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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vergütung von Walzprodukten, insbesondere von Bewehrungsstäben gemäss dem Oberbegriff des unabhängigen Patentanspruchs 1, eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 3 sowie einen Bewehrungsstab gemäss dem Oberbegriff des Patentanspruchs 5.
Die wichtigsten Eigenschaften, die gemäss dem Verlangen seitens der Verbraucher von Rundstählen erfüllt sein sollten, sind unter anderen eine möglichst hohe Elastizitätsgrenze für die jeweilige Stahlqualität sowie eine dem jeweiligen Verwendungszweck angepasste Dauerfestigkeit, Verformbarkeit und Schweissbarkeit.
Für eine gute Schweissbarkeit und Verformbarkeit des Stahls muss dessen Kohlenstoffgehalt und Mangangehalt verringert werden, was bekanntlich in einer Verringerung der Zugfestigkeit resultiert.
Um diesen Nachteil auszuschalten, ist es bekannt, den Stahl möglichst sofort nach dem Austritt aus dem letzten Walzgerüst abzukühlen. In der DE-AS 23 53 034 wird vorgeschlagen, die Eigenschaften durch eine Abschreckung der Staboberfläche mittels Kühlflüssigkeit zu verbessern. Durch diese forcierte Abkühlung soll die
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bewirkt, indem diese Schicht eine Umwandlung in Martensit oder Bainit erfährt, und in der Kempartie wird eine Umwandlung des Austenits in Ferrit und Karbide bewirkt.
Untersuchungen an derart behandelten Stäben haben gezeigt, dass diese Annahmen stimmen, dass also z. B. eine bessere Schweissbarkeit bei höherer Elastizitätsgrenze erreicht werden konnte. Diese Untersuchungen haben andererseits aber auch deutlich bewiesen, dass der vergütete Mantel des Stabes über die Stablänge und den Stabquerschnitt betrachtet variieren kann, z. B. indem die Kempartie stellenweise bis an die Oberflächenschicht heranreicht, so dass der Mantel querschnittsmässig betrachtet ungleich dick ist.
Eine mögliche Erklärung für die Entstehung solcher unerwünschter Unregelmässigkeiten ist die, dass der Stab durch sein Eigengewicht in der Kühlzone nach unten abgedrängt wird, wodurch die unteren Zonen des Stabes weniger stark gekühlt und damit weniger vergütet werden als Zonen oben am Stab.
Die damit erhaltene ungleichmässige Verbesserung der erwarteten Eigenschaften zeigt ihre Nachteile bei der Verarbeitung, nämlich beim Biegen, ferner können starke Streuungen der zu garantierenden Festigkeit-un Verformungseigenschaften festgestellt werden. Insbesondere ergeben sich dann Unterschiede in den Biegewinkeln bei gleicher Einstellung der Biegemaschine. Bedingt durch die grossen Streuungen der Eigenschaften bezüglich Festigkeit muss das Vorhaltemass der zu garantierenden Werte dementsprechend grösser gewählt werden und muss durch zusätzliches Legieren oder verstärktes Vergüten kompensiert werden. Wie bekannt, verteuert das zusätzliche Legieren die Produkte, während stärkeres Vergüten eine Sprödbruchneigung bewirkt.
Die US-A 2 881 822 offenbart ein Verfahren, bei welchem eine Stange im heissen Zustand erst in einer Richtung verdrillt, abgekühlt und anschliessend im kalten Zustand in der anderen Richtung verdrillt wird, wobei die erste Verdrillung nach dem Walzen unter Ausnutzung der Walzhitze erfolgt.
Die DE-C2 2 426 920 beschreibt ein Verfahren zum Vergüten, wobei nach erfolgter Kühlung in einer Nachbehandlung ein Kaltverdrillen vorgenommen werden kann.
Die CH-A-334 032 betrifft die Herstellung eines kaltverformte gerippten Bewehrungsstahles für Beton.
Aufgabe der Erfindung ist es, bei gewalzten Rundstäben die obigen Nachteile zu vermeiden.
Es ist deshalb eine Aufgabe der Erfindung, bei gewalzten Rundstäben diese Nachteile zu beheben.
Erfindungsgemäss wird dies durch die Merkmale im kennzeichnenden Teil des unabhängigen Patentanspruchs 1 erreicht. Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist im Patentanspruch 3 und ein Bewehrungsstab, der gemäss dem Verfahren erhalten wird, im Patentanspruch 5 gekennzeichnet.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der Zeichnung und an beispielsweisen Ausbildungsformen von Rundstäben erlautert. Es zeigen :
Fig. la eine Schnittansicht eines Bewehrungsstabes zur Darstellung der
Lage von Schrägrippen,
Fig. lb eine Schnittansicht ähnlich Fig. la mit zwei Schrägrippen und zusätzlichen Längsrippen,
Fig. 2 einen Grundriss eines Bewehrungsstabes mit Schrägrippen gemäss Fig. la,
Fig. 3 eine Schnittansicht einer anderen Querschnittsform eines Bewehrungsstabes,
Fig. 4 einen Grundriss des Bewehrungsstabes nach Fig. 3,
Fig. 5 eine Schnittansicht einer Ringdüse für das Kühlmedium,
Fig. 6 eine Draufsicht auf die Ringdüse nach Fig. 5.
Versuche haben gezeigt, dass das Drehen der Bewehrungsstäbe während des Kühlens die genannten Nachteile beheben kann, wobei der Stab wenigstens einmal um seine Längsachse gedreht werden muss. Bei einer
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gewünschten rund 600 C abzukühlen.
Wenn auf der Oberfläche die bekannten, die Haftung im Beton verbessernden Schrägrippen gleichlaufend angeordnet würden, ergäbe dies einen Drall des Stabes am Ausgang des letzten Kalibers und dieser Drall könnte dann dazu benützt werden, um die erfinderische Idee zu verwirklichen. Es ist aber bekannt, dass bei gleichlaufenden Schrägrippen die Gefahr besteht, dass sich der Bewehrungsstab beim Haftverbund mit dem Beton möglicherweise verdreht. Aus diesem Grund wurden zusätzlich Längsrippen angeordnet, die mehr oder weniger stark ausgeprägt
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sind. Diese Längsrippen verhindern die durch die Schrägrippen hervorgerufene Drallwirkung.
In der Zeichnung sind einige Bewehrungsstäbe dargestellt, die sich eignen, um mit Drall durch die Kühlstrecke geführt zu werden.
Dazu können die Bewehrungsstäbe (10) gemäss Fig. la und 2 lediglich mit Schrägrippen (11,12) versehen sein oder es können gemäss Fig. Ib besonders ausgebildete Längsrippen (13,14) vorhanden sein, die dem Bewehrungsstab im Betonverbund eine Stabilität mitgeben. Eine geeignete Form solcher Längsrippen weist eine geringere Höhe (h) im Vergleich mit den Schrägrippen (11,12) auf und beim Übergang zur Oberfläche des Stabes weisen diese Längsrippen (13,14) eine Rundung mit dem Radius (r) auf (siehe Fig. Ib). Die Schrägrippen (11,12) können symmetrisch und mit gleichen Abständen (T) gemäss Fig. 2 oder mit unterschiedlichen Winkeln (Alpha, Beta) zur Längsrichtung des Bewehrungsstabes und mit unterschiedlichen Abständen (Tl, T2) gemäss Fig. 4 angeordnet sein.
Wenn derart ausgebildete Stäbe (10 oder 20) durch das letzte Walzgerüst geleitet werden, ergibt sich ein gewisser Drall, durch den der Stab um seine Längsachse gedreht wird.
Diese Drehung kann durch eine Ringdüse (50) gemäss Fig. 5,6 verstärkt werden. Diese Ringdüse (50) besitzt eine zentrale Öffnung (52) zur Durchführung eines Bewehrungsstabes (10). Die Spaltdüse (51) ist, wie Fig. 5 zeigt, spiralförmig zum Zentrum angeordnet und weist mehrere Durchgänge für die Leitung für die Kühlflüssigkeit auf. Der Flüssigkeitsstrahl ist durch die Pfeile (5) dargestellt. Der Drall (D) und die Walzrichtung (W) sind mit weiteren Pfeilen angedeutet. Versuche haben ergeben, dass mit einem Wasserdruck von 8 - 10 bar bei einer Kühlstrecke bis 10 m mit einer Düse und bei einer Kühlstrecke bis etwa 15 m mit zwei Düsen die verlangte Kühlung erreicht werden konnte, wobei der Stab durch die formbedingte Rotation um seine Längsachse wenigstens eine Umdrehung ausführt.
Eine Variante zu den Längsrippen (13,14) in Fig. lb liesse sich auch durch einen elliptischen Querschnitt gemäss Fig. 3 bei einem Stab (20) mit Schrägrippen (21) erzielen. Die unterbrochene Linie (23) zeigt vergleichsweise einen Kreis. Die grosse Ellipsenachse ist beispielsweise etwa 45 zur Horizontalen geneigt.
Damit kann auf Längsrippen verzichtet werden, ohne die Gefahr einzugehen, dass sich der Stab aus dem Beton ausdrehen kann.
Auch bei einer solchen Ausführungsform des Bewehrungsstabes tritt der Bewehrungsstab mit einem Drall aus dem letzten Walzgerüst heraus und wird dadurch beim anschliessenden Abschrecken gleichmässig mit Kühlflüssigkeit umspült und damit ist die Wärmebehandlung gleichmässig über den Querschnitt verteilt, so dass eine praktisch gleichmässig dicke Mantelschicht entsteht.
Um die Drehung des Bewehrungsstabes um seine Längsachse noch zu unterstützen, könnte im Anschluss an das letzte Walzgerüst noch eine rotierende Führung vorgesehen werden. Auch könnte das Kaliber des letzten Walzgerüstes eine ovale Öffnung aufweisen, deren Längsachse in Richtung der Neigung der Schrägrippen ausgerichtet ist.
PATENTANSPRÜCHE 1. Verfahren zur Vergütung von Walzprodukten aus Stahl, insbesondere von Bewehrungsstäben, aus der Walzhitze durch Abschrecken mit Kühlflüssigkeit, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzprodukt beim Durchlaufen der Kühlstrecke einer Verdrillung um die Längsachse ausgesetzt wird.