsweise durch einfach irreguläre Kalibrierung mittels Kalibern bzw. Formkalibern/Kaliberwalzen erzeugt. Unter Kalibrierung wird das Profilwalzen zur Herstellung eines Profils eines definierten Fertigquerschnitts aus einem definierten Anfangsquerschnitt mit einer bestimmten Anzahl von Walzstichen verstanden, wobei unter einer einfach irregulären Kalibrierung im Sinne der Erfindung eine Kalibrierung verstanden wird, bei der die Verteilung der Höhenänderung über die Profilbreite mindestens eine Symmetrieebene aufweist. According to the invention, a method for producing metal supports with a hat profile by hot rolling a one-piece semi-finished product is proposed. In particular, the invention proposes a method for the production of metal supports with a hat profile, which comprises the hot rolling of slabs, billets, pre-profiles or similar semi-finished products in a rolling train, the rolling train comprising at least two rolling stands, with an input cross-section of a one-piece semi-finished product using at least two shape calibres during a single rolling process in several rolling stations at hot rolling temperature by a preferably simple irregular calibration an initial cross-section with a hat profile is generated which geometrically corresponds almost to the profile of the finished product. “Almost” in the sense of the present invention is to be understood as meaning that the initial cross-section of the hot-rolled profile corresponds to the geometry and dimensions of the finished product, apart from slight angular deviations of the individual legs of the profile. An essential aspect of the invention is that the method is carried out without further intermediate steps by hot rolling relatively thick semi-finished products as starting materials up to the almost finished product in a hot rolling train. The invention is based on the deformation of a one-piece semi-finished product using at least two form calibres during a single rolling process in several rolling stations at hot rolling temperature. The initial cross-section of the hat profile is preferably generated by simply irregular calibration by means of calibers or shaped calibers / caliber rollers. Calibration is the profile rolling for producing a profile of a defined finished cross-section from a defined initial cross-section with a certain number of rolling passes, whereby a simple irregular calibration in the sense of the invention is understood to mean a calibration in which the distribution of the change in height over the profile width is at least one Has plane of symmetry.
Unter Warmwalztemperatur im Sinne der Erfindung ist dabei eine Temperatur des Walzgutes zu verstehen, die oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Materials angesiedelt ist. Bei Stahl als Vormaterial ist dies eine Temperatur von deutlich oberhalb 900 °C. Unter einer Umformung auf Warmwalztemperatur im Sinne der Erfindung ist auch zu verstehen, dass das Walzgut bzw. die Halbzeuge nur vor dem ersten Stich bzw. vor dem ersten Formstich Warmwalztemperatur aufweisen bzw. auf Warmwalztemperatur erhitzt wurden. Die weiteren Formstiche können bei entsprechend niedrigerer Walztemperatur durchgeführt werden. In the context of the invention, a hot rolling temperature is to be understood as a temperature of the rolling stock which is above the recrystallization temperature of the material. In the case of steel as a starting material, this is a temperature well above 900 ° C. Forming to hot rolling temperature in the context of the invention is also to be understood as meaning that the rolling stock or semi-finished products have hot rolling temperature or were heated to hot rolling temperature only before the first pass or before the first shaping pass. The further shape passes can be carried out at a correspondingly lower rolling temperature.
Optional kann vorgesehen sein, dass vor und/oder hinter den einzelnen Walzschritten bzw. Walzstichen eine Erwärmung des Walzgutes erfolgt, beispielsweise durch die Verwendung von Heizvorrichtungen in Form von Induktionsöfen oder dergleichen. It can optionally be provided that the rolling stock is heated before and / or after the individual rolling steps or rolling passes, for example by using heating devices in the form of induction furnaces or the like.
Bevorzugt beträgt die Temperatur bei der Durchführung des ersten Formstichs bzw. am ersten Walzgerüst zwischen 950 °C und 1300 °C. Als Halbzeuge kommen beispielsweise Brammen mit einem rechteckigen Querschnitt und Abmessungen von 500 mm bis 1200 mm x 150 mm bis 450 mm, sogenannte Blooms mit Abmessungen von 400 mm bis 700 mm x 150 mm bis 450 mm oder sogenannte Beam Blanks (Vorprofile) in Betracht. Letztere können beispielsweise eine Breite von 400 mm bis 750 mm und eine Höhe von 400 mm bis 500 mm aufweisen. The temperature when performing the first form pass or on the first roll stand is preferably between 950 ° C and 1300 ° C. Slabs with a rectangular cross-section and dimensions from 500 mm to 1200 mm x 150 mm to 450 mm, so-called blooms with dimensions from 400 mm to 700 mm x 150 mm to 450 mm or so-called beam blanks (pre-profiles) come into consideration as semi-finished products. The latter can, for example, have a width of 400 mm to 750 mm and a height of 400 mm to 500 mm.
Vorteilhaft ist es, wenn der Eingangsquerschnitt des Halbzeugs einen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen Materialverteilung in etwa der mit einem ersten Stich des Walzprozesses zu erzeugenden Materialverteilung entspricht. It is advantageous if the input cross section of the semifinished product has a rectangular cross section, the material distribution of which corresponds approximately to the material distribution to be produced with a first pass of the rolling process.
Der Warmwalzprozess gemäß der Erfindung kann mit verschiedensten Gerüstkonfigurationen und Walzmethoden durchgeführt werden. Bei einer Walzung im reinen Duo-Modus (unter Verwendung von Duo-Walzgerüsten) kann beispielsweise vorgesehen sein, den Eingangsquerschnitt des Halbzeugs unter Verwendung von sieben bis dreizehn Formkalibern zu dem Ausgangsquerschnitt umzuformen. The hot rolling process according to the invention can be carried out with a wide variety of stand configurations and rolling methods. In the case of rolling in the pure duo mode (using duo roll stands), provision can be made, for example, to transform the input cross-section of the semi-finished product into the output cross-section using seven to thirteen shaped calibers.
Nach einer Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung wird der Walzprozess mit einer offenen Anordnung von wenigstens zwei, vorzugsweise von drei bis acht nebeneinander angeordneten Walzgerüsten durchgeführt. Eine solche offene Walzstraße ist beispielsweise in der DE 3902889 C2 beschrieben. According to a variant of the method according to the invention, the rolling process is carried out with an open arrangement of at least two, preferably three to eight roll stands arranged next to one another. Such an open rolling train is described, for example, in DE 3902889 C2.
Alternativ wird der Walzprozess unter Verwendung von vier bis acht hintereinander angeordneten Walzgerüsten durchgeführt. Alternatively, the rolling process is carried out using four to eight roll stands arranged one behind the other.
Dabei kann der Walzvorgang unter Verwendung von Vorwalzgerüsten und Fertigwalzgerüsten in Tandem-Anordnung, wenigstens teilweise reversierend durchgeführt werden. Unter einer Tandem-Anordnung sind im Allgemeinen mehrere zusammengerückte Walzgerüste zu verstehen, die das Walzgut ein oder mehrere Male durchläuft. Bei dieser Konfiguration kann vorgesehen sein, dass die Fertigwalzgerüste reversierend betrieben werden. The rolling process can be carried out in a tandem arrangement, at least partially reversing, using roughing stands and finishing stands. Under a tandem arrangement are generally to understand several closer together rolling stands, which the rolling stock passes through one or more times. In this configuration it can be provided that the finishing stands are operated in a reversing manner.
Alternativ kann der Walzprozess unter Verwendung von vier bis zehn hintereinander angeordneten Walzgerüsten, umfassend Vorwalzgerüste, Fertigwalzgerüste in Tandem - Anordnung, die reversierend betrieben werden, und Fertigwalzgerüste, die kontinuierlich betrieben werden, durchgeführt werden. Alternatively, the rolling process can be carried out using four to ten rolling stands arranged one behind the other, comprising roughing stands, finishing stands in a tandem arrangement, which are operated in a reversing manner, and finishing stands, which are operated continuously.
In einer anderen Variante des Verfahrens kann der Walzprozesses unter Verwendung von sieben bis achtzehn Walzgerüsten unter Verwendung von Vorwalzgerüsten und/oder Walzgerüsten in Tandem - Anordnung, die reversierend betrieben werden und Fertigwalzgerüsten, die kontinuierlich betrieben werden, durchgeführt werden. In another variant of the method, the rolling process can be carried out using seven to eighteen roll stands using roughing stands and / or rolling stands in a tandem arrangement, which are operated in reversing mode, and finishing stands, which are operated continuously.
Schließlich kann der Walzprozess vollständig kontinuierlich unter Verwendung von sieben bis zwanzig hintereinander angeordneten Walzgerüsten, beispielsweise in einer konti-Walzstraße durchgeführt werden. Finally, the rolling process can be carried out completely continuously using seven to twenty rolling stands arranged one behind the other, for example in a continuous rolling train.
Grundsätzlich kann der Walzprozess unter Verwendung von Duo Walzgerüsten und/oder Universal Walzgerüsten durchgeführt werden. Unter einem Universal Walzgerüst ist ein Walzgerüst mit vier Walzen pro Gerüst zu verstehen, wobei zwei der Walzen horizontal und zwei Walzen vertikal angeordnet sind. In principle, the rolling process can be carried out using duo roll stands and / or universal roll stands. A universal roll stand is to be understood as meaning a roll stand with four rolls per stand, two of the rolls being arranged horizontally and two rolls being arranged vertically.
Vorzugsweise erfolgt bei dem Verfahren gemäß der Erfindung eine geometrische Vermessung des Walzgutes vor und/oder hinter jeder Walzstation bzw. jedem Formstich. Eine solche Vermessung kann mittels Laser erfolgen und mit einer hydraulischen Anstellungen der Walzen der einzelnen Walzgerüste Zusammenwirken. Hinter einem letzten Walzstich bzw. Formstich kann eine Kühlbehandlung des erzeugten Hutprofils bzw. des Walzgutes zur Gefügeeinstellung, vorzugsweise unter Einsatz eines Simulationsmodells und/oder eines Gefügedetektors vorgesehen sein. Die Gefügedetektion kann mittels Laser oder Ultraschall erfolgen. In the method according to the invention, a geometric measurement of the rolling stock is preferably carried out in front of and / or behind each rolling station or each forming pass. Such a measurement can take place by means of a laser and interact with hydraulic adjustment of the rolls of the individual roll stands. After a last rolling pass or form pass, a cooling treatment of the hat profile produced or of the rolled stock for setting the structure, preferably using a simulation model and / or a structure detector, can be provided. The structure can be detected using a laser or ultrasound.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens ist vorgesehen, dass nach dem letzten Formstich des Walzvorgangs die Neigung der Flansche des Hutprofils zwischen 0,1 und 15 Grad bezogen auf eine Senkrechte zur Symmetrieachse des Hutprofils beträgt. In a preferred variant of the method it is provided that after the last form pass of the rolling process, the inclination of the flanges of the hat profile is between 0.1 and 15 degrees relative to a perpendicular to the axis of symmetry of the hat profile.
Zweckmäßigerweise ist dem Walzprozess ein Biegeprozess, vorzugsweise mit einer Richtmaschine oder einer Biegeeinrichtung, nachgeschaltet. Bei dem Biegeprozess wird das Profil in die endgültige Form überführt, in der die Schenkel und Stege des Hutprofils im Wesentlichen rechtwinklig zueinander angeordnet sind. Appropriately, the rolling process is followed by a bending process, preferably with a straightening machine or a bending device. During the bending process, the profile is converted into its final shape, in which the legs and webs of the hat profile are arranged essentially at right angles to one another.
Der Biegevorgang kann mittels einer Biegeeinrichtung nach dem letzten Walzgerüst der Warmwalzstraße oder mit einem zusätzlichen Universal Walzgerüst durchgeführt werden. The bending process can be carried out by means of a bending device after the last roll stand of the hot rolling mill or with an additional universal roll stand.
Der Walzprozess kann im „Batch- oder Semi- Endlos Modus (hot charging)“ betrieben werden. The rolling process can be operated in “batch or semi-endless mode (hot charging)”.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung veranschaulichten Umformvorgangs erläutert. The invention is explained below with reference to a forming process illustrated in the drawing.
Mit 10 ist der Eingangsquerschnitt des warmzuwalzenden Halbzeugs bezeichnet. Dieser Eingangsquerschnitt 10 ist rechteckig und weist eine Materialverteilung auf, die in etwa der Materialverteilung des ersten Formstichs entspricht. Als umzuformendes Halbzeug ist beispielsweise ein Block 11 (Bloom) mit rechteckigen Abmessungen zwischen 400 mm bis 700 mm x 150 bis 450 mm vorgesehen, der mit zehn aufeinanderfolgenden Formstichen zu dem mit A bezeichneten Hutprofil umgeformt wird. Mit 1 bis 10 sind die aufeinanderfolgenden Formstiche der Kalibrierung zur Herstellung des Hutprofils bezeichnet. Mit H bis A sind die dabei sukzessive erzeugten Profile bezeichnet. Dazu werden bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel zehn Formkaliber benötigt, die beispielsweise in zehn hintereinander angeordneten Duo Walzgerüsten durchgeführt werden können. Wie an dem fertigen Hutprofil A nach dem Formstich 10 ohne weiteres zu erkennen ist, weist dieses noch geringfügige Winkelabweichungen von einer streng rechtwinkligen Geometrie auf. Das fertige Hutprofil A ist beispielsweise das Hutprofil eines Mittenlangträgers. Die Winkelabweichungen nach dem letzten Formstich 10 werden bei dem Verfahren gemäß der Erfindung durch einen Biegevorgang beispielsweise mittels einer Richtmaschine oder mittels eines zusätzlichen Universal Walzgerüsts hinter dem letzten Formstich eliminiert. Die Neigung der Flansche 12 des Hutprofils A bezogen auf eine Horizontale beträgt bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel etwa zwischen 0,1 und 15 Grad. The input cross section of the semi-finished product to be hot-rolled is denoted by 10. This inlet cross section 10 is rectangular and has a material distribution which corresponds approximately to the material distribution of the first shape stitch. A block 11 (bloom), for example, is included as the semi-finished product to be formed rectangular dimensions between 400 mm to 700 mm x 150 to 450 mm provided, which is formed with ten successive shape stitches to the hat profile marked with A. With 1 to 10, the successive shape cuts of the calibration for the production of the hat profile are referred to. The successively generated profiles are denoted by H to A. For this purpose, ten mold passages are required in the embodiment described, which can be carried out, for example, in ten duo roll stands arranged one behind the other. As can be easily seen from the finished hat profile A after the shaped stitch 10, this still has slight angular deviations from a strictly right-angled geometry. The finished hat profile A is, for example, the hat profile of a central sill. The angular deviations after the last form pass 10 are eliminated in the method according to the invention by a bending process, for example by means of a straightening machine or by means of an additional universal roll stand after the last form pass. The inclination of the flanges 12 of the hat profile A with respect to a horizontal is approximately between 0.1 and 15 degrees in the illustrated embodiment.
Als Vormaterial für den Umformvorgangs bzw. als umzuformendes Halbzeug kommen alternativ die ebenfalls in der Zeichnung dargestellte Bramme 13 mit rechteckigen Abmessungen zwischen 500 mm bis 1200 mm x 150 mm bis 450 mm oder das Vorprofil 14 mit Abmessungen zwischen 400 mm bis 750 mm x 400 mm bis 500 mm in Betracht. Alternatively, the slab 13, also shown in the drawing, with rectangular dimensions between 500 mm to 1200 mm x 150 mm to 450 mm or the preliminary profile 14 with dimensions between 400 mm to 750 mm x 400 mm can be used as the starting material for the forming process or as a semi-finished product up to 500 mm into consideration.
Bezugszeichenliste 1-10 Formstiche LIST OF REFERENCE SYMBOLS 1-10 Form stitches
H bis A Profile 11 Eingangsquerschnitt 12 Block (Bloom) 13 Bramme 14 Vorprofil (Beam Blank) H to A Profiles 11 Inlet cross-section 12 Block (Bloom) 13 Slab 14 Pre-Profile (Beam Blank)

Claims

Patentansprüche 1. Verfahren zur Herstellung von metallenen Trägern mit einem Hutprofil (A) umfassend das Warmwalzen von Brammen (13), Blöcken (12), Knüppeln, Vorprofilen (14) oder dergleichen Halbzeugen in einer Walzstraße, wobei die Walzstraße wenigstens zwei Walzgerüste umfasst, wobei aus einem Eingangsquerschnitt eines einteiligen Halbzeugs unter Verwendung wenigstens zweier Formkaliber während eines einzigen Walzprozesses in mehreren Walzstationen bei Warmwalztemperatur durch eine vorzugsweise einfach irreguläre Kalibrierung ein Ausgangsquerschnitt mit einem Hutprofil erzeugt wird, das geometrisch nahezu dem Profil des fertigen Erzeugnisses entspricht. Claims 1. A method for the production of metal supports with a hat profile (A) comprising the hot rolling of slabs (13), blocks (12), billets, pre-sections (14) or similar semi-finished products in a rolling train, the rolling train comprising at least two rolling stands, whereby an output cross-section with a hat profile is generated from an input cross-section of a one-piece semi-finished product using at least two form calibres during a single rolling process in several rolling stations at hot-rolling temperature by a preferably simple irregular calibration, which geometrically almost corresponds to the profile of the finished product.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der2. The method according to claim 1, characterized in that the
Eingangsquerschnitt des Halbzeugs einen rechteckigen Querschnitt aufweist, dessen Materialverteilung in etwa der mit einem ersten Stich des Walzprozesses zu erzeugenden Materialverteilung entspricht. The input cross-section of the semifinished product has a rectangular cross-section, the material distribution of which corresponds approximately to the material distribution to be produced with a first pass of the rolling process.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Eingangsquerschnitt des Halbzeugs unter Verwendung von sieben bis dreizehn Formkalibern zu dem Ausgangsquerschnitt umgeformt wird. 3. The method according to any one of claims 1 or 2, characterized in that the input cross section of the semifinished product is reshaped to the output cross section using seven to thirteen shaped calibers.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der4. The method according to claim 3, characterized in that the
Walzprozess wenigstens teilweise mit Duo Walzgerüsten durchgeführt wird. The rolling process is carried out at least partially with duo roll stands.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzprozesses mit einer offenen Anordnung von wenigstens zwei, vorzugsweise von drei bis acht Walzgerüsten nebeneinander durchgeführt wird. 5. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the rolling process is carried out with an open arrangement of at least two, preferably three to eight roll stands side by side.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der6. The method according to claim 5, characterized in that the
Walzvorgang unter Verwendung von vier bis acht hintereinander angeordneten Walzgerüsten durchgeführt wird. The rolling process is carried out using four to eight roll stands arranged one behind the other.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der7. The method according to claim 6, characterized in that the
Walzvorgang unter Verwendung von Vorwalzgerüsten und Fertigwalzgerüsten in Tandem - Anordnung, wenigstens teilweise reversierend durchgeführt wird The rolling process using roughing stands and finishing stands in a tandem arrangement is carried out at least partially reversing
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzprozess unter Verwendung von vier bis zehn hintereinander angeordneten Walzgerüsten, umfassend Vorwalzgerüste, Fertigwalzgerüste in Tandem Anordnung, die reversierend betrieben werden, und Fertigwalzgerüste, die kontinuierlich betrieben werden. 8. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rolling process using four to ten rolling stands arranged one behind the other, comprising roughing stands, finishing stands in a tandem arrangement, which are operated in a reversing manner, and finishing stands, which are operated continuously.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzprozesses unter Verwendung von sieben bis achtzehn Walzgerüsten unter Verwendung von Vorwalzgerüsten und/oder Walzgerüsten in Tandem - Anordnung, die reversierend betrieben werden und Fertigwalzgerüsten, die kontinuierlich betrieben werden. 9. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rolling process using seven to eighteen roll stands using roughing stands and / or rolling stands in tandem - arrangement that are operated in reversing and finishing stands that are operated continuously.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzprozess vollständig kontinuierlich unter Verwendung von sieben bis zwanzig hintereinander angeordneten Walzgerüsten durchgeführt wird. 10. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized in that the rolling process is carried out completely continuously using seven to twenty roll stands arranged one behind the other.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Walzprozess unter Verwendung von Duo Walzgerüsten und/oder Universal Walzgerüsten durchgeführt wird. 11. The method according to any one of claims 1 to 10, characterized in that the rolling process is carried out using dual roll stands and / or universal roll stands.
12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Neigung der Flansche des Hutprofils (A) nach einem letzten Formstich (10) des Walzprozesses zwischen 0,1 und 15 Grad bezogen auf eine Senkrechte zur Symmetrieachse des Hutprofils beträgt. 12. The method according to any one of claims 1 to 11, characterized in that the inclination of the flanges of the hat profile (A) after a last forming pass (10) of the rolling process is between 0.1 and 15 degrees based on a perpendicular to the axis of symmetry of the hat profile.
13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Walzprozess ein Biegeprozess, vorzugsweise mit einer Richtmaschine oder einer Biegeeinrichtung, nachgeschaltet ist. 13. The method according to any one of claims 1 to 12, characterized in that the rolling process is followed by a bending process, preferably with a straightening machine or a bending device.
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