DD145233B1

DD145233B1 - Verfahren zum umformen von walzgut

Info

Publication number: DD145233B1
Application number: DD21510679A
Authority: DD
Inventors: Folker Flemming; Gerhard Oehlstoeter
Original assignee: Folker Flemming; Gerhard Oehlstoeter
Priority date: 1979-08-22
Filing date: 1979-08-22
Publication date: 1983-05-18
Also published as: JPS5659502A; SE8005857L; DD145233A1; DE3025655A1; SE445978B

Description

Titel der Erfindung

Verfahren und Kaliberform zum Umformen von Walzgut

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Kaliberform zum Umformen von Walzgut, insbesondere Draht, Stabstahl, Formstahl und Knüppeln beliebiger geometrischer Formen in kontinuierlichen und halboffenen Walzstraßen, bei dem in einer dem Längszug Rechnung tragenden Kalibrierung oder auf der Flachbahn der Längszug zielgerichtet zur .Erhöhung der Formänderungswirksamkeit genutzt wird.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Das Walzen von Draht, Stabstahl und Formstahl hat in der Vergangenheit grundlegende Veränderungen erfahren· Ausgangspunkt war das diskontinuierliche Walzen in Trios, Umkehrduos und die anschließende mehradrige, zugfreie Umformung des Walzgutes in offenen Walzstraßen. Die begrenzte Leistungsfähigkeit dieser Walzstraßen und die unzureichenden Qualitätsmerkmale des Walzgutes führten zur Entwicklung von halbkontinuierlichen und kontinuierliehen Walzstraßen. In den kontinuierlich arbeitenden Walzstraßenabschnitten war man zur .Erzielung einer hohen Qualität des Walzgutes sowie zur Vermeidung unzulässiger Kippmomente auf die Walzgerüste bestrebt, zugfrei mittels Schlinge zu walzen. Trotz ständiger Vervollkommnung der regelungstechnischen Ausrüstungen ist das Walzen mit Schlinge für Geschwindigkeiten größer als 40 m/sec nicht

mehr möglich. Zur weiteren Steigerung der Walζgeschwindigkeit wurden verschiedene Verfahren auf der Grundlage eines minimalen sicherheitsbedingten Längszuges entwickelt O

Die DD-PS 67 386 beinhaltet ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Regelung des Werkstoffflusses in kontinuierlichen Draht- und Feinstahlstraßen, vorzugsweise in Walzmaschinen· Hierbei v/ird der zwischen jeweils zwei Gerüsten herrschende Walzzug gemessen und mit dafür bekannten Mitteln die Walzendrehzahl und/oder der Walzspalt geändert, so daß zwischen den Gerüsten ständig ein Walzzug bestimmter, einstellbarer Größe erhalten wird. Naahteilig ist, daß nur die Möglichkeit zur Aufrechterhaltung eines definierten Längszuges, in erster Linie eines Minimalzuges aufgezeigt wird und keine Aussage dazu getroffen wird, ob und wie der Längszug zur Erhöhung der Formänderungswirksamkeit genutzt werden kann.

Nach der DD-PS 103 569 ist ein Verfahren zum falzen von Diaht und Stabstahl in Duo-Walzgerüsten bekannt, bei dem der Längszug zielgerichtet zur Erhöhung der Formänderungswirksamkeit genutzt wird. Als Anwendungsgebiete kommen die Kaliberfolgen Rund-Rund oder einer dem Rund ähnlichen Form und deren Kombination in Frage. Auch die Verformung auf der Flachbahn ist möglich_e Nachteilig ist, daß nicht aufgezeigt wird, wie das Verfahren technologisch abläuft, d. h· es werden keine Ausführungen dazu gemacht, wie die zuglos gewalzten Stabspitzen und Stabenden ohne Störung des Walzprozesses beherrschbar sind.

Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist es, eine Möglichkeit zur energie- und invest it ionssparenden Umformung von Draht, Stabstahl, Formstahl und Knüppeln aufzuzeigen.

Darlegung des Lesens dor Erfindung

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein ^erfahren und eine Kaliberform zu schaffen, die unter Ausnutzung des Längszuges eine erhöhung der Formänderungswirksamkeit ermöglichen.

Erfindungsgemäß wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß das Walzgut durch Veränderung der Walzspalte und/oder durch Verändyrung der V/alzendrehzahlen einer beliebigen Anzahl von Walzgerüsten mit oder ohne sequentieller Verstellung der Walzendrehzahlen der vor- oder nachgeschalteten Walzgerüste umgeformt und die zuglos gewalzte Walzgutspitze geschöpft wird.

Es gehört auch zur Erfindung, daß bei allen am ^ümformungsprozeß beteiligten Walzgerüsten vor Anstich der Walzader im 1 β Walzgerüst die Geschwindigkeitsdifferenzen entsprechend der kaliber- und längszugbedingten Umformung eingestellt werden.

Die Erfindung beinhaltet, daß die der umformung unter Längszug Rechnung tragende Geschwindigkeitsdifferenz zwischen jeweils 2 Walzgerüsten durch Drehzahlerhöhung des ziehenden oder auch durch Drehzahlsenkung des gezogenen Walzgerüstes einschließlich sequentieller Drehzahlerhöhung oder Drehzahlsenkung, der dem ziehenden Walzgerüst nachgeordneten oder der dem gezogenen Walzgut vorgelagerten Walzgerüste in der Zeit erfolgen, in der die Walzgutspitζen die Strecke vom ziehenden zum nachfolgenden Walzgerüst zurücklegt. Die Erfindung berücksichtigt auch, daß die der Umformung unter Längszug Rechnung tragenden ^eschwindigkeitsdiffe— renzen zwischen den Walzgerüsten nach Anstich des Walzgutes in den Walzgerüsten durch gleichzeitige oder zeitlich differenzierte Geschwindigkeitsdifferenzerhöhung zwischen den jeweiligen Walzgerüstpaaren, unter Berücksichtigung der sequentiellen Drehzahlerhöhung in Walzrichtung oder Drehzahlsenkung entgegen der Walzrichtung, ausgehend von einem Leitwalzgerüst,

ЗО eingestellt werden©

Weiterhin gehört auch zur Erfindung, daß die Walzspalte für den unter Längszug umgeformten Teil der Walzader so nachgeführt werden, daß die Walzkraftbelastung gegenüber den zuglos gewalzten Walzgutspitζen konstant gehalten wird.

-Siß abschließendes Merkmal besteht darin, daß die Kaliber über Breitungsreserven für die zuglos gewalzten Walzgutspitzen um den zugumformbedingten größeren Flächenanteil

verfügen, in dem der Übergang der Kaliberflanken zum Walzspalt durch große Radien oder Schrägen oder durch deren Kombination gestaltet wird,

Ausf iihrungsbeispiel

Die Erfindung soll nachstehend an zwei Ausführungsbeispielen näher erläutert werden_o Bs zeigen; Fig„ 1 die Walzenanstellung für die zuglos umgeformte Stabspitze und Stabende für die Kalibrierung gem. Fig. 2 und Fig, 3

Fig. 2 Kalibrierung von Flach 12 χ 30 aus Quadrat 29 x 29 mit konstanter Längszugstreckung vonA,- 1,08 zwischen jeweils zwei benachbarten Walzgerüsten (1 о Ausführungsbeispiel)

Fig. 3 Kalibrierung von Flach 12 χ 30 aus Quadrat 29 χ 29 mit unterschiedlicher Längszugstreckung zwischen den Walzgerüsten und längszugfreier Walzung zwischen Schlicht- und Fertigstich (2, Ausführungsbeispiel) Fig. 4 Rund kaliber mit und ohne Breitungsreserven

ρ Fig, 1 zeigt die Kalibrierung von Flach 30 χ 15 иш aus Quadrat 29 mm Kantenlänge in 4 Stichen, Zwischen den Walzgerüsten wird zuglos oder mit sicherheitsbedingtem Längszug gearbeitet . Das Walzgut erfährt in jedem der 4 Walzgerüste eine kaliberabhängige Streckung λ _K;$ , die zu den Zwischenquerschnitten A. mit den Abmessungen hb x b. führt« Dazu ist folgende Walzgerüstanordnung erforderlich:

Walzgerüst 1 - Horizontalwalzgerüst Я Walzgerüst 2 - Horizontalwalzgerüst H Walzgerüst 3 - Vertikalwalzgerüst V Walzgerüst 4 - Horizontalwalzgerüst H

Die gleichen Bedingungen bestehen für die Walzgutspitze und das Walzgutende, wenn das Walzgut im Mittelteil durch Längszug eine län^szugabhängige Umformung erfährt. Fig, 2 und 3 zeigen Kalibrierungen für Flach 30 x 12 mm aus Quadrat 29 mm Kantenlänge mit der gleichen Walzgerüstzahl, in analoger Anordnung der Walzgerüste und mit gleicher Grundkalibrierung, bei der das Walzgut durch Veränderung der Walzspalte und durch Veränderung der Walzendrehzahlen mit odexohne

sequentieller Verstellung der vor- oder nachgeschalteten walzgerüste umgeformt und nach einer beliebigen Anzahl von btichen, spätestens nach dem Erreichen der maximalen kaliberbedingten Breitungsreserven B^, z, B, nach dem 4. Stich, ganz oder teilweise geschöpft wird. Der durch Drehzahländerungen und Anstellungskorrekturen wirkende Längszug führt zwischen den Walzgerüsten zu den längszugabhängigen Streckungen Λ Zi-? und in deren Folge nach 4 Stichen zu der ausgewiesenen Querschnittsdifferenz F · Das Walzgut erfährt eine Gesamtstreckung Λ ~ durch Multiplikation aller kaliberabhängigen und längs zugabhängigen BinzelstreckungenAg. und Λ %-\-\· Beim Walzen unter Längszug nach Fig. 2 und 3 besitzen die am Umformungsprozeß beteiligten Walzgerüste bei Anstich des Walzgutes im 1. Walzgerüst Geschwindigkeitsdifferenzen, die der kaliber- und längszugbedingten Umformung Rechnung tragen* Die Walzspalte sind so groß gewählt, daß nach Anstich der Walzguts;dtze im jeweils folgenden Walzrerüst durch Anstellung der Walzen der Querschnitt dem durch Längszun; umgeformten Walzgut ganz oder teilweise angepaßt wird. Gemäß Fig. 1 und 2 werden die Walzspalte oder Profilhöhen:

im 1. Walzgerüst von 22,0 mm auf 20,3 mm im 2. Walzgerüst von 16,7 mm auf 14,2 mm im 3« Walzgerüst von 29,5 mm auf 28,8 mm im 4. Walzgerüst von 15|O mm auf 12,0 mm gesenkt·

Beim zuglosen Walzen ist die Austrittsgeschwindigkeit ^ дп) des Walzgutes aus dem i—ten Walzgerüst gleich der Einzugsgeschwindigkeit ν ^Q₊Zj) in das (i+1)-te Walzgerüst, d. h. die Geschwindigkeitsdifferenz

ist gleich Null bzw· geringfügig größer Null für das Walzen mit sicherheitsbedingtem Längszug. Eine der Umformung unter Längszug Rechnung tragende Geschwindigkeitsdifferenz bedeutet, daß durch Drehzahländerungen oder durch Veränderung der Walζspalt geometrie infolge von ^Anstellungskorrekturen am ziehenden und/oder gezogenen Walzgerüst das Geschwindigkeitsgleichgewicht in der Form geändert wird, daß die Eintrittsgeschwindigkeit des Walzgutes in das (i+i)-te Walzgerüst in

erster Näherung um den Anteil der zugbedingten Streckung ^Zu Stößer ist als die Austrittsgeschwindigkeit der zug los umgeformten Walzgutspitze aus dem i-ten Walzgerüst, d_e h.

Die in b'ig. 2 und 3 dargestellte Umformung ist auch möglich, wenn alle 4 an der Umformung beteiligten Walzgerüste bei Anstich des Walzgutes im Walzgerüst 1 Geschwindigkeitsdiffe— renzen besitzen, die zur längszugfreien Umformung oder zur Umformung unter sicherheitsbedingtem Längszug erforderlich sind und die der Umformung unter Längszug Rechnung tragende Geschwindigkeitsdifferenz zwischen jeweils 2 Walzgerüsten durch Drehzahlerhöhung des ziehenden und/oder durch Drehzahlsenkung des gezogenen Walzgerüstes, einschließlich sequentieller Drehzahlerhöhung oder Drehzahlsenkung der dem ziehenden Walzgerüst nachgeordneten oder der dem gezogenen Walzgut voigelagerten Walzgerüste in der Zeit erfolgt, in der die Walzgutspitze die Strecke vom ziehenden zum nachfolgenden Walzgerüst zurücklegt· us Desteht auch die Möglichkeit, daß alle am Umformungsprozeß beteiligten Walzgerüste bei Anstich des Walzgutes im 1· Walzgerüst Geschwindigkeitsdifferenzen besitzen, die zur zuglosen Umformung oder zur Umformung mit sicherheitsbedingtem Längszug erforderlich sind und die der Umformung unter Längszug Rechnung tragenden Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen allen 4 Walzgerüsten nach Fig. 2 und den ersten 3 Walzgerüsten nach Fig. 3 oder nur einem Teil der beteiligten Walzgerüste nach Anstich des Walzgutes in den entsprechenden Walzgerüsten durch gleichzeitige oder zeitlich differenzierte Geschwindigkeitsdifferenzerhöhung zwischen den jeweiligen Walzgerüstpaaren unter Berücksichtigung der sequentiellen Drehzahlerhöhung in Walzrichtung und/oder der Drehzahlsenkung entgegen der Walzrichtung, ausgehend von einem Leitgerüst oder Leitgerüstpaar, angestellt werden. Bei den Verfahren, bei denen die am Umformungsprozeß beteiligten Walzgerüste bei Anstich des Walzgutes im 1. Walzgerüst Geschwindigkeitsdifferenzen besitzen, die zur längszugfreien Umformung oder zur Umformung mit sicherheitsbedingtem Längszug erforderlich sind, werden die Walzspalte

so groß gewählt, daß im gleichen Verhältnis, wie sich, die Geschwindigkeitsdifferenzsteigerung auf die zugbedingte Querschnittsminderung im jeweiligen Walzgerüst auswirkt, die Walzguthöhe durch Anstellung der Walzen, dem zugbeding» ten Walzgutquerschnitt ganz oder teilwe-ise angepaßt wird. Die beschriebenen Möglichkeiten zum Aufbau eines definierten Längszuges zwischen jeweils 2 Walzgerüsten schließen nicht aus, daß die der Umformung unter Längszug Rechnung tragenden Geschwindigkeitsdifferenzen und/oder Anstellungswerte bei Einlauf der Walzgutspitze in die Walzgerüste teilweise voreingestellt sind.

Zur zuglosen Umformung des Walzgutendes werden die zur Zugumformung des Mittelteils des Walzgutes vorgenommenen Drehzahl- und Anstellungsänderungen in umgekehrter Weise nach Verlassen des gezogenen Walzgutes rückgängig gemacht, d, h. wenn das Walzgutende das 1. Walzgerüst verläßt, werden die Anstellung und die Drehzahl des 1· Walzgerüstes auf die Ausfejangsweite zurückgeführt. Das Gleiche wiederholt sich analog in den Walzgerüsten 2, 3 und 4, wenn das Walzgutende diese Walzgerüste verläßt. Die zur Zugumformung des Mittelteils des Walzguues vorgenommenen Drehzahl- und Anstellungsänderungen können auch erst nach Verlassen des Walzgutendes, aber vor Anstich der nachfolgenden Walzgut spitze, in der betreffenden Walzgerüstgruppe ganz oder teilweise rückgängig gemacht werden. In umgekehrter Weise rückgängig machen bedeutet, daß zum Beispiel eine Drehzahlerhöhung durch eine DrehzahlSenkung und eine WalzspaltSchließung durch eine Walzspaltöffnung gleicher Größe rückgängig gemacht wird.

Während in ^'ig. 2 zwischen allen Walzgerüsten mit einer einheitlichen Län";szugumf ormung ( A ѵц ~ ^ »08) gearbeitet wird, sind im Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 3 unterschiedliche Länpszüge realisiert, zwischen den Walzgerüsten 1 und 2 wirkt Ar₇IO = IjI^ und zwischen den Gerüsten 2 und 3 wird eine Längszugumformung von Λ _z о -з ⁼ 1 »10 erreicht. In dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 ist außerdem die Möglichkeit der Kombination des Walzens unter zielgerichtetem Längszug mit dem Walzen ohne Längszug bzw, minimalem

sicherheitsbedingtem Längszug zwischen jeweils 2 Walzgerüsten innerhalb des dargestellten Walzstraßenabschnittes aufgezeigt«, b'ine derartige Kombination ist auch innerhalb einer Walzstraße möglich.

Während zwischen den Walzgerüsten 1 bis 3 mit Längszug gearbeitet wird, wirkt zwischen Schlicht- und Fertigstich (Walzgerüste 3 und 4) zur Erzielung engster Toleranzen nur ein minimaler sicherheitsbedingter Längszug bzw. ein zugloser Zustand· Zur .Erzielung eines beliebigen definierten Längszuges ist es zweckmäßig, Drehzahlkorrekturen und Anstellungsänderungen so aufeinander abzustimmen, daß die Walzkraftbelastung gegenüber dem zuglosen Walzfall konstant oder annähernd konstant gehalten wird.

Bei Verwendung von Walzarmaturen mit starren oder geringfügig auffedernden Führungsbacken werden nur Walzgutspitze und -ende geführte Das Mittelteil der Walzader wird nicht oder nur lose geführt·

Um ein einwandfreies Führen über die gesamte Walzgutlänge zu erreichen, d. h. über Walzgut spit ze und -ende einerseits und -riauptteil der Walzader andererseits, sind die Walzarmaturen mit einer automatischen Anstellung der Führungsbacken ausgerüstet· Die Anstellung der Führungsbacken erfolgt in Abhängigkeit von der Änderung der Geschwindigkeitsdifferenzen und/oder in Abhängigkeit von der Änderung der Walzspalteinstellung.

Abhängig von der Größe der längszugabhängigen Umformung und der Anzahl der Walzgerüste weichen Walζgutspitze und -ende unterschiedlich stark vom Mittelteil der Walzader ab. Nach Erreichen der kaliberabhängigen Breitungsreserven ist das Walzgut ganz oder teilweise zu schöpfen. Gemäß Fig. 2 und Fig. 3 ist diese Breitungsreserve nach dem 4. Stich erreicht. Breitungsreserven sind erzielbar durch Vergrößerung der Walzspalte oder gemäß Fig. 4 durch Veränderung des Übergangs der Kaliberflanken zum Walzspalt*durch unüblich große Kaliber- und Übergangsradien Rp und ІЦ oder Schrägen in Form von Tangenten unter einem kleineren als bisher üblichen öffnungswinkel Cfcoder durch eine um den zugumformungs-

bedingten Flächenanteil größere Kaliberfläche oder durch deren Kombination, wobei zum Beispiel ein Rundkaliber im Kalibergrund durch den bekannten unveränderten Kaliberradius IL gebildet wird.

Die Vorteile des Verfahrens liegen in der Beschreibung von Wegen zur Erhöhung der Formänderungswirksamkeit durch die zielgerichtete Nutzung des Längszuges beim Warmwalzen in Kalibern und auf der Flachbahn· Ferner ergibt sich infolge der Verringerung der breitungsbedingten Verlustarbeit eine energiesparende umformung· -Sine Senkung des Investitionsaufwandes tritt durch die Keduzierung des Ausrüstungsumfanges auf β

Claims

.Erfindung-sanspruch

1. Verfahren zum umformen von Walzgut, insbesondere Draht, Stabstahl, Formstahl und Knüppeln beliebiger geometrischer Formen in kontinuierlichen und halboffenen Walzstraßen, bei dem in einer dem Länfszug Kechnung tragenden Kalibrierung oder auf der Flachbahn der Langszug zielgerichtet zur Erhöhung der Formänderungswirksaiükeit genutzt wird, gekennzeichnet dadurch, daß das Walzgut durch Veränderung der Walzspalte und/oder durch Veränderung der Walzendrehzahlen in einer beliebigen Anzahl von Walzgerüsten mit oder ohne sequentieller Verstellung der Walzendrehzahlen der vor- oder nachgeschaltesen Walzgerüste umgeformt und die zuglos gewalzte Walzgutspitze geschöpft wird.
2. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß bei allen am Umformungsprozeß beteiligten Walzgerüsten vor Anstich der Walzader im 1, Walzgerüst die Geschwindigkeitsdifferenzen entsprechend der kaliber- und längszugbedingten Umformung eingestellt werden.

3· Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die der Umformung unter Längszug Hechnung tragende Geschwindigkeitsdifferenz zwischen jeweils zwei Walzgerüsten durch Drehzahlerhöhung des ziehenden oder durch DrehzahlSenkung des gezogenen Walzgerüstes einschließlieh sequentieller Drehzahlerhöhung oder DrehzahlSenkung der dem ziehenden Walzgerüst nachgeordneten oder der dem gezogenen Walzgerüßt vorgelagerten Walzgerüste in der Zeit erfolgt, in der die Walz_aderspitze die ^trecke vom zieheijden zum nachfolgenden Walzgerüst zurücklegt«
4. Verfahren nach Punkt 1, gekennzeichnet dadurch, daß die der Umformung unter Längszug Rechnung tragenden Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen den Walz^-erüsten, nach Anstich des Walzgutes in den Walzgerüsten durch gleichzeitige oder zeitlich differenzierte Geschwin-

di^keitsdiffarenzerhöhun^ zwischen den jeweiligen Walzgjerüstpaaren unter Berücksichtigung der sequentiellen Drehzahlerhöhung in Walzrichtung oder Drehzahlsenkung entgegen Walzrichtung, ausgehend von einem -^e it walzgerüst, eingestellt v/erden.

5β Verfahren nach Punkt 1 bis 4, gekennzeichnet dadurch, daß die Walzspalte für den unter Längszug umgeformten Teil der Walzader so nachgeführt werden, daß die Walzkraftbelastung gegenüber dem zuglos gewalzten Walzgutspitzen konstant gehalten werden.
6. Kaliberform zur Durchführung des Verfahrens, gekennzeichnet dadurch, daß die Kaliber über Breitungsreserven für die zuglos gewalzten Walzgutspitzen um den zugumformbedingten größeren Flächenanteil verfügen, ink-dem der Übergang der Kaliberflanken zum Walzspalt durch große Radien oder Schrägen oder durch deren Kombination gestaltet wird.

- Hierzu 4 Blatt Zeichnungen -