WO2005000495A1 - Method for leveling hot profiles - Google Patents

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WO2005000495A1 PCT/EP2004/007037 EP2004007037W WO2005000495A1 WO 2005000495 A1 WO2005000495 A1 WO 2005000495A1 EP 2004007037 W EP2004007037 W EP 2004007037W WO 2005000495 A1 WO2005000495 A1 WO 2005000495A1
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Betriebsforschungsinstitut VDEh-Institut für angewandte Forschung GmbH
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    • C21D9/04—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails
    • C21D9/06—Heat treatment, e.g. annealing, hardening, quenching or tempering, adapted for particular articles; Furnaces therefor for rails with diminished tendency to become wavy

Definitions

  • the invention relates to a method for straightening profiles having a web and at least one flange, in particular double-T or U-carriers, with the aid of straightening tools.
  • Section steel often experiences deformations or warping after hot rolling during the cooling process.
  • the profiles are directed after hot rolling and cooling. Since the deformations occur during cooling, so far it has not been satisfactorily possible to straighten the profiles while still warm. Although standardized results can be achieved during the straightening process of the warm profiles, after the final cooling, the profiles partly spring back into a curved, non-standard shape.
  • the invention has for its object to provide an improved method available, which makes it possible to judge profiles in the warm state.
  • the straightening method according to the invention builds on the basic idea to direct the profiles at profile temperatures of> 70 ° C in such a way that the straightening force is introduced directly into the flange of the profile. Since ⁇ by internal stresses are avoided in the profile, which otherwise generate deformations during cooling of the profile.
  • the straightening force is preferably introduced into the narrow side of the flange, so in a profile with vertically aligned flange from above or below. According to the invention, however, a straightening force need not be introduced in one direction and at one point.
  • straightening forces for example via comb-like rollers, both in the lateral "main surface" of the flange and the narrow side of the flange can be introduced, just as they can be introduced only in the lateral "main surface".
  • the invention is based on the finding that the change in shape of hot-formed profiles observed in the prior art after cooling lies in the differential heat quantity content of the still-warm profile after cooling.
  • the transition region from web to flange (web root) there is a high mass concentration with a low surface area, which cools more slowly compared to the adjacent masses. As a result, it has a higher temperature than the rest of the profile. Forming influences in the further cooling process change the temperature and can generate temperature-dependent voltage distributions.
  • profiles are directed with a web and at least one flange.
  • Such profiles are especially T-
  • the profiles are directed at profile temperatures of over 70 ° C, especially preferred at temperatures above 100 ° C.
  • the method according to the invention also makes it possible to straighten at higher temperatures, for example also at about 200 ° C. and more.
  • the term profile temperature may include, for example, the root canal surface temperature as well as the root canal temperature.
  • it can also comprise the surface temperature of the web as well as the carrier edges or the temperature in these profile elements.
  • the profile temperature can also be determined by including the temperature of several of these profile elements. For example, the profile temperature can be determined by measuring the temperature profile in the entire profile or by measuring the temperature in some of the profile elements.
  • a frequently used method for determining the profile temperature is, for example, temperature scanning.
  • the temperature is detected by means of a movably arranged temperature measuring device via the support edge, the web root, the web and again the other web root and other support edge. From the measured temperature profile, the profile temperature is determined, the temperatures in the land roots can be weighted more. As a profile temperature can therefore be understood according to the invention, the result of such a temperature scanning.
  • the straightening forces are introduced into the flange via an outer surface of the straightening tool which is angular with respect to the surface of the flange on which this straightening tool acts.
  • Such a device is described for example in DE 195 25 513 A1, the full disclosure of which is given for the description of a device on which the inventive method, for example, can be performed, and for the description of the manner in which straightening forces can be introduced into the flange is included in the present application.
  • the straightening tools in particular straightening discs, at least partially frusto-conical and transmit the straightening force with its conical lateral surface on the flange.
  • the straightening tools can be arranged above and / or below the straightening material.
  • the angle of inclination of the effective lateral surface is preferably of the order of magnitude of the angle of friction between the lateral surface and the surface against which the straightening tool acts; it then results from the following equation:
  • the angle of inclination is preferably 5 °.
  • the point of intersection of the generatrices of the non-drive straightening disk is preferably remote from the drive and the point of intersection of the straightening disk near the drive is close to the drive.
  • the straightening discs preferably have flange-supporting surfaces which are located on the web side and / or the web-facing side of the flange. Accordingly, trained as straightening straightening tools preferably a U-shaped or T-shaped axial cross-section. The flange-supporting surfaces each engage alternately outside and inside the flange.
  • straightening disks with a chamber-like axial cross section are suitable.
  • Such a straightening disk then consists, preferably in one piece, of individual disks between which the inventive lateral surfaces which are inclined relative to the horizontal are located and whose lateral surfaces support the flange or web in the straightening position on one or both sides.
  • straightening tools must be provided with the effective lateral surface.
  • the inlet side straightening tools can be arranged with angularly extending with respect to the directional axis effective lateral surface.
  • a correspondingly configured straightening tool or pair of tools above and below the straightening material in mutual proximity is sufficient in each case.
  • straightening tools configured in such a way only in the discharge area can be arranged.
  • the mantle or inclined surfaces used with the method according to the invention allow a maximum of directional accuracy when straightening the warm profiles. In particular, they avoid the occurrence of flange upsets and outward bulges in the area of the flange edges and preserve the favorable residual stress state of the non-directional profile resulting from the hot rolling of the profiles.
  • FIG. 1 is a schematic representation of a preferably used with the inventive method straightening device with an upper straightening disk pair partially in an axial longitudinal section
  • Fig. 8 shows a part of the straightening bush according to Fig. 7 in an enlarged view
  • Fig. 9 is a cylindrical straightening sleeve.
  • the straightening device consists of a drive 1, not shown in detail in its individual parts, to which a shaft 2 is connected, on which two straightening disks 3, 4 are arranged above a double-T carrier 5.
  • This has a web 5a and two flanges 5b and 5c.
  • the straightening disks 3, 4 have-in the axial direction-a T-shaped cross-section and consist of a circular disk-shaped part 6 which engages on the inside of the two flanges but does not touch the web of the flange, which merges into a frustoconical projection 7.
  • the frustoconical projections 7 are with their small diameter surfaces. 8 each directed to the outside and are edges on their lateral surfaces in frictional connection with the flange.
  • the lateral surface or line 9 extends at an angle p with respect to the surface of the narrow side of the flange or onto the horizontal or the spacer bushes 10.
  • the spacer bushes 10 serve to set the distance between the leveling wheels and the profile height (flange distance). of the carrier to be addressed. Accordingly, between the generatrix 9 and the narrow side surface of the flanges of the inclusion angle p.
  • the height Z of the frusto-conical projections is dimensioned such that the narrow sides of the flanges are supported over their entire height.
  • the straightening disks 11, 12 of FIGS. 3 and 4 are arranged and constructed in basically the same way as in the case of FIGS. 1, 2; However, they support the flanges on the outside and have conical approach surfaces 7, whose large diameter surfaces 13 point inward or face each other. In this way results between the lateral surfaces or lines 9 and the horizontal or the narrow sides of the support flanges respectively the same inclusion angle as in the straightening disks 3.4 of FIG. 1, 2nd
  • the straightening rollers 15,16 of FIGS. 5, 6 consist of several, preferably integrally interconnected flange-supporting individual discs 17,18,19,20, between each of which a frustoconical transition 21, 22,23 is located. In this way, resulting between the discs 16 to 20 grooves 24,25,26 for receiving the flanges of carriers with different dimensions.
  • the suitable for carrying out the method according to the invention for hot straightening straightening need not be fully equipped with the angular straightening tools (straightening discs or bushes); rather, it is sufficient if these are arranged in the region of the greatest bending amplitudes, that is to say on the inlet side, which would also lead to the greatest upsetting or dimensional deviations without the straightening tool according to the invention.
  • all upper straightening tools may be formed as discs or multi-disc roles when judging with large pitch (distance between two adjacent straightening axes) and correspondingly small straightening forces below the straightening cylindrical straightening jacks 28 may be arranged ranging from flange to flange.
  • FIGS. 7 to 9 show further variants of the devices which can be used with the method according to the invention. Identical elements are identified by the same reference numbers.
  • the illustrated devices allow the direct introduction of force into the flange of a profile, thereby also the straightening of hot profiles, which have a temperature above 70 °, is possible.

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Abstract

The invention relates to a method for leveling profiles (5). When the hot-rolled profiles are cooled off, they deform considerably. Therefore, the profiles are not leveled while they are hot but are first cooled off. The inventive method for the first time allows leveling hot profiles at a profile temperature of > 70 °C while maintaining their once leveled profile shape when cooled off. For this purpose, the leveling force during leveling is applied directly to the flange (5b, 5c). As a consequence, the original state of stresses in the web (5a) and in the web roots remains unchanged and disadvantageous internal stresses are avoided.

Description

"Verfahren zum Richten von warmen Profilen" "Method for straightening warm profiles"
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Richten von Profilen, die einen Steg und mindestens einen Flansch aufweisen, insbesondere von Doppel-T- oder U-Trägem, mit Hilfe von Richtwerkzeugen.The invention relates to a method for straightening profiles having a web and at least one flange, in particular double-T or U-carriers, with the aid of straightening tools.
Profilstahl erfährt nach dem Warmwalzen beim Abkühlvorgang häufig Verformungen bzw. Verwerfungen. Um hierdurch hervorgerufene Abweichungen von der gewünschten Profilform zu beseitigen und dem Träger die gewünschte Geradheit zu verleihen, werden die Profile nach dem Warmwalzen und Abkühlen gerichtet. Da die Verformungen bei der Abkühlung auftreten, ist es bislang nicht zufriedenstellend möglich, die Profile noch im warmen Zustand zu richten. Zwar können während des Richtvorganges der warmen Profile normgerechte Ergebnisse erzielt werden, nach dem endgültigen Abkühlen federn die Profile jedoch teilweise zurück in eine gekrümmte, nicht normgerechte Form.Section steel often experiences deformations or warping after hot rolling during the cooling process. In order to eliminate deviations from the desired profile shape caused thereby and to give the wearer the desired straightness, the profiles are directed after hot rolling and cooling. Since the deformations occur during cooling, so far it has not been satisfactorily possible to straighten the profiles while still warm. Although standardized results can be achieved during the straightening process of the warm profiles, after the final cooling, the profiles partly spring back into a curved, non-standard shape.
BESTATIGUNGSKOPIE lm Stand der Technik wird daher gefordert, daß das Profil auf niedrige Temperaturen abgekühlt wird (siehe beispielsweise DE 24 56 782 und US 5,060,498). Die Profile werden hierzu in Kühlbetten oder Kühlgruben abgekühlt. Dies führt in nachteiliger Weise zu zeitlichen Verzögerungen, die teil- weise zu einem zeitweiligen Produktionsstillstand führen.BESTATIGUNGSKOPIE It is therefore required in the prior art that the profile is cooled to low temperatures (see, for example, DE 24 56 782 and US Pat. No. 5,060,498). The profiles are cooled for this purpose in cooling beds or cooling pits. This leads disadvantageously to delays in time, which in part lead to a temporary production stoppage.
Sofern im Stand der Technik Profile bei höheren Temperaturen gerichtet werden, wird das Profil differenziell abgekühlt oder erwärmt, um im Steg Druckspannungen zu erzeugen (siehe DE 35 01 522 C1; DE 36 38 816 C1). Nach dem Richten gleicht sich die Temperatur des Steges an die der Flansche an, wobei die Längszugspannungen abgebaut werden sollen. Diese Verfahren sind jedoch durch die dort vorgesehene Erzeugung von genau einzustellenden Temperaturgradienten in den Profilen zeit- und energieaufwendig. Des weiteren können Verformungen des Profils durch Schrumpfung des Steges beim endgültigen Abkühlen auftreten, die wiederum dazu führen, daß die auf Raumtemperatur abgekühlten Schienen nicht den Normanforderungen entsprechen. Daher sind auch diese Verfahren nicht zufriedenstellend.If profiles are directed at higher temperatures in the prior art, the profile is differentially cooled or heated in order to generate compressive stresses in the web (see DE 35 01 522 C1, DE 36 38 816 C1). After straightening, the temperature of the web is equalized to that of the flanges, with the longitudinal tensile stresses to be reduced. However, these methods are time-consuming and energy-consuming due to the provision of precisely planned temperature gradients in the profiles provided there. Furthermore, deformation of the profile can occur due to shrinkage of the web during the final cooling, which in turn lead to the rails cooled to room temperature not meeting the standard requirements. Therefore, these methods are not satisfactory.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Verfügung zu stellen, welches es ermöglicht, Profile im warmen Zustand zu richten.The invention has for its object to provide an improved method available, which makes it possible to judge profiles in the warm state.
Gelöst wird diese Aufgabe durch den Gegenstand der Hauptansprüche. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen wiedergegeben.This object is achieved by the subject of the main claims. Advantageous embodiments are given in the subclaims.
Das erfindungsgemäße Richtverfahren baut auf dem Grundgedanken auf, die Profile bei Profiltemperaturen von >70°C zu richten und zwar derart, daß die Richtkraft unmittelbar in den Flansch des Profils eingeleitet wird. Da¬ durch werden Eigenspannungen im Profil vermieden, die andernfalls beim Abkühlen Verformungen des Profils erzeugen. Dabei wird die Richtkraft bevorzugt in die Schmalseite des Flansches eingeleitet, also bei einem Profil mit vertikal ausgerichteten Flansch von oben oder unten. Erfindungsgemäß muß eine Richtkraft jedoch nicht nur in einer Richtung und an einer Stelle eingeleitet werden. Im Rahmen der Erfindung können Richtkräfte, beispielsweise über kammartige Walzen, sowohl in die seitliche "Hauptfläche" des Flansches als auch die Schmalseite des Flansches eingeleitet werden, genauso wie sie nur in die seitliche "Hauptfläche" eingeleitet werden können.The straightening method according to the invention builds on the basic idea to direct the profiles at profile temperatures of> 70 ° C in such a way that the straightening force is introduced directly into the flange of the profile. Since ¬ by internal stresses are avoided in the profile, which otherwise generate deformations during cooling of the profile. The straightening force is preferably introduced into the narrow side of the flange, so in a profile with vertically aligned flange from above or below. According to the invention, however, a straightening force need not be introduced in one direction and at one point. In the context of the invention straightening forces, for example via comb-like rollers, both in the lateral "main surface" of the flange and the narrow side of the flange can be introduced, just as they can be introduced only in the lateral "main surface".
Der Erfindung liegt die Erkenntnis zugrunde, dass die im Stand der Technik beobachtete Formveränderung von warmgerichteten Profilen nach dem Abkühlen in dem differentiellen Wärmemengen-Inhalt des noch warmen Profils liegt. Im Übergangsbereich von Steg zu Flansch (Stegwurzel) befindet sich eine hohe Massenkonzentration mit geringer Oberfläche, die im Vergleich zu den angrenzenden Massen langsamer abkühlt. Folglich weist sie eine höhere Temperatur als der Rest des Profils auf. Umformende Einwirkungen in den weiteren Abkühlvorgang verändern die Temperatur und können temperaturabhängige Spannungsverteilungen erzeugen. Beim konventionellen Richten, bei welchem die Richtscheiben den Steg im Bereich der Stegwurzeln erfassen, zwingen die Richtscheiben dem Steg die durch die Richtscheibenanstellung vorgegebenen Wechselbiegungen auf, dessen Hin- und Herbewegungen auf den Flansch übertragen werden und schließlich mit den reduzierten Anstellungsvorgaben in Durchlaufrichtung das erwünschte gera- de Profil erzeugen.The invention is based on the finding that the change in shape of hot-formed profiles observed in the prior art after cooling lies in the differential heat quantity content of the still-warm profile after cooling. In the transition region from web to flange (web root) there is a high mass concentration with a low surface area, which cools more slowly compared to the adjacent masses. As a result, it has a higher temperature than the rest of the profile. Forming influences in the further cooling process change the temperature and can generate temperature-dependent voltage distributions. In conventional straightening, in which the straightening plates detect the bridge in the area of the bridge roots, the straightening plates force the bridge to change the predetermined by the Richtscheibenanstellung bends, whose reciprocating movements are transmitted to the flange and finally with the reduced employment requirements in the direction of passage the desired gera - create profile.
Beim Warmrichten bedingt die höhere Temperatur des Stegwurzelbereichs eine spezifische Fließspannung des Werkstoffs, die durch eine angepaßte Anstellung für den Warmrichtvorgang (mit der konventionellen Richttechnik) berücksichtigt wird. Das konventionelle Richten erzeugt in den Profilen Ei- genspannungsverteilungen, die sich von denen des Ausgangszustandes unterscheiden. Besonders im Stegwurzelbereich treten Eigenspannungs- spitzen auf mit Werten, die im Bereich der Fließspannung und darüber liegen können.When hot-straightening, the higher temperature of the root area causes a specific yield stress of the material, which is taken into account by an adapted employment for the heat-straightening process (with the conventional straightening technique). Conventional straightening produces internal stress distributions in the profiles which differ from those of the initial state. Especially in the bridge root area, residual stress peaks with values that can be in the range of yield stress and above.
Sofern mit den konventionellen Richtverfahren Profile im warmen Zustand gerichtet werden, werden immer im gewissen Maße Eigenspannungen erzeugt. Die nachfolgende Abkühlung ändert die Spannungsverteilung und die Spannungswerte, was die im Stand der Technik bekannten und beobachteten Verwerfungen des gerichteten Profils zur Folge hat.If profiles are directed with the conventional straightening method in the warm state, residual stresses are always generated to a certain extent. Subsequent cooling alters the stress distribution and the stress values, resulting in the distortions of the directional profile known and observed in the prior art.
Um gerade Profile bei höheren Temperaturen zu erzeugen und dieses gerade Profil auch noch nach dem Abkühlen zu erhalten, werden gemäß der Lehre der Erfindung beim Richten in dem Übergangsbereich zwischen Steg und Flansch und im Steg selber durch die Einleitung der Richtkraft in den Flansch keine Eigenspannungen erzeugt, die die nachteilige Beeinflussung der Produkteigenschaften und der Geradheit der Profile zur Folge haben. Durch die Krafteinleitung in den Flansch wird vielmehr der unproblematische Spannungszustand im Steg und in den Stegwurzeln beibehalten, und der Eigenspannungszustand im Flansch wird nur unwesentlich verändert. Deshalb ist eine nachteilige, abkühlungsbedingte Änderung des Spannungszu- Standes im erkalteten Profil nicht zu erwarten.In order to produce straight profiles at higher temperatures and to maintain this straight profile even after cooling, according to the teaching of the invention when straightening in the transition region between the web and flange and the web itself generated by the introduction of the straightening force in the flange no residual stresses that result in adverse effects on the product properties and the straightness of the profiles. The introduction of force into the flange rather the unproblematic state of stress in the web and in the web roots is maintained, and the residual stress state in the flange is only insignificantly changed. Therefore, a disadvantageous cooling-related change in the voltage state in the cooled profile is not to be expected.
Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es in vorteilhafter Weise möglich, die Profile noch im warmen Zustand im Anschluß an das Warmwalzverfahren weiter zu bearbeiten. Dies führt zu einer erheblichen Zeitersparnis und vermeidet Produktionsstillstände. Des weiteren ist die Bearbeitung des noch warmen Stahls mit weniger Kraftaufwand möglich, so dass auch auf diese Weise Energie eingespart werden kann.By the method according to the invention, it is possible in an advantageous manner to further process the profiles still in the warm state following the hot rolling process. This leads to a considerable saving of time and avoids production stoppages. Furthermore, the processing of the still warm steel with less effort is possible, so that energy can be saved in this way.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren werden Profile mit einem Steg und mindestens einem Flansch gerichtet. Derartige Profile sind insbesondere T-With the method according to the invention profiles are directed with a web and at least one flange. Such profiles are especially T-
Träger, Doppel-T-Träger, U-Profile und L-förmige Profilschenkel, wobei der Flansch bei allen Profiltypen vorzugsweise im Winkel von 90° zum Steg steht, obwohl auch andere Ausrichtungen ohne weiteres möglich sind.Beams, double-T beams, U-profiles and L-shaped profile legs, where the Flange in all profile types is preferably at an angle of 90 ° to the web, although other orientations are readily possible.
Die Profile werden bei Profiltemperaturen von über 70°C gerichtet, beson- ders bevorzugt bei Temperaturen von über 100°C. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht jedoch auch das Richten bei höheren Temperaturen, so beispielsweise auch bei ca. 200°C und mehr. Es gibt unterschiedliche Möglichkeiten zur Ermittlung und Festlegung der Profiltemperatur. Dieser Begriff ist daher weit zu verstehen. Der Begriff Profiltemperatur kann bei- spielsweise die Stegwurzel-Oberflächentemperatur sowie die Temperatur in der Stegwurzel beinhalten. Ferner kann er auch die Oberflächentemperatur des Steges sowie der Trägerkanten bzw. die Temperatur in diesen Profilelementen umfassen. Ferner kann die Profiltemperatur auch durch Einbeziehung der Temperatur mehrerer dieser Profilelemente festgelegt werden. So kann die Profiltemperatur beispielsweise durch Messung des Temperaturverlaufs im gesamten Profil oder durch Messung der Temperatur in einigen der Profilelemente festgelegt werden. Ein häufig eingesetztes Verfahren zur Festlegung der Profiltemperatur ist beispielsweise das Temperatur- Scanning. Dabei wird mittels eines beweglich angeordneten Temperatur- messgerät über die Trägerkante, die Stegwurzel, den Steg und wieder die andere Stegwurzel und andere Trägerkante die Temperatur erfaßt. Aus dem gemessenen Temperaturverlauf wird die Profiltemperatur bestimmt, wobei die Temperaturen in den Stegwurzeln stärker gewichtet werden können. Als Profiltemperatur kann deshalb erfindungsgemäß auch das Ergebnis eines solchen Temperatur-Scannings verstanden werden.The profiles are directed at profile temperatures of over 70 ° C, especially preferred at temperatures above 100 ° C. However, the method according to the invention also makes it possible to straighten at higher temperatures, for example also at about 200 ° C. and more. There are different ways to determine and determine the profile temperature. This term is therefore to be understood broadly. The term profile temperature may include, for example, the root canal surface temperature as well as the root canal temperature. Furthermore, it can also comprise the surface temperature of the web as well as the carrier edges or the temperature in these profile elements. Furthermore, the profile temperature can also be determined by including the temperature of several of these profile elements. For example, the profile temperature can be determined by measuring the temperature profile in the entire profile or by measuring the temperature in some of the profile elements. A frequently used method for determining the profile temperature is, for example, temperature scanning. In this case, the temperature is detected by means of a movably arranged temperature measuring device via the support edge, the web root, the web and again the other web root and other support edge. From the measured temperature profile, the profile temperature is determined, the temperatures in the land roots can be weighted more. As a profile temperature can therefore be understood according to the invention, the result of such a temperature scanning.
Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens werden die Richtkräfte über eine Mantelfläche des Richtwerkzeugs in den Flansch eingeleitet, die winkelig in bezug auf die Obefläche des Flan- sches steht, auf die dieses Richtwerkzeug einwirkt. Eine solche Vorrichtung ist beispielsweise in der DE 195 25 513 A1 beschrieben, deren vollständige Offenbarungsgehalt für die Beschreibung einer Vorrichtung, auf der das er- findungsgemäße Verfahren beispielsweise durchgeführt werden kann, und für die Beschreibung der Art, in der Richtkräfte in den Flansch eingeleitet werden können, in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.According to an advantageous development of the method according to the invention, the straightening forces are introduced into the flange via an outer surface of the straightening tool which is angular with respect to the surface of the flange on which this straightening tool acts. Such a device is described for example in DE 195 25 513 A1, the full disclosure of which is given for the description of a device on which the inventive method, for example, can be performed, and for the description of the manner in which straightening forces can be introduced into the flange is included in the present application.
Beispielsweise sind die Richtwerkzeuge, insbesondere Richtscheiben, zumindest teilweise kegelstumpfförmig ausgebildet und übertragen die Richtkraft mit ihrer konischen Mantelfläche auf den Flansch. Die Richtwerkzeuge können oberhalb und/oder unterhalb des Richtgutes angeordnet sein.For example, the straightening tools, in particular straightening discs, at least partially frusto-conical and transmit the straightening force with its conical lateral surface on the flange. The straightening tools can be arranged above and / or below the straightening material.
Der Neigungswinkel der wirksamen Mantelfläche liegt vorzugsweise in der Größenordnung des Reibungswinkels zwischen Mantelfläche und Oberfläche, auf die das Richtwerkzeug einwirkt; er ergibt sich dann aus der folgenden Gleichung:The angle of inclination of the effective lateral surface is preferably of the order of magnitude of the angle of friction between the lateral surface and the surface against which the straightening tool acts; it then results from the following equation:
μR-Scheibe/Profil = tan pμ R slice / profile = tan p
und gewährt eine Minimierung der Flanschkantenaufstauchung. Bei richtig bemessenem Reibungswinkel der Mantelflügel werden im Flansch Querspannungen erzeugt, die den in der Kontaktfläche wirkenden Reibschub- Spannung entgegen wirken und so ein Flanschkantenaufstauchen verhindern. Der Neigungswinkel beträgt vorzugsweise 5°.and ensures minimization of flange edge bulge. With a properly dimensioned friction angle of the casing wings, transverse stresses are generated in the flange, which counteract the friction thrust acting in the contact surface and thus prevent flange edge upsetting. The angle of inclination is preferably 5 °.
Vorzugsweise liegt der Schnittpunkt der Mantellinien der antriebsfernen Richtscheibe antriebsfern und der Schnittpunkt der antriebsnahen Richt- scheibe antriebsnah.The point of intersection of the generatrices of the non-drive straightening disk is preferably remote from the drive and the point of intersection of the straightening disk near the drive is close to the drive.
Um je nach Richtkraft Ausbiegungen des Flansches in der Horizontalen, bezogen auf die Richtposition, zu vermeiden, weisen die Richtscheiben vorzugsweise flanschstützende Flächen auf, die sich auf der Stegseite und/oder der stegabgewandten Seite des Flansches befinden. Demnach besitzen die als Richtscheiben ausgebildeten Richtwerkzeuge vorzugsweise einen U-förmigen oder T-förmigen axialen Querschnitt. Die flanschstützenden Flächen greifen jeweils abwechselnd außen und innen am Flansch an.In order to avoid deflections of the flange in the horizontal, based on the straightening position, depending on the straightening force, the straightening discs preferably have flange-supporting surfaces which are located on the web side and / or the web-facing side of the flange. Accordingly, trained as straightening straightening tools preferably a U-shaped or T-shaped axial cross-section. The flange-supporting surfaces each engage alternately outside and inside the flange.
Um mit einem Richtrollenpaar gleichzeitig Flansch oder Schenkelprofile un- terschiedlicher Abmessung ohne Richtscheibenwechsel richten zu können, eigenen sich Richtscheiben mit einem kammerartigen axialen Querschnitt.In order to be able to simultaneously align flange or leg profiles of different dimensions without a straightening disk change with a straightening roller pair, straightening disks with a chamber-like axial cross section are suitable.
Eine derartige Richtscheibe besteht dann, vorzugsweise einstückig, aus einzelnen Scheiben zwischen denen sich die erfindungsgemäß gegenüber der Horizontalen geneigten wirksamen Mantelflächen befinden und deren seitlichen Flächen den Flansch oder Steg in der Richtposition ein- oder beidseitig abstützen.Such a straightening disk then consists, preferably in one piece, of individual disks between which the inventive lateral surfaces which are inclined relative to the horizontal are located and whose lateral surfaces support the flange or web in the straightening position on one or both sides.
Nicht alle Richtwerkzeuge müssen mit der wirksamen Mantelfläche verse- hen sein. So können nur einlaufseitig Richtwerkzeuge mit winkelig in bezug auf die Richtachse verlaufender wirksamer Mantelfläche angeordnet sein. Im Extremfall genügt jeweils ein entsprechend ausgestaltetes Richtwerkzeug bzw. Werkzeugpaar oberhalb und unterhalb des Richtgutes in gegenseitiger Nachbarschaft. Unterhalb des Richtgutes können auch nur im Aus- laufbereich derartig ausgestaltete Richtwerkzeuge angeordnet sein.Not all straightening tools must be provided with the effective lateral surface. Thus, only the inlet side straightening tools can be arranged with angularly extending with respect to the directional axis effective lateral surface. In the extreme case, a correspondingly configured straightening tool or pair of tools above and below the straightening material in mutual proximity is sufficient in each case. Below the straightening material, straightening tools configured in such a way only in the discharge area can be arranged.
Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eingesetzten Mantel- bzw. Schrägflächen erlauben ein Höchstmaß an Richtgenauigkeit beim Richten der warmen Profile. Sie vermeiden insbesondere das Entstehen von Flan- schaufstauchungen und nach außen gerichteter Ausbauchungen im Bereich der Flanschkanten und bewahren den vom Warmwalzen der Profile herrührenden günstigen Eigenspannungszustand des ungerichteten Profils.The mantle or inclined surfaces used with the method according to the invention allow a maximum of directional accuracy when straightening the warm profiles. In particular, they avoid the occurrence of flange upsets and outward bulges in the area of the flange edges and preserve the favorable residual stress state of the non-directional profile resulting from the hot rolling of the profiles.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Figuren näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen in Fig. 1 die schematische Darstellung einer mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bevorzugt eingesetzten Richtvorrichtung mit einem oberen Richtscheibenpaar teilweise in einem axialen Längsschnitt,The invention will be explained in more detail with reference to figures. The drawings show in 1 is a schematic representation of a preferably used with the inventive method straightening device with an upper straightening disk pair partially in an axial longitudinal section,
Fig. 2 eine vergrößerte Darstellung eines Teils der beiden Richtscheiben,2 is an enlarged view of a portion of the two straightening discs,
Fig. 3 eine Richtvorrichtung mit außenseitiger Flanschführung,3 is a straightening device with outside flange guide,
Fig. 4 die vergrößerte Darstellung eines Teils der beiden Richtscheiben,4 is an enlarged view of a portion of the two straightening discs,
Fig. 5 einen axialen Längsschnitt durch eine Richtrolle zum flanschgestützten Richten bei unterschiedlichen Trägerabmessungen,5 is an axial longitudinal section through a straightening roller for flange-oriented straightening at different carrier dimensions,
Fig. 6 einen Teil der Richtrolle nach Fig. 5,6 is a part of the straightening roller of FIG. 5,
Fig. 7 eine Richtbuchse mit zylindrischem Mittelteil in einem axialen Längsschnitt,7 is a straightening sleeve with cylindrical central part in an axial longitudinal section,
Fig. 8 einen Teil der Richtbuchse nach Fig. 7 in vergrößerter Darstellung undFig. 8 shows a part of the straightening bush according to Fig. 7 in an enlarged view and
Fig. 9 eine zylindrische Richtbuchse.Fig. 9 is a cylindrical straightening sleeve.
Die Richtvorrichtung besteht aus einem in seinen Einzelteilen nicht näher dargestellten Antrieb 1 , mit dem eine Welle 2 verbunden ist, auf der zwei Richtscheiben 3,4 oberhalb eines Doppel-T-Trägers 5 angeordnet sind. Dieser weist einen Steg 5a sowie zwei Flansche 5b und 5c auf. Die Richtscheiben 3,4 besitzen - in axialer Richtung - einen T-förmigen Querschnitt und bestehen aus einem jeweils an der Innenseite der beiden Flansche angrei- fenden, den Steg des Flansches jedoch nicht berührenden kreisscheibenförmigen Teil 6, der in einen kegelstumpfförmigen Ansatz 7 übergeht. Die kegelstumpfförmigen Ansätze 7 sind mit ihren Kleindurchmesserflächen 8 jeweils nach außen gerichtet und stehen über ihre Mantelflächen in kraftschlüssiger Verbindung mit den Flansch kanten. Dabei verläuft die Mantelfläche bzw. -linie 9 unter einem Winkel p in bezug auf die Oberfläche der Schmalseite des Flansches oder auf die Horizontale bzw. die Distanzbuch- sen 10. Die Distanzbuchsen 10 dienen zum Einstellen des Abstandes der Richtscheiben auf die Profilhöhe (Flanschabstand) des zu richtenden Trägers. Dementsprechend ergibt sich zwischen der Mantellinie 9 und der Schmalseitenfläche der Flansche der Einschlußwinkel p. Die Höhe Z der kegelstumpfförmigen Ansätze ist so bemessen, dass die Schmalseiten der Flansche über ihre ganze Höhe abgestützt sind.The straightening device consists of a drive 1, not shown in detail in its individual parts, to which a shaft 2 is connected, on which two straightening disks 3, 4 are arranged above a double-T carrier 5. This has a web 5a and two flanges 5b and 5c. The straightening disks 3, 4 have-in the axial direction-a T-shaped cross-section and consist of a circular disk-shaped part 6 which engages on the inside of the two flanges but does not touch the web of the flange, which merges into a frustoconical projection 7. The frustoconical projections 7 are with their small diameter surfaces. 8 each directed to the outside and are edges on their lateral surfaces in frictional connection with the flange. In this case, the lateral surface or line 9 extends at an angle p with respect to the surface of the narrow side of the flange or onto the horizontal or the spacer bushes 10. The spacer bushes 10 serve to set the distance between the leveling wheels and the profile height (flange distance). of the carrier to be addressed. Accordingly, between the generatrix 9 and the narrow side surface of the flanges of the inclusion angle p. The height Z of the frusto-conical projections is dimensioned such that the narrow sides of the flanges are supported over their entire height.
Die Richtscheiben 11, 12 der Fig. 3 und 4 sind in prinzipiell gleicher Weise wie im Falle der Fig. 1 , 2 angeordnet und aufgebaut; sie stützen die Flansche jedoch außenseitig ab und besitzen konische Ansatzflächen 7, deren Großdurchmesserflächen 13 nach innen weisen bzw. einander zugekehrt sind. Auf diese Weise ergibt sich zwischen den Mantelflächen bzw. -linien 9 und der Horizontalen bzw. den Schmalseiten der Trägerflansche jeweils der gleiche Einschlußwinkel wie bei den Richtscheiben 3,4 der Fig. 1 , 2.The straightening disks 11, 12 of FIGS. 3 and 4 are arranged and constructed in basically the same way as in the case of FIGS. 1, 2; However, they support the flanges on the outside and have conical approach surfaces 7, whose large diameter surfaces 13 point inward or face each other. In this way results between the lateral surfaces or lines 9 and the horizontal or the narrow sides of the support flanges respectively the same inclusion angle as in the straightening disks 3.4 of FIG. 1, 2nd
Die Richtrollen 15,16 nach den Fig. 5, 6 bestehen aus mehreren, vorzugsweise einstückig miteinander verbundenen flanschstützenden Einzelscheiben 17,18,19,20, zwischen denen sich jeweils ein kegelstumpfförmiger Übergang 21 ,22,23 befindet. Auf diese Weise ergeben sich zwischen den Scheiben 16 bis 20 Rillen 24,25,26 zur Aufnahme der Flansche von Trägern mit unterschiedlichen Abmessungen. Die Mantellinien der kegelstumpfförmigen Übergänge 21 ,22,23 ergeben mit den ihnen gegenüberliegenden Schmalseiten der Flansche wiederum den bereits erörterten erfindungsgemäßen Einschlußwinkel p.The straightening rollers 15,16 of FIGS. 5, 6 consist of several, preferably integrally interconnected flange-supporting individual discs 17,18,19,20, between each of which a frustoconical transition 21, 22,23 is located. In this way, resulting between the discs 16 to 20 grooves 24,25,26 for receiving the flanges of carriers with different dimensions. The generatrices of the frustoconical transitions 21, 22, 23, together with the narrow sides of the flanges opposite them, again produce the inclusion angle p according to the invention which has already been discussed.
Die für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Warmrichten geeignete Richtvorrichtung braucht nicht zur Gänze mit den winkeligen Richtwerkzeugen (Richtscheiben oder -buchsen) ausgestattet zu sein; vielmehr reicht es aus, wenn diese im Bereich der größten Biegungsamplituden, also einlaufseitig, angeordnet sind, die ohne die erfindungsgemäßen Richtwerkzeug auch zu den größten Aufstauchungen bzw. Maßabweichungen führen würden. Andererseits können aber auch sämtliche oberen Richtwerkzeuge als Scheiben oder Mehrscheibenrollen ausgebildet sein, wenn beim Richten mit großer Teilung (Abstand zweier benachbarter Richtachsen) und dementsprechend kleinen Richtkräften unterhalb des Richtgutes zylindrische Richtbuchsen 28 angeordnet sein können, die von Flansch zu Flansch reichen.The suitable for carrying out the method according to the invention for hot straightening straightening need not be fully equipped with the angular straightening tools (straightening discs or bushes); rather, it is sufficient if these are arranged in the region of the greatest bending amplitudes, that is to say on the inlet side, which would also lead to the greatest upsetting or dimensional deviations without the straightening tool according to the invention. On the other hand, however, all upper straightening tools may be formed as discs or multi-disc roles when judging with large pitch (distance between two adjacent straightening axes) and correspondingly small straightening forces below the straightening cylindrical straightening jacks 28 may be arranged ranging from flange to flange.
In den Fig. 7 bis 9 sind weitere Varianten der mit dem erfindungsgemäßen Verfahren einsetzbaren Vorrichtungen dargestellt. Gleiche Elemente sind mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.FIGS. 7 to 9 show further variants of the devices which can be used with the method according to the invention. Identical elements are identified by the same reference numbers.
Die dargestellten Vorrichtungen erlauben die unmittelbare Krafteinleitung in den Flansch eines Profils, wobei dadurch auch das Richten von warmen Profilen, die eine Temperatur oberhalb von 70° aufweisen, möglich ist. The illustrated devices allow the direct introduction of force into the flange of a profile, thereby also the straightening of hot profiles, which have a temperature above 70 °, is possible.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum Richten eines Profils, das einen Steg und mindestens einen Flansch aufweist, mittels eines Richtwerkzeuges, bei dem die Richtkraft unmittelbar in den Flansch eingeleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil im warmen Zustand bei einer Profiltemperatur > 70°C gerichtet wird.1. A method for straightening a profile having a web and at least one flange, by means of a straightening tool, wherein the straightening force is introduced directly into the flange, characterized in that the profile is directed in the warm state at a profile temperature> 70 ° C. ,
2. Verfahren zum Herstellen eines normgerechten Profils, dadurch gekennzeichnet, daß durch Warmwalzen die gewünschte Profilform erzeugt wird, - daß das Profil bei Profiltemperaturen von >70°C durch ein Richtwerkzeug gerichtet wird, wobei das Richtwerkzeug die Richtkraft unmittelbar in die Schmalseite des Flansche einleitet.2. A method for producing a standard profile, characterized in that the desired profile shape is produced by hot rolling, - that the profile is directed at profile temperatures of> 70 ° C by a straightening tool, wherein the straightening device introduces the straightening force directly into the narrow side of the flanges ,
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Profil bei Profiltemperaturen von über 100° C gerichtet wird.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the profile is directed at profile temperatures of about 100 ° C.
4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Richtkraft über eine Mantelfläche des Richtwerkzeugs ausgeübt wird, die winkelig in bezug auf die Oberfläche des Flansches verläuft, auf die das Richtwerkzeug einwirkt.4. The method according to one or more of claims 1 to 3, characterized in that the straightening force is exerted on a lateral surface of the straightening tool, which extends at an angle with respect to the surface of the flange, which acts on the straightening tool.
5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, da- durch gekennzeichnet, daß die Richtkräfte in die Schmalseite des Flansches eingeleitet werden. 5. The method according to one or more of claims 1 to 4, character- ized in that the straightening forces are introduced into the narrow side of the flange.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Profil ohne weitere Erwärmungsschritte nach dem Warmwalzen im warmen Zustand gerichtet wird.6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized in that the profile is directed without further heating steps after hot rolling in the warm state.
7. Verwendung einer Vorrichtung zum Richten eines Profils, das einen Steg und mindestens einen Flansch aufweist, mit einem Richtwerkzeug, das die Richtkraft unmittelbar in den Flansch des Profils einleitet, zum Richten von Profilen bei Profiltemperaturen von >70°C.7. Use of a device for straightening a profile having a web and at least one flange, with a straightening tool that introduces the straightening force directly into the flange of the profile, for straightening profiles at profile temperatures of> 70 ° C.
8. Verwendung nach Anspruch 7, wobei das Richtwerkzeug oberhalb des Richtguts angeordnet ist.8. Use according to claim 7, wherein the straightening tool is arranged above the straightening material.
9. Verwendung nach einem der Ansprüche 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Mantelfläche des Richtwerkzeugs winke- lig in bezug auf die Oberfläche des Flansche verläuft, auf die das Richtwerkzeug einwirkt.9. Use according to one of claims 7 or 8, characterized in that the effective lateral surface of the straightening tool angularly with respect to the surface of the flanges, which acts on the straightening tool.
10. Verwendung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Neigungungswinkel p der wirksamen Mantelfläche in der Größenord- nung des Reibungswinkels zwischen Richtwerkzeug und Oberfläche des Flansche liegt, auf die das Richtwerkzeug einwirkt. 10. Use according to claim 9, characterized in that the inclination angle p of the effective lateral surface in the order of magnitude of the friction angle between the straightening tool and the surface of the flanges, which is acted upon by the straightening tool.
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