SE432542B - Sett och anordning for att utfora valsning vid ett valsverk - Google Patents

Description

15 20 25 30 35 7306058-9 2 till en pâskjutningsanordning med tillräcklig kapacitet för utövning av kontinuerlig påskjutningskraft för hela den längd av arbetsstycket, som passerar mellan valsarna, vilket innebär synnerligen stora problem vid kontinuerlig valsning med hög nedvalsningsgrad för varje passage av ar- > betsstycket genom flera stolpar. För undanröjande av detta problem kan man använda ett påskjutningssystem av direkt- verkande och följdverkande typ, dvs man kan använda en di- rektverkande påskjutningsanordning för det första stol- paret och låta arbetsstycket skjutas in i nästa stolpar genom verkan från det första stolparet, men för en kon- tinuerlig pâskjutning enligt denna metod är två stolpar eller stick en gräns, som i praktiken är omöjlig att över- skrida. Det är även möjligt att skjuta arbetsstycket in i spalten mellan två arbetsvalsar medelst matarvalsar eller" medelst tvâ framförvarande arbetsvalsar i valsverket, vari- genom problemet med en särskild pâskjutningsapparat elimi- neras, men om påskjutningskraften nedgår till noll mellan matarvalsarna och valsverket eller mellan valsarna i två stolpar, valsas arbetsstycket under instabila förhållanden.

Detta fenomen medför risk för defekter och dessutom risk för en ökning av tjockleksvariationerna med därav följande kvalitetsförsämringar. För att lösa detta problem har man föreslagit att förbinda ett framförvarande och ett efter- följande arbetsstycke genom svetsning, men härför erford- ras en speciell installation, som i hög grad komplicerar valsverket ur både tekniska och materiella aspekter. Sam- manfattningsvis gäller att påskjutningskraft på arbets- stycken inverkar på deformeringen av arbetsstycket mellan arbetsvalsarna och kan resultera i en ökad tjockleks- variation över arbetsstyckets längd, vilket minskar värdet av den ökade nedvalsningseffekten. I Ett annat exempel på valsning med hög nedvalsnings- grad med kontaktvinkeln G större än arctan u är den metod, som är beskriven i amerikanska patentskriften 3 553 997.

Enligt denna metod utföres valsningen i linje med konti- nuerlig gjutning och kombineras inmatningen av arbets- styckets främre ände mellan arbetsvalsarna med en viss 10 l5 20 25 30 35 7806058-9 3 ökning av storleken av spalten mellan arbetsvalsarna, så att änden av arbetsstycket kan gripas av valsarna. Där- efter minskas spaltvidden för valsning med relativt stor kontaktvinkel. Genom denna metod är det möjligt att ut- föra valsningen med hög nedvalsningsgrad, men arbets- styckets främre ände får en från arbetsstycket i övrigt avvikande dimension. Ett annat problem med denna metod är att spalten mellan valsarna måste ändras för valsning av varje arbetsstycke, vilket nödvändiggör mera komplicerade och större valsverk. Det framgår av det ovanstående att arbetsstyckena vid användning av denna metod får en större tvärsektion i ändpartiet än längs resten av arbetsstycket.

Dessutom sker ändringen från större till mindre sektion snabbt och erfordras en rörlig styranordning vid ingångs- sidan av nästföljande stolpar, och valsningshastigheten måste ändras med hänsyn till tvärsektionsändringen, vil- ket kräver en komplicerad reglermekanism. Denna metod kan för övrigt icke användas för profilvalsning medelst spår- försedda valsar på grund av att arbetsstyckets främre ände har en tvärsektion, som icke passar spåren mellan valsarna.

Detta betyder att valsning av profiler, stänger och tråd icke är möjlig vid användning av denna metod.

För valsning med en kontaktvinkel G, som är mindre än arctan u, kan ingreppet med arbetsstycket underlättas genom kapning av arbetsstyckets ände till kilform eller genom att arbetsstycket skjutes in mellan valsarna genom en accelererad rörelse av ett efterföljande arbetsstycke, så att det tryckes mot den bakre ände av ett framförvaran- de arbetsstycke, men dessa metoder är opraktiska på grund av att de är förenade med vissa problem, som medför för- sämrad kvalitet och utbyte och ökade driftsstörningar och behov av reglering och underhåll av anläggningen.

Uppfinningen har till ändamål att med undanröjande av problem av ovan angivet slag möjliggöra valsning med hög nedvalsningsgrad för valsning av plåt, stänger och profiler av olika slag med hög verkningsgrad och högt ut- byte.

Ett annat ändamål med uppfinningen är att möjliggöra 7806058-9 10 15 20 25 30 35 4 valsning med hög nedvalsningsgrad i ett valsverk med ett relativt litet antal stolpar och med arbetsvalsar, som har relativt liten diameter, för att på så sätt möjliggöra en minskning av hela valsverkets storlek.

Vidare har uppfinningen till ändamål att åstadkomma ett valsverk av förhållandevis enkel, kompakt konstruktion för utövning av förfaringssättet enligt uppfinningen. Ändamålen med förfaringssättet enligt uppfinningen har nu uppnåtts vid valsning i ett valsverk, som innefat- tar ett stolpar eller ett matarvalspar och åtminstone två efter detta följande stolpar, och kännetecknas därav, att arbetsvalsarna i stolparet efter det första stolparet eller matarvalsparet inställes för ett avstånd svarande mot en kontaktvinkel Ge = arctan (cos a tan 6), där 0 är kontaktvinkeln mellan arbetsvalsarna och arbetsstycket i botten av spåret i respektive arbetsvals och a anger spå- rets flankvinkel, är större än arctan u (u är friktions- koefficienten mellan arbetsstycket och arbetsvalsarna vid ingreppsmomentet) och mindre än arctan u' (u' är frik- tionskoefficienten mellan arbetsstycket och arbetsvalsarna efter upprättat fullt ingrepp mellan arbetsvalsarna och arbetsstycket och sålunda under det fortsatta valsnings- rförloppet), och att arbetsstycket frammatas till stolparet vid utgångssidan från det framförvarande (första) stol- paret eller matarvalsparet under det att på arbetsstycket utövas en kraft, som ger en tryckspänning under arbets- styckets flytspänning vid valsningen i valsningsaxelns riktning mellan det första stolparet eller matarvalsparet och det efterföljande stolparet, men när arbetsvalsarna i det efterföljande stolparet bragts i ingrepp med arbets- stycket, dvs när arbetsstyckets främre ände fullständigt gripits mellan arbetsvalsarna i det efterföljande stolpa- ret, avpassas under oförändrad inställning av avståndet mellan arbetsvalsarna valsarnas relativa periferihastig: heter, så att under den fortsatta valsningen spänningen på arbetsstycket i dess rörelseriktning är noll i området mellan de framförvarande valsarna (arbetsvalsar eller ma- tarvalsar) och det efterföljande stolparets arbetsvalsari \ 10 15 20 25 30 35 7806058-9 5 Härigenom kan arbetsstycket valsas med högre nedvalsnings- grad än som kan uppnås vid konventionella valsningar.

Uppfinningen beskrives närmare i det följande under hänvisning till bifogade ritningar, på vilka fig l är ett diagram, som visar relationen mellan påskjutningskraften (tryckkraften) och kontaktvinkeln, fig 2a visar ett spår mellan två arbetsvalsar med plana, sneda spàrsidor, fig 2b är en schematisk vy, där kontaktvinkeln mellan arbetsval- sarna och arbetsstycket vid botten av spåret i fig 2a vi- sas, fig 3 är ett diagram, som visar belastningsändringar under valsningen i relationen till tiden, fig 4 är ett diagram, som visar relationen mellan valsningshastigheten och kontaktvinkeln, fig 5 är en schematisk vy av ett vals- verk för utövning av förfaringssättet enligt uppfinningen, fig 6a, 6b och 6c visar exempel på styrvalsar vid vals- verket i fig 5, fig 7 visar schematiskt en serie rombiska valsspår, fig 8 visar schematiskt en serie spår, som väx- lar mellan kvadratisk, rektangulär, oval och rombisk form, fig 9 visar schematiskt ett antal konventionella valsverk, varvid fig 9a-9c visar götvalsverk, medan fig 9d och 9e visar ett par kontinuerliga grovvalsverk för valsning av stänger, fig 10 visar ett antal valsverk anordnade enligt föreliggande uppfinning, varvid fig l0a visar ett valsverk för profilvalsning, medan fig lOb och fig l0c visar ett par valsverk för grovvalsning av stänger, fig ll visar schematiskt en regleranordning för ett valsverk enligt uppfinningen, fig 12 visar schematiskt tre olika pa- rallellogramspår och vissa relationer enligt uppfinningen och fig l3a och l3b visar ett par exempel på spårserier för valsning av profiler eller runda stänger enligt uppfin- ningen.

Diagrammet i fig l visar relationen mellan kraften för intryckning av ett arbetsstycke mellan arbetsvalsarna i ett stolpar och kontaktvinkeln mellan arbetsstycket och valsarna. Tryckkraften anges som förhållandet mellan o och k (0/k), varvid.U är tryckspänningen i arbetsstycket vid tidpunkten för utövning av tryckkraften och k är ar- betstryckets flytspänning. Kontaktvinkeln representeras 10 15 20 25 30 35 7806058-9 6 av den ekvivalenta kontaktvinkeln Ge, vilket har förbätt- rat beräkningen för spårförsedda arbetsvalsar. I fig 2a avgränsar arbetsytorna 3 hos arbetsvalsarna l ett spår 2 och bildar spårytorna en vinkel a i förhållande till en linje 2, som är parallell med valsarnas längdaxel, och i fig 2b är kontaktvinkeln mellan respektive arbetsvals 1 och arbetsstycket M vid den diameter DO, som svarar mot spårets botten, betecknad med G. Den ekvivalenta kontakt- vinkeln Ge kan då betecknas: Ge = arctan (cos a tan G)L Om spåret är ovalt, kan det för beräkningen ersättas med ett fyrhörnigt (parallellepipediskt) spår för bestämning av spårsidornas vinkel, varvid tvärsektionsarean hos detta substituerande spår skall ha samma tvärsektionsarea'som det ovala spåret och dess längsta diagonal skall överens- stämma med det ovala spårets längsta axel. Vid valsning med släta (cylinderformiga) valsar är a = 0 och är cos a = 1, och genom att den ekvivalenta kontaktvinkeln Ge kan sålun- da användas, både för valsning med spårförsedda valsar och för planvalsning med cylindriska valsar.

Kurvan I i fig l representerar gränsvärdet för den ekvivalenta kontaktvinkeln för arbetsvalsarnas ingrepp med arbetsstycket. Punkten A representerar gränsvärdet för den ekvivalenta kontaktvinkeln för arbetsvalsarnas ingrepp med arbetsstycket utan utövning av pâskjutningskraft (tryckkraft), och såsom redan påpekats i det ovanstående är då värdet Ge = arctan u. Kurvan II anger gränsvärdet för valsning av arbetsstycket efter uppnåendet av stabila valsningsförhållanden efter ingreppet, och detta gränsvärde är gränsvärdet för uppkomst av slirning mellan arbets- stycket och valsarna. För en viss tryckkraft, exempelvis b, kan valsning med hög nedvalsning, dvs hög reduktion av tvärsektionsarean, utföres vid en maximal ekvivalent kontakt- vinkel av D, varvid kurvan II visar att efter arbetsvalsar- nas ingrepp med arbetsstycket válsningen kan fortsättas med en tryckkraft av b'. Punkten B anger gränsvärdet för , den ekvivalenta kontaktvinkeln för fortsatt valsning av arbetsstycket utan tryckkraft, när arbetsstycket har gripits 10 15 20 25 30 35 7806058-9 7 av arbetsvalsarna, och såsom redan nämnts är då värdet arctan u'. _ Området från O till A för den ekvivalenta kontakt- vinkeln Ge är ett område, vid vilket arbetsstycket har bragts i ingrepp mellan arbetsvalsarna och tryckkraften är noll, varvid den konventionella valsningen med ordinär Ge = nedvalsningsgrad bestämmer valsningstillståndet på basis av den ekvivalenta kontaktvinkeln inom detta omrâde. Om- rådet B-C är ett område, vid vilket arbetsstycket bragts till ingrepp mellan arbetsvalsarna med en tryckkraft inom flytgränsen vid valsningen av arbetsstycket och även efter fullbordandet av ingreppet, dvs när Valsning utföres under kontinuerlig utövning av tryckkraft. Valsning enligt upp- finningen med ovan beskrivna höga nedvalsningsgrad faller inom detta område. Om det antages att 0 = k, dvs 0/t är _ 1,0, kan ingreppet åstadkommas vid den ekvivalenta kontakt- vinkeln vid punkten C. Från denna tidpunkt blir den minsta erforderliga tryckkraften för fortsatt stabil valsning den kraft c, som erhålles genom att normalen från abskissan dra- ges till skärningspunkten B' med en med abskissan horison- tell linje från C till kurvan II. Om tryckkraften (uttryckt som 0/k) överskrider 1,0, utsättes arbetsstycket vid tid- punkten för ingreppet för en kraft, som överskrider flyt-- spänningen, och deformeras före inträdet mellan valsarna, varigenom omrâdet för den ekvivalenta kontaktvinkeln ligger över punkten C. Detta område kan användas för hög nedvals- ning på exempelvis samma sätt som vid strängsprutning, när ett uppvärmt arbetsstycke från en behållare pressas genom ett munstycke medelst en tryckutövande anordning.

Enligt uppfinningen skall valsningen utföras inom om- rådet A-B i fig l för den ekvivalenta kontaktvinkeln, och beloppet av den ekvivalenta kontaktvinkeln är icke jämför- bart med det som användes vid kända metoder för valsning med hög nedvalsningsgrad och flytpressning med hög areaminsk- ning, och reduktionsgraden vid valsning enligt uppfinningen överskrider reduktionsgraden vid konventionella metoder.

Enligt "strängsprutningsmetoden" med hög reduktiónsgrad är det i huvudsak omöjligt att utföra kontinuerlig Valsning 10 15 20 25 30 35 7806058-9 8 med flera än två stick och även för valsning med hög re- duktionsgrad har man ansett tvâ stick vara en gräns, vilket skall jämföras med föreliggande uppfinning, som medger kontinuerlig valsning med flera_än två stick.

Vid plåt-, profil- och stångvalsning är den totala förlängningen av utgångsmaterialet till produkten normalt 400-500 gånger och följande relation kan uppställas mellan den totala förlängningen Å total och förlängningen för ' varje stick: A rotar = 10, Al, A2 ... ln' Viktiga tekniska problem är hur stor förlängningen per stick skall vara och hur en fortsatt valsning i flera stick med hög förlängning skall utföras. Föreliggande upp- finning ger en lösning på dessa problem. I som användes vid skall i huvudsak ligga inom området 0-a i fig l, varvid areareduktionsgra- Tryckkraften (påskjutningskraften), valsning enligt föreliggande uppfinning, den kan ligga inom området A-B uttryckt som ekvivalent kontaktvinkel enligt ovanstående beskrivning, nämligen arctan u < Ge á mellan arbetsvalsarna kan den ekvivalenta kontaktvinkeln arctan u'. När arbetsstycket har gripits B användas genom utövning av tryckkraften a. _ När vid valsning enligt uppfinningen ingreppet för arbetsstycket mellan arbetsvalsarna är fullbordat kan valsningen fortsättas under förhållanden, vid vilka icke någon tryckspänning åstadkommes i arbetsstycket i vals- ningslinjens riktning. Den tidpunkt, när arbetsstyckets- M främre ände når valsarnas centerlinje m (med hänvisning till fig 2b) med hela sin tvärsektion, är också den tid- punkt, när ingreppet av arbetsstycket mellan valsarna är fullbordat, och detta ingrepp är icke fullbordat om endast en ofullständig del av arbetsstyckets ände (exempelvis den främre delen av en snoppad ände) har nått denna center- linje m.

I fig 3 visas ett diagram över ändringen av belastningen under valsningen. I punkten e börjar ingreppet, dvs den första kontakten för arbetsvalsarna med arbetsstycket, och i punkten f är ingreppet fullbordat. I punkten g utövas 10 15 20 25 30 35 7806058-9 9 icke längre någon tryckspänning på arbetsstycket i vals- ningslinjens riktning och i punkten h börjar frigöringen av arbetsstycket, vilken är fullbordad i punkten 1.

Sträckan mellan punkten e och punkten g representerar en sträcka för instabil valsning med stor variation av be- lastningen, vilken har i huvudsak ett konstant värde F i sträckan mellan punkten g och punkten h, där stabil vals- ning utföres. När valsningen når det stabila tillståndet ligger, även om Påskjutningskraften nedgår till noll, den ekvivalenta kontaktvinkeln enligt fig 1 i området under kurvan II och förekommer därför icke någon slirning mel- lan arbetsstycket och arbetsvalsarna.

Tillståndet i punkten f kan detekteras medelst en be- lastningscell, en metallvärmedetektor eller dylikt. Läget av punkten g kan ändras genom inställning av valsarnas periferihastighet. Man kan exempelvis använda följande metod: medelbelastningen F vid stabil valsning antages vara känd från föregående valsningar och när arbetsstycket kommer till ingrepp mellan arbetsvalsarna höjes belast- ningen F; när belastningen har nått värdet 0,8 F, startas ett tidrelä, och efter utlöpningen av inställd tid regle- ras valsarnas periferihastighet, så att tryckspänningen i arbetsstycket i valsningslinjens riktning elimineras.

Såsom redan framhållits i det ovanstående skall stor- leken av påskjutningskraften i princip ligga i omrâdet 0-a i fig l, men för uppnâende av stabila förhållanden kan det vara önskvärt att utöva en sådan påskjutnings- kraft, som är över 1% av arbetsstyckets flytspänning.

Storleken av tryckkraften kan även ligga över punkten a för säkerställande av ingrepp av arbetsstycket mellan valsarna. För att före ingreppet förhindra att tryckspän- ningen på arbetsstycket överskrider flytspänningen, vid vilken plastisk deformering uppträder, är det naturligtvis nödvändigt att tryckspänningen på arbetsstycket ligger under flytspänningen vid valsningen, dvs.g/k i fig l skall ligga under 1,0.

När ingreppet med arbetsstycket är fullbordat och den stabiliserade valsningen utföres skall valsarnas peri- 10 15 20 25 30 35 7806058-9 10 ferihastighet vara sådan, att ingen slirning uppkommer mellan arbetsvalsarna och arbetsstycket, dvs den ekviva- lenta kontaktvinkeln Ge skall ligga inom området arctan u < Ge É arctan u'. Av fig 4 framgår att det finns ett nära samband mellan valsningshastigheten (periferi- hastigheten) Vm och den ekvivalenta kontaktvinkeln Ge.

Diagramet i fig 4 gäller varmvalsning av stål.

Kurvan III i fig 4 kan erhållas som resultat av olika försök. Om tryckkraften (påskjutningskraften) är noll representerar kurvan ett gränsvärde för uppkomst av slir- ning mellan arbetsstycket och arbetsvalsarna under det stabiliserade förhållandet för valsningen. Området K ovan- för kurvan III är ett område, inom vilket det är svårt att utföra kontinuerlig valsning på grund av slirning. Kurvan IV visar resultatet av experiment utförda vid varmvals- ning enligt uppfinningen med användande av arbetsvalsar med grov (ojämn) yta. Denna kurva IV anger ett gränsvärde för ingrepp, när påskjutningskraften är noll. Området L ovanför kurvan IV representerar det område, där det är svårt att erhålla ingrepp utan utövning av påskjutnings-' kraft, och området M under kurvan IV är ett område, där ingrepp är möjligt utan utövning av pâskjutningskraft.

Kurvan IV överensstämmer exakt med det resultat som redo- visas av W. Tafel (se "Stahl und Eisen“ l92l). Linjen V i fig 4 anger den högsta möjliga nivån för den ekvivalenta kontaktvinkeln vid varmvalsning enligt uppfinningen, och det kan nämnas att det finns en stor marginal för denna kontaktvinkel. Kurvan VI innebär icke något problem med avseende på slirning, men i omrâdet N ovanför kurvan VI kan på grund av buckling av arbetsstycket defekter eller sprickor uppträda. Denna kurva representerar sålunda endast en gränskurva av viss praktisk men i övrigt utan betydelse.

Vid valsning enligt uppfinningen användes den vals- ningshastighet, som svarar mot det fält,.som avgränsas av -kurvorna III, IV och VI i fig 4. Inom detta område upp- träder icke någon slirning mellan arbetsstycket och ar- betsvalsarna under den stabiliserade valsningen. Om vals- 10 15 20 25 30 35 7806058-9 ll ningshastigheten vid exempelvis ett vanligt götvalsverk eller grovvalsverk för stångstål anpassas för valsnings- hastigheten enligt fig 4 erhålles ett brett område under 2,5 m/s. Valsningshastigheten enligt fig 4 passar utmärkt för göt-, profil- och stångvalsverk. Med andra ord är valsningsmetoden enligt uppfinningen speciellt effektiv för grovvalsning av göt, profiler och stänger.

I riktning mot högre hastighet närmar sig kurvorna III och IV varandra, så att därefter icke något väsentlig skillnad föreligger mellan de båda kurvorna. Valsnings- hastigheten ligger då i allmänhet mellan 2 och 5 m/s.

I det följande beskrives ett konkret exempel på valsning enligt föreliggande uppfinning under hänvisning till fig 5.

Vid användning av valsverket i fig 5 för utövning av föreliggande uppfinning inställes spalten mellan arbets- valsarna 6 i det första stolparet 5 liksom vid ett kon- ventionellt stolpar, nämligen så att den ekvivalenta kon- taktvinkeln Ge var mindre än arctan u, men för stolparen 5a och 5b inställdes arbetsvalsarna Ga och 6b så, att den ekvivalenta kontaktvinkeln Ge låg 1 omrâdet ar arctan u < Ge < arctan u'.

Till det första stolparet 5 överfördes arbetsstycket på vanligt sätt, nämligen medelst rullbord, och genom ovan beskrivna förinställning av valsarna kunde arbets- stycket bringas i ingrepp mellan valsarna 6 i det första stolparet 5 utan hjälp av några speciella medel. vid passagen från det första stolparet 5 till det andra stol- paret Sa styres arbetsstycket medelst en bucklingsför- hindrande anordning 16. Innan änden av arbetsstycket når det andra stolparet Sa utsättes icke arbetsstvcket för någon tryckspänning i längdriktningen, dvs i valsnings- linjens riktning, men när arbetsstyckets ände når det andra stolparet Sa, i vilket arbetsvalsarna är förinställ- da, gripes arbetsstycket icke utan vidare av arbetsvalsar- na 6a utan utsättes först arbetsstycket för en tryckspän- ning i längdriktningen, medan det befinner sig i det första stolparet 5 och mellan detta och det andra stolparet Sa. 10 15 20 25 30 35 7806058-9 12 Under kontinuerlig utmatning från det första stolparet 5 ökar sålunda tryckspänningen i arbetsstycket successivt och överskrider slutligen det värde, som framgår av kur- van I i fig 1, varigenom arbetsstycket bringas i ingrepp mellan det andra stolparets 5a arbetsvalsar 6a.

Under förutsättning att arbetsstycket har fullstän- digt ingrepp mellan arbetsvalsarna 6a i det andra stol- paret Sa kan man finna punkten f för belastningen under valsning enligt fig 3 genom detektering av punkten medelst en belastningscell Sa, och detekteringssignalen överföres till en spänningsdetekterande signalförstärkare lla. Så- som visas i fig 5 är belastningsceller 9, l0 anordnade vid det första stolparet 5, medan förutom belastnings- cellen 8a två andra belastningsceller 9a, l0b är anordna- de för det andra stolparet Sa och motsvarande belast- ningsceller 8b, 9b, l0b är anordnade vid stolparet 5b.

Spänningen på arbetsstycket mellan det första stolparet I 5 och det andra stolparet 5a (om spänningen i valsnings- linjens riktning har minusvärde är det en tryckspänning) detekteras medelst de båda belastningscellerna l0, 9a, En mot denna spänning svarande signal sändes till en för- stärkare lla, vilken förstärker signalen och sänder den till en spänningsregulator l2. Utsignalen från spännings- regulatorn 12 jämföres med utsignalen från en komparator l3a i en framförvarande komparator 13. Varvtalet för det första stolparets 6 drivmotor 7 mätes medelst en tako- metergenerator 15 och utsignalen sändes liksom även ut- signalen från komparatorn 13 till en automatisk hastighets- regulator 14, vilken reglerar drivmotorns 7 varvtal, så att arbetsstycket i området mellan det första stolparet 5 och det andra stolparet Sa icke utsättes för någon drag- eller tryckspänning.

Det från det andra stolparet 5a utmatade arbets- stycket överföres till och gripes av det tredje stolparets Sb arbetsvalsar, och.när det är fråga om kontinuerlig vals- ning utföres reglering av spänningen i arbetsstycket mel- lan stolparen 5a och 5b på liknande sätt som mellan stol- paren 5 och Sa, dvs varvtalet för det andra stolparets Sa _._-........ ._..- ._ 10 15 20 25 30 35 7806058-9 13 drivmotor 7a regleras, varvid regleranordninqen innefat- tar en signalförstärkare llb, en spänningsregulator l2a, en takometergenerator l5a osv, som arbetar i beroende av signaler från belastningscellerna 8b, l0a och 9b. Om spän- ningen i arbetsstycket mellan det första och det andra stolparet varierar och för att begränsa denna variation översändes en utgångssignal, som svarar mot utgångssigna- len från komparatorn l3a, till komparatorn 13 för regle- ring av drivmotorns 7a varvtal och regleras samtidigt drivmotorn 7. Om periferihastigheten i ett uppströms- stolpar ändras, skall även hastigheten i nedströmsstol- paren ändras i tur och ordning. I fig 5 visas endast tre stolpar 5, 5a, 5b, men om ytterligare stolpar följer, regleras spänningen i arbetsstycket mellan det tredje stolparet 5b och nästföljande stolpar genom reglering av drivmotorns 7b varvtal medelst en anordning omfattande en belastningscell l0b, reglerdon l2b, l4b, en komparator l3b och en takometergenerator l5b etc på i huvudsam sama sätt som har beskrivits i det ovanstående. Det ovan be- skrivna reglersystemet är ett reglersystem av känd s k “uppströmstyp", men uppfinningen är icke begränsad till reglersystem av denna typ. Även reglersystem av s k "ned- strömstyp" kan användas, och för båda dessa system kan användas kända reglerdon. Emellertid kan arbetsvalsarnas varvtal även regleras manuellt för att med ledning av detekterad spänning i arbetsstycket sänka spänningen till noll.

När arbetsstycket befinner sig i ingrepp mellan ar- betsvalsarna 6a i det andra stolparet Sa inställes peri- ferihastigheten för dessa arbetsvalsar approximativt till ett värde URZ < A2 ningen tryckkraften är liten. I nyssnämnda olikhet anger - URl, så att under den normala vals- URl och URZ periferihastigheten för arbetsvalsarna med radierna Rl resp R2 i det första resp andra stolparet under ett tillstånd, vid vilket arbetsstycket icke ut- sättes för drag- eller tryckspänning, och A2 anger den förlängning av arbetsstycket, som âstadkommes i det andra stolparet under samma förhållanden (nollspänning). 10 15 20 25 30 35 7806058-9 14 Även om förhållandet mellan arbetsvalsarnas perife- rihastigheter i de båda stolparen sättes uR2=A2-URI (då i huvudsak icke någon sträckspänning och icke någon tryckspänning åstadkommes under den normala valsningen), ^gripes naturligtvis arbetsstycket (såsom beskrivits i det ovanstående) slutligen mellan arbetsvalsarna som resultat av att tryckspänning uppstår. När arbetsstycket har gri- pits mellan arbetsvalsarna upprättas varken i det ena eller andra fallet temporärt mellan de båda stolparen ett fixe- rat tillstånd för massaflöde. När periferihastigheterna för arbetsvalsarna 6 och 6a i stolparet 5 resp Sa är in- ställda, så att de är lika med eller i huvudsak lika med - periferihastigheten för stabiliserat tillstånd under fort- satt valsning, kan därefter korrektion av arbetsvalsarnas 6, 6a hastigheter (dvs efter fullbordat ingrepp) utföras med minsta möjliga ändringar.

Den bucklingsförhindrande anordningen 16 innefattar en serie av flera par roterbara styrvalsar 17 framför ar- betsvalsarna 6a i det andra stolparet och framför arbets- valsarna 6b i det tredje stolparet, och medelst dessa styrvalsar förhindras att arbetsstycket bucklas omedelbart framför dessa stolpar Sa och 5b, och naturligtvis styres arbetsstycket medelst dessa styrvalsar i rätt riktning in mellan arbetsvalsarna 6a och 6b. Styrvalsarna l7 avgrän- sar parvis en rörelsebana av samma tvärsektionsform som arbetsstyckets tvärsektionsform (exempelvis enligt 6b), vilket emellertid icke är absolut nödvändigt, ty såsom visas i fig 6c kan styrvalsarna, under förutsättning att de förhindrar buckling, avgränsa en rörelsebana, vars tvärsektion skiljer sig från arbetsstyckets tvärsektion.

Vid ett stolpar för hög nedvalsningsgrad väljes nor- malt rätt ekvivalent kontaktvinkel Ge för stolparet på nedströmssidan med en viss marginal i jämförelse med kon- taktvinkeln för punkten B i fig l. Skälet härför är be- hovet att utöva påskjutningskraft, även om den är kort- varig, i det efterföljande stolparet (utom det sista stol- paret), och på detta sätt kan även uppkomst av plötsliga störningar under valsningen förhindras. 10 15 20 25 30 35 7806058-9 15 I stället för det första stolparet 5 kan matarvalsar användas för att bringa arbetsstycket i ingrepp med val- sarna i det andra stolparet 5a, och i stället för att me- delst belastningscellerna 8a, 8b detektera, när ingreppet av arbetsstycket är fullbordat, kan detekteringen utföras med användande av välkända hetmetalldetektorer.

För valsverk med spârförsedda valsar kan valsspåren utformas genom svarvning, varvid emellertid spårsystem bildade av V-spår, dvs rombiska spår, eller rombiska-kvad- ratiska spårsystem enligt fig 7 är fördelaktiga både ur driftssynpunkt och med hänsyn till produktkvaliteten och stor förlängningsgrad. Kvadratiska, kvadratiska-rektangu- lära eller ovala-rektangulära eller kvadratiska spår- system enligt fig 8 kan användas med fördel för hög för- längning, ehuru i detta fall risk föreligger för skador på arbetsstycket eller sprickbildningar i eller deforme- ringar av spåren, och dessutom ställes höga driftsteknolo- giska krav, vilket är förenat med avsevärda problem. Om den slutliga tvärsektionsformen skall vara kvadratisk, så- som vid götvalsverk, föredrar man att vid konventionell valsning med normal reduktionsgrad använda kvadratiska spår efter rombiska spår, och vid valsning av runda stänger brukar man vid konventionell valsning med normal reduktions- grad använda kvadratiska och runda spår efter rombiska spår.

Såsom framgår av ovanstående beskrivning är ett kän- netecken på uppfinningen att kontinuerlig valsning med hög nedvalsningsgrad kan utföras på liknande sätt som konven- tionell kontinuerlig valsning med normal nedvalsningsgrad utan utövning av drag- eller tryckspänning på arbetsstycket över ett omrâde, inom vilket inga som helst problem före- ligger, vilket betyder eliminering av valsning under in- stabila tillstånd, vilket är fördelaktigt för dimensionell exakthet och gott utbyte, men enligt uppfinningen kan vals- ningen utföras kontinuerligt med hög reduktionsgrad (ned- valsningsgrad), som överskrider vad som anses konventio- nell standard, och kan därigenom medelst ett fåtal stolpar uppnås en mycket betydande ökning av den totala förläng- 7806058- 9 10 15 20 25 30 35 16 ningen, vilket är synnerligen fördelaktigt.

Det är visserligen möjligt att utföra valsning med hög reduktion av arean vid relativt liten ekvivalent kon- taktvinkel genom att använda arbetsvalsar med relativt stor diameter, men detta leder till onödigt och opraktiskt stora installationer. Genom föreliggande uppfinning är det möjligt att utföra valsning med hög reduktion av arean i kompakta, högeffektiva valsverk, vid vilka arbetsvalsar- na har minsta möjliga diameter. ' I det följande jämföres metoden enligt uppfinningen med en konventionell metod för valsning av ett ämne av kvadratisk sektion med dimensionerna 230 x 230 mm till stångstål av kvadratisk sektion med dimensionerna 100 x 100 mm.

I nedanstående tabell l jämföres arbetsvalsarnas diametrar och de ekvivalenta kontaktvinklarna, som an- vändes vid valsning enligt uppfinningen och vid konven- tionell valsning för framställning av samma produkt.

Tabell l Metod enligt uppfín- Konventionell ningen metod Stol- Valsdiameter Ekvivalent Valsdiameter Ekvivalent Valsnings- par Gun) kontakt- ümfl kontakt- hastighet vinkel vinkel (m/s) 1 596 30,0 988 20,0 0,45 2 651 38,0 1678 20,0 0,70 3 697 33,6 1599 20,0 1,12 4 608 30,6 -1187 20,0 1,66 5 446 20,0 446 20,0 2,00 I ovanstående tabell har valsarnas diametrar för vals- ning enligt uppfinningen bestämts medelst kurvan III i fig 4, medan valsdiametrarna för valsning enligt konven- tionell metod har bestämts medelst kurvan IV. Det bör ob- serveras att femte stolparet vid valsning enligt uppfin- ningen användes för valsning med konventionell nedvalsnings- 10 15 20 25 30 35 7806058-9 17 grad. Vid valsning enligt uppfinningen användes valsar, som har mycket liten diameter i jämförelse med de valsar, som användes enligt den konventionella metoden. Det bör observeras att man vid konventionell valsning icke brukar använda så stor valsdiameter som enligt ovanstående ta- bell l, dvs vid konventionell valsning brukar man i prak- tiken använda valsar med en diameter under 800 mm och an- vändes i stället ett större antal stolpar, såsom 7-8 stol- par i stället för 5 stolpar, som användes enligt tabell l.

I ovanstående beskrivning har antagits att arbets- stycket består av stål, men det bör observeras att upp- finningen även är tillämplig på valsning av andra mate- rial än stål, exempelvis aluminium- och kopparlegeringar.

I det följande jämföres ett antal kontinuerliga kon- ventionella valsverk och konventionell valsning med kon- tinuerliga valsverk och valsning enligt uppfinningen under hänvisning till fig 9a-9e och l0a-l0c.

De i fig 9a-9e visade valsverken är representativa för konventionella valsverk. Med 21 betecknas en ugn, med M arbetsstycket och med 23 ett förvalsverk. För ett göt- valsverk 24 enligt utföringsexemplen i fig 9a, 9b och 9c erfordras för en total reduktion av arean med 85% 6-8 stol- par och för samma totala reduktion vid valsning av stänger medelst grovvalsverken 25, 25a enligt utföringsexemplen i fig 9e och 9d (vilka följes av slutvalsverk 26, 26a) erfordras ungefär samma antal stolpar.

I fig l0a-l0c visas en serie valsverk för valsning enligt uppfinningen.

Dessa valsverk i fig lOa, l0b, l0c visar i tur och ordning ett götvalsverk (för valsning av rektangulära ämnen), ett stångvalsverk för valsning av göt till runda stänger resp ett valsverk för valsning av kontinuerligt gjutet stål.

Arbetsstycket M uppvärmes till en förbestämd tempera- tur medelst ugnen 2l, från vilken arbetsstycket utmatas medelst en utmatningsanordning (ej visad) och införes mellan matarvalsar 27, vilka är anordnade att utöva en tillräcklig påskjutningskraft för att möjliggöra valsning 10 15 20 25 30 35 7806058-9 18 med hög reduktionsgrad efter ett antal stolpar för vals- ning med låg reduktionsgrad, dvs ämnet M bringas först att passera genom ett stolpar 27 anordnat för normal re- duktionsgrad, såsom ca 10-30%, vilket medger lätt ingrepp av arbetsstycket mellan valsarna utan den extra påskjut- ningskraft som användes för införing i stolparen 28, i vilka arbetsstycket valsas med hög förlängning och hög reduktionsgrad. Som anordning för överföring av arbets- stycket till det första stolparet eller serien av stol- par 27, varvid arbetsstycket medgives en lätt kollision . med valsarna, kan användas ett rullbord eller helt en- kelt matarvalsar av det slag, som vanligtvis användes vid normal valsning.

Antalet enheter i det valsverk (eller stolparserie) 27, i vilket hög förlängning och hög reduktionsgrad åstad- kommes, bestämmes naturligtvis av kravet på total reduk- tion av arean från utgångsmaterialet till den slutliga produkten och den maximala hastigheten på utgångssidan av valsverksgruppen, dvs en effektiv hastighet med stor för- längning enligt den i fig 4 åskådliggjorda metoden. Slut- ligen bringas arbetsstycket att passera genom en valsverks- grupp 29, som är ett färdigvalsverk med flera enheter an- ordnade för mycket låg reduktionsgrad. Medelst färdigvals- verket framställes produktens slutform och dimensioner, vilket normalt sker med en reduktionsgrad av ca l0-30%.

Vid valsning passerar arbetsstycket vanligtvis en skärmaskin och/eller kylanordning, som icke visas.p I fig ll betecknar 3l och 61 två stolpar, som arbetar enligt villkoret Gl É arctan u,och betecknar 41 och 51 två stolpar, som arbetar enligt villkoret arctan u < G2 < arctan u'.

Det sista 51 av de båda sistnämnda stolparen, som ar- betar med kontaktvinkeln 62, är anordnat som ett sväng- bart stolpar. Arbetsvalsarnas rotationshastighet ligger inom området L i fig 4. Skälet härför är att gränsvärdet för valsning med kontaktvinkeln 62 enligt fig 4 begränsas av valsningshastigheten, och det är därför som man använ- der metoden att reglera arbetsvalsarnas varvtal (periferi- 10 15 20 25 30 35 7806058-9 19 och valsningshastighet) för valsarna i framförvarande och efterföljande stolpar genom övervakning av det maximala varvtalet (valsningshastigheten) för stolparet 51, som har den högsta hastigheten.

För reglering vid valsverket i fig ll användes ett nolldragspännings- och nolltryckspänningsreglersystem med minne, exempelvis strömminne. Strömdetekteringsdon visas vid 32, 42, 52 och 62, strömminnen visas vid 33, 43, 53 och 63, varvtalsregulatorer visas vid 34, 44, 54, 64, hastighetsövervakare visas vid 45 och 55, 46 och 56 är signalgivare för det begränsade hastighetsomrâdet, 48 och 58 är styrgeneratorer och 49, 56 är hetmetalldetekto- rer.

Från det ögonblick arbetsstycket M har gripits mel- lan valsarna i stolparet 31 är motorströmmen konstant (bortsett från under valsningen av anslagspartieth vilket detekteras av strömdetektorn 32, varvid det konstanta vär- det inmatas i minnet 33. När därefter arbetsstycket kommer i ingrepp mellan arbetsvalsarna i stolparet 41 utsättes arbetsstycket för den extra pâskjutningskraften från val- sarna i stolparet 3l. Mellan valsarna i stolparet 31 och valsarna i stolparet 41 utövas temporärt en tryckkraft och ökar drivmotorströmmen för stolparet 31, men efter full- bordat ingrepp av arbetsstycket mellan valsarna når ström- men ett konstant värde, vilket detekteras och jämföres med dætmmueimma33wmmmæväætfirmflamg av valsarnas rotationshastighet i stolparet 31 medelst varvtalsregulatorn 34 för âstadkommande av ett tillstånd,' varunder varken drag- eller tryckspänning utövas. I detta fall erhålles bekräftelse om att ingreppet är fullbordat medelst hetmetalldetektorerna 49, 59. Det är möjligt att igångsätta regleringen genom användning av dessa signaler och även i händelse av uppkomst av sådana problem som exempelvis uteblivit eller bristfälligt ingrepp kan dessa signaler användas som ett mått i efterhand på den närmast föregående processen.

När arbetsstycket M når valsarna i stolparet 51 ut- sättes arbetsstycket för pâskjutningskraft från stolparets 10 15 20 25 30 35 7806058-9 20 4l valsar, som ingriper med arbetsstycket, och regleringen mellan stolparen 51 och 41 utföres på samma sätt som reg- leringen mellan stolparen 31 och 41. Innan regleringen för stolparen 41 och 51 beskrives, bör därför regleringen för stolparen 31 och 41 beskrivas närmare.

Det bör för övrigt beträffande regleringen av valsar- na i stolparen 41 och 51 nämnas att rotationshastigheten av valsarna i stolparet 3l ändras, om rotationshastigheten av valsarnas stolpar 4l ändras.

Nästa stolpar, mellan vars valsar arbetsstycket kom- mer i ingrepp, är stolparet 61, men eftersom driften sker enligt villkoret Gl É arctan u, behöver extra påskjut- ningskraft för ingreppet icke användas. Reglering och kontroll att valsningen under det stabiliserade tillstån- det sker utan drag- och tryckspänning utföres på samma sätt som enligt föregående beskrivning.

Eftersom i det beskrivna fallet stolparet 51 är ett svängbart stolpar kompenseras regleringen av en obalanserad rotationshastighet genom reglering av varvtalet för ar- betsvalsarna i stolparet 61.

Liknande reglering utföres i efterföljande stolpar.

Valsningshastigheten i det svängbara stolparet 51 är kon- stant övervakad medelst en hastighetsvakt 55 och jämföres med ett standardvärde vid 56, varvid regleringen bestäm- mes av relationen mellan valsningshastigheten Vm och den ekvivalenta kontaktvinkeln Ge och hâlles inom rätt om- råde enligt fig 4. Om exempelvis rotationshastigheten av valsarna i stolparet 51 behöver justeras, användes meto- den att ändra hastigheten i hela valsningslinjen.

I det ovanstående har nämnts att ett system med mo- torströmminne kan användas, men om arbetsstycket upphettas tillräckligt likformigt, exempelvis i en normal vandrings- ugn, är den ovan beskrivna reglermetoden tillräcklig. Om slirningsmärken uppträder eller om upphettningen av ar- betsstycket är mycket ojämn, kan för reglering användas ett känt belastningskorrektionssystem med strömminne, vid vilket förutom strömvärdet belastningsvärdet avkännes och användes för regleringen, eller också kan användas ett 10 15 20 25 30 35 7806058-9 21 system, som kompletterar regleringen och kontrollen mel- lan stolparen 31 och 41, om reglering utföres mellan stol- paren 41 och 51 enligt ovanstående beskrivning. Det är emellertid icke väsentligt vilken reglermetod, som använ- des. Om arbetsstycket skall passera flera stolpar i flera än två enheter, kan man använda ett känt reglersystem, vid vilken regleringen utföres i valsningslinjens hela längd.

Man kan även använda exempelvis en reglermetod, vid vilken spänningen mellan stolparen detekteras direkt och återställes till noll.

Medelst valsverket i fig l0a skall ett göt med kvad- ratisk tvärsektion 300 x 300 mm valsas till ett ämne med kvadratisk sektion 120 x 120 mm. Detta betyder en nedvals- ning med en tvärsektionsareaminskning av 84%, och den totala förlängningen är exempelvis 6,25. I valsverket i fig l0a användes exempelvis fyra eller fem enheter (stol- par). Förlängningen i de olika stolparen framgår av nedan stående tabell 2.

Såsom framgår av tabell 2 är förlängningen relativt liten i det första stolparet, men trots detta måste vals- verket i fig l0a anses mycket kompakt i jämförelse med konventionella valsverk för samma totala nedvalsning och förlängning, vilket främst tillskrives ingreppet av ar- betsstycket i det andra stolparet.

Tabell 2 Stolpar 1:a 2:a 3:e 4:e 5:e Totalt Förlängning l,l0 1,85 1,85 1,50 1,11 6,25 Valsspår RR R R RR K -- I ovanstående tabell anger beteckningarna för spåren följande sektionsformer: R: rombisk sektion, RR: rombisk sektion med närmelse- vis räta vinklar och K: kvadratisk sektion.

I 2:a och 3:e stolparen åstadkommas stor förlängning, som i hög grad överskrider konventionell förlängning. Me- 10 15 20 25 30 7806058-9 22 'delst det 4:e stolparet, i vilket ävenledes en relativt stor förlängning utföres, åstadkommes en rombisk tvärsek- tionsprofil med närmelsevis förhållandet l:l mellan rom- bens diagonaler för valsning av arbetsstycket till i huvud- sak dess slutliga kvadratiska tvärsektion och i det 5:e stolparet erfordras därför endast en liten förlängning och utföres justering av de eventuella dimensionsavvikelser som kan förekoma hos arbetsstycket, som utmatas från det 4:e stolparet. I det 5:e stolparet valsas sålunda produk- ten med hänsyn till högt ställda krav på dimensioner och form. Detta 5:e stolpar kan ha relativt liten storlek, och för övrigt är hela götvalsverket i fig l0a mycket kom- pakt i jämförelse med konventionella valsverk för samma nedvalsning och förlängning. Vid valsverket i fig l0a ut- föres huvuddelen av nedvalsningen och förlängningen medelst de tre mittre stolparen.

Hastigheten, med vilken valsningen utföres, kan väljas med hänsyn till produktionskravet, exempelvis 50 000 - 200 000 ton per månad vid normala förhållanden.

Hastigheten kan fritt väljas inom området för effektiv valsningshastighet enligt fig 4.

Följande tabell 3 hänför sig till ett exempel vid valsning i ett valsverk med fyra efter varandra följande stolpar, av vilka det första och sista stolparet var in- ställda för konventionell areareduktion och förlängning, medan den huvudsakliga förlängningen och reduktionen för- delades på de båda mittre stolparen. Produktens dimensions- exakthet var något längre än vid det i tabell 2 âtergivna ' exemplet. Ehuru det första och det sista stolparet kan an- ses konventionella bildar gruppen av fyra stolpar för vals- ning enligt uppfinningen en väsentligt mindre grupp än som är konventionellt för ernående av sama resultat. Uppfin- ningen gär med andra ord en betydande minskning av antalet enheter och valsningslinjens längd. 10 15 20 25 30 7806058-9 23 Tabell 3 Stolpar 1:a 2:a 3:e 4:e Totalt Förlängning 1,26 1,95 1,95 1,30 6,25 Valsspår R R R K ---- I ovanstående tabell användes samma beteckningar som i tabell 2 för valsspåren.

För valsning enligt konventionella metoder av ett i sektion kvadratiskt utgângsämne med sidan 300 mm till en i sektion kvadratisk produkt med sidan 120 mm erfordras vanligtvis ca 8 stick, såsom i en kombination av en för- I valsverksenhet och fyra kontinuerliga valsverksenheter, dvs ett kontinuerligt valsverk med 7-8 stolpar. För den konventionella valsningen erfordras därför en mycket större installation än för valsning enligt uppfinningen.

Ett exempel på ett valsverk för valsning av stänger med rund sektion visas i fig l0b. Göt kan valsas till pro- dukter med kvadratisk tvärsektion medelst ett valsverk av det i fig l0a visade slaget, och genom att efter detta valsverk anordna åtminstone två valsverksenheter för vals- ning med normal nedvalsningsgrad kan valsning till stänger med rund tvärsektion utföras.

Beroende på vilken diameter stängerna skall ha kan det emellertid vara nödvändigt att öka antalet stolpar.

Om utgångsmaterialets tvärsektionsarea ligger nära den tvärsektionsarea de valsade stängerna skall ha, behövs naturligtvis icke någon stor förlängning, i vilket fall den beskrivna valsningen medelst valsverket i fig l0a kan användas för valsning av stänger genom ändring av spår- formen.

Spårformen behöver då ändras endast i stolparen på utgångssidan till oval och slutligen rund form, exempelvis enligt de spårformserier, som visas i fig l3a och l3b.

Om stor förlängning skall utföras i ett stick bör lämpligen användas rombiskt eller kvadratiskt spår. 10 15 20 78060581-9 24 Under hänvisning till fig l0c beskrives nu ett exem- pel pâ valsning av stänger som slutprodukt.

För valsning från fyrkantig tvärsektion med sidan 120 mm till stänger med en diameter av 5,5 m erfordras en så hög förlängning som ca 500.

Antalet stolpar i den valsverksgrupp 28, i vilken i huvudsak hela denna stora förlängning utföres, bestäm- mes av ämnets dimensioner före och efter valsningen och maximal hastighet.

Som representativa exempel antages att ämnen med kvadratisk sektion 200 x 200 m skall valsas till stänger med en diameter av 20 mm och att ämnen med kvadratisk sektion 120 x 120 mm skall valsas till stänger med en diameter av 5,5 m med en hastighet i slutvalsverket 29 av 20 m/sek resp 60 m/sek. Valsningsschema härför visas i nedanstående tabell 4 och 5.

I nedanstående tabeller anger beteckningen C] med efterföljande mått (t ex []200) kvadratisk tvärsektion och kvadratens sida eller därmed ekvivalent area och Q anger rund sektion.

Tabell 4 Utgângsmaterial Stolpar i valsverket 28 3:e Slutvals- verk 29 1:a 2:a Tvärsektions- dimension Gmü EIZOO E|182,5 D136,1 Dl01,4 'D20 Förläng- ning - 1,20 1,80 1,80 1,80 1,80 ~ 1,10 Valsgodsets utlöpníngs- hastighet (m/S) 0,16 0,19 0,34 0,61 1,10 1,98 - 20 7806058-9 10 15 20 25 Tabell 5 Stolpar i valsverket 28 Slutvals- Utgångsmateríal verk 29 1:a 2:a 3:e 4:e 5:e ! 6:e Tvärsektions- ' dimension Ell20 EI109,5 El8l,6 U60,8 U45,3 11.33,8 D25,6 - 95,5 (mm) Förläng- - 1,20 1,80 1,80 «l,80 1,80 1,80 - 1,10 ning Valsgodsets - utlöpnings- 0,10 0,12 0,21 0,38 0,69 1,25 2,24 - 60 hastighet (m/S) I tabell 4 visas ett exempel på valsning av grova, runda stänger (eller stänger med annan sektion men mot- för- längningen utföres i stolparen 2-5 i valsverket 28. Anled- svarande tvärsektionsarea), varvid den huvudsakliga ningen till att den huvudsakliga förlängningen genomföras t o m 5:e stolparet är att valsgodsets rörelsehastighet därefter överskrider den s k effektiva hastigheten enligt fig 4. Från och med nästa stolpar, dvs 6:e stolparet en- ligt tabell 4, sker därför konventionell valsning med ekvivalent kontaktvinkel enligt kurvan IV i fig 4.

Enligt tabell 5 är den huvudsakliga förlängningen uppdelad på stolparen 2-6. Från och med 7:e stolparet överskrider rörelsehastigheten den effektiva valsnings- hastigheten ca 2 m/sek enligt fig 4.

Vid valsning enligt tabell 4 utföres i vart och ett av fyra stolpar en förlängning av 1,8 och utföres i grov- valsverket 28 medelst fem stolpar en total förlängning av 1,2 - 1,84 = 12,6. Enligt tabell s åetaakemmee medelst sex stolpar en total förlängning av 1,2 - l,É5 = 22,7.

I ett konventionellt valsverk utföres vanligtvis en för- längning av 1,25 för varje stick (stolpar) och.erfordras för de totala förlängningarna enligt tabellerna 4 och 5 ca ll-14 stolpar i stället för fem eller sex, vilket med andra ord betyder att uppfinningen medger lika gott resul- 7806058-9 26 tat med 6-8 stolpar mindre i grovvalsverket. Detta inne- bär stora minskningar av anläggnings- och driftskostnaden och stor minskning av erforderligt utrymme för valsverket.

Det framgår av ovanstående utföringsexempel att vals- ning enligt uppfinningen, vid vilken som grundprincip ut- nyttjas största möjliga kontaktvinkel, medger mycket effektiv valsning men möjlighet att använda valsar med relativt liten diameter och valsverk med relativt liten längd (relativt få stolpar).

Claims (4)

10 15 20 25 30 78060 58* 9 27 PATENTKRAV

1. Sätt att utföra valsning vid ett valsverk, som efter matarvalsar eller ett framförvarande stolpar om- fattar åtminstone ett efterföljande stolpar med spår- försedda valsar, k ä n n e t e c k n a t därav, att mellanrummet mellan valsarna i det efterföljande stol- paret inställes så, att en ekvivalent kontaktvinkel Ge = arctan (cos u tan 9), där 6 är kontaktvinkeln mellan arbetsstycket och vardera arbetsvalsen från valsspårets botten øch d är lutningsvinkeln för respektive spårsida, är större än arctan u, varvid u är friktíonskoeffici- enten mellan arbetsstycket och arbetsvalsarna under initialingreppet med arbetsstyckets främre ände, och mindre än arctan u', varvid u' anger friktionskoeffi- cienten mellan arbetsstycket och arbetsvalsarna efter fullbordat ingrepp och under huvudförloppet av vals- ningen, och att arbetsstycket frammatas till nämnda efterföljande stolpar från det framförvarande stolparet eller matarvalsarna under utövning av tryckkraft, så att på arbetsstycket intill dess att ingreppet med dess främre ände fullbordats åstadkommas tryckspänning, som är lägre än flytspänningen för arbetsstycket, i vals- ningsriktningen, att efter fullbordat ingrepp, dvs när det främre ändpartiet av arbetsstycket befinner sig mellan arbetsvalsarna i nämnda efterföljande stolpar och med bibehållen inställning av spalten mellan dessa arbetsvalsar, regleras arbetsvalsarnas eller matarvalsar- nas periferihastighet, så att tryckkraften på arbets- stycket i valsningsriktningen under den fortsatta kon- tinuerliga valsningen elimineras och spänningen på arbets- stycket i nämnda riktning blir i huvudsak noll.

2. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att nämnda tryckspänning är större än 1% av arbetsstyckets flytspänning. 7806058-9 10 15 20 25 30 35 28

3. Sätt enligt patentkravet 1, k ä n n e t e c k - n a t därav, att arbetsvalsarna drives med en peri- ferihastighet under 2,5 m/sek.

4. Valsverk för utövning av förfaringssättet enligt patentkravet 1 för valsning med hög förlängningsgrad, k ä n n e t e c k n a t därav, att valsverket inne- fattar ett första stolpar (5) med arbetsvalsarna (6) inställda för en ekvivalent kontaktvinkel (Ge enligt fig 4), som är mindre än eller högst lika med arctan u, varvid u är friktionskoefficienten mellan arbetsvalsarna och arbetsstycket, och åtminstone ett andra stolpar (Sa, Sb) med arbetsvalsarna (6a) inställda för en ek- vivalent kontaktvinkel, som är åtminstone lika stor som eller större än arctan u, en anordning (15a, 15b) för detektering av periferihastigheten för arbetsvalsar- na i det andra stolparet (Sa, 5b), en anordning (8a, 9a, 10a, 8b, 9b, 10b) för detektering av fullbordat ingrepp av arbetsvalsarna (6a, 6b) i det andra stolparet (Sa, 5b) med arbetsstyckets främre ände, en anordning (14, 14a, 14b) dels för reglering av periferihastigheten för arbetsvalsarna i det första stolparet i beroende av signalen från hastighetsdetekteringsanordningen, så att arbetsstycket utsättes för en tryckspänning av över 1% och under 100% av flytspänningen i arbetsstycket vid ingångssidan av det andra stolparet, när arbets- stycket bragts i ingrepp mellan arbetsvalsarna i det andra stolparet, dels för reglering av periferihastig- heten av arbetsvalsarna i det första och andra stolparet i beroende av signalen från den ingreppsdetekterande anordningen, så att spänningen på arbetsstycket vid ingångssidan för det andra stolparet efter arbetsstyckets ingrepp mellan det andra stolparets valsar är i huvudsak noll, en driftprocessbehandlande anordning (12, 12a, 12b, 13, 13a, 13b) för inmatning och lagring av slir- ningsgränsen som funktion av den vinkeln och valsningshastigheten ekvivaletna kontakt- i det andra stolparet -och jämförelse av hastighetssignalen från den hastig- 7806058-9 29 hetsdetekterande anordningen och värdet av slirnings- gränshastigheten och för sändning av en hastighetskor- q., rektionssignal, och att hastighetsregleranordningen är anordnad att reglera det andra stolparets valsar i beroende av signal, som anger fullbordat ingrepp och hastighetskorrektionssignalen.