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Die
Erfindung betrifft eine Drahtstraße zum ein- oder mehradrigen
Walzen eines Drahts, mit einer Vorstraße, mindestens einer Zwischenstraße und einer
Fertigstraße,
die jeweils eine Anzahl Walzgerüste bzw.
Walzeinheiten aufweisen.
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Eine
Drahtstraße
dieser Art besteht zumeist aus einer Ofenanlage, hinter der eine
Vorstraße,
mindestens eine Zwischenstraße
und eine Fertigstraße (Fertigwalzblock)
angeordnet sind. Auf den Straßen wird
das Walzgut auf die gewünschte
Endkontur gewalzt, was ein- oder mehradrig erfolgen kann. Die einzelnen
Walzstraßen
sind robust aufgebaut und für hohe
Ansprüche
ausgelegt. Sie werden bevorzugt einzeln angetrieben, wobei Vor-
und Hauptgetriebe platzsparend in einem Gehäuse untergebracht sind. Die
Führungen
für das
zu walzende Gut sind zumeist zwecks Erzielung einer hohen Oberflächenqualität als Rollenführungen
ausgebildet. Zur Verringerung der Toleranzen und zur Erhöhung der
Betriebssicherheit, aber auch zur Erhöhung des Durchsatzes durch die
Walzstraße
werden meist Kompaktgerüste
mit einer alternierenden Horizontal-Vertikalanordnung der Walzen
eingesetzt. Derartige Gerüste
erlauben mit ihren fliegend gelagerten Walzenwellen den Einsatz hochverschleißfester
Walzenwerkstoffe für
lange Kaliberstandzeiten.
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Unter
dem Begriff Fertigstraße
bzw. Fertigwalzblock ist eine Walzeinrichtung zu verstehen, die aus
mehreren (meist acht bis zehn) wechselweise um jeweils 90° gegeneinander
verdrehten Walzeinheiten bestehen. Diese sind in Förderichtung
des Drahtes dicht hintereinander angeordnet, wobei die einzelnen
Walzen von einem Antrieb über
ein Verteilergetriebe sowie zwei Längswellen direkt und ge meinsam
angetrieben werden. Moderne Fertigwalzblöcke erreichen Walzgeschwindigkeiten
von weit über
100 m/s. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für ein leistungsfähiges und
kontinuierlich arbeitendes Walzwerk.
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Nach
dem Fertigwalzblock folgen Nachfolgeeinrichtungen, insbesondere
kann sich eine Wasserkühlstrecke
mit einer integrierten Ausgleichsstrecke anschließen. In
Abhängigkeit
der Abmessungen und der Qualität
des zu fertigenden Drahtes lassen sich die Kühlzonen so ansteuern, dass
auch bei maximaler Walzgeschwindigkeit das erforderliche Temperaturprofil
im Walzgut erreicht wird. Im Rahmen der Nachfolgeeinrichtungen ist
gegebenenfalls auch eine Schere zur Durchführung eines Schopfschnittes
und ein Spuler vorzusehen.
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Insbesondere
zur Erzielung einer hohen Wirtschaftlichkeit des Drahtwalzprozesses
wird eine möglichst
hohe Drahtgeschwindigkeit in der Drahtstraße gewünscht. Dies geht mit Problemen
beim Drahthandling einher. Es ist bei Drahtgeschwindigkeiten (deutlich)
oberhalb 100 m/s naturbedingt sehr schwer, den Draht beispielsweise
zu schopfen bzw. zu fassen und zu spulen. Dies kann bedingen, dass für diese
Operationen eine niedrigere Fördergeschwindigkeit
gefahren werden muss, was mit entsprechenden wirtschaftlichen und
auch verfahrensbedingten Nachteilen einher geht.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drahtstraße der eingangs
genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile überwunden
werden. Es soll möglich
sein, auch bei hohen und sehr hohen Drahtgeschwindigkeiten insbesondere
das Nachfolgehandling des Drahts stabil und zuverlässig zu
gestalten.
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Diese
Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass zwischen zwei der Elemente Vorstraße, Zwischenstraße und Fertigstraße und/oder zwischen
zwei Zwischenstraßen
und/oder hinter der Fertigstraße
mindestens ein Drahtspeicher zur gesteuerten Aufnahme und Abgabe
von Draht angeordnet ist.
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Speichereinrichtungen
sind im Bereich der Verarbeitung von Metallbändern als solche bekannt. Erfindungsgemäß wird eine – entsprechend
modifizierte – Speichereinrichtung
eingesetzt, um lokal und temporär
die Drahtgeschwindigkeit herabsetzen zu können, wie später noch
näher erläutert wird.
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Eine
bevorzugte Ausführung
der Erfindung sieht vor, dass ein Drahtspeicher zwischen der in
Förderrichtung
letzten Zwischenstraße
und der Fertigstraße
angeordnet ist. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass ein Drahtspeicher
hinter der Fertigstraße
und vor einer Nachfolgeeinrichtung angeordnet ist.
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Hinsichtlich
der Nachfolgeeinrichtung ist vor allem vorgesehen, dass diese eine
Schopfschere beinhaltet. Ferner kann sie auch einen Spuler zum Aufwickeln
von Draht beinhalten. Weiterhin ist es möglich, dass die Nachfolgeeinrichtung
einen Windungsleger aufweist.
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Mit
Vorteil sind alle in Förderrichtung
des Drahts vor dem Drahtspeicher liegenden Walzstraßen zum
Betrieb mit im wesentlichen konstanter Drahtgeschwindigkeit ausgebildet.
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Der
Drahtspeicher ist nach einer bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet,
dass er mindestens eine in der Größe veränderbare Schlinge aus Draht
bilden kann. Durch die Veränderung
der Schlingengröße kann
mehr oder weniger Drahtfänge im
Drahtspeicher gespeichert werden.
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Der
Drahtspeicher kann als Horizontalspeicher oder als Vertikalspeicher
ausgebildet sein. Ferner kann auch ein Trommelspeicher vorgesehen
werden; eine solche Losung ist beispielsweise aus der WO 2004/103594
A1 bekannt.
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Eine
andere Variante zur temporären
Speicherung eines strangförmigen
Bandes offenbart die
EP
1 364 723 A2 .
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Die
Walzgerüste
bzw. Walzeinheiten sind bevorzugt zur Herstellung eines runden Drahtprofils ausgebildet.
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Mit
der Erfindung wird es möglich,
im vorderen Bereich der Drahtstraße eine hohe und gleichbleibende
Drahtgeschwindigkeit zu fahren, wobei im hinteren Bereich bei Bedarf
mittels des Drahtspeichers eine Zwischenspeicherung des Drahts vorgenommen
wird, was zur Folge hat, dass temporär niedrigere Drahtgeschwindigkeiten
für das
Handling des Drahtes erreichbar sind.
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Die
Walzsicherheit kann somit ohne komplizierte Maßnahmen erhöht werden. Ferner sind sichere
Schopfschnitte möglich.
Auch wird das Fangen des Walzkopfes im Spuler wesentlich erleichtert.
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Die
Erfindung eignet sich besonders für Kompaktwalzstraßen und
für die
Fertigung von Draht einfacherer Stahlqualitäten.
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Weitere
Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und
der Beschreibung zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen
der Erfindung. Es zeigen:
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1 schematisch eine Drahtstraße zur Herstellung
eines Drahtes mit einem als Vertikalspeicher ausgeführten Drahtspeicher;
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2 einen Ausschnitt der in 1 dargestellten Drahtstraße, wobei
als Drahtspeicher ein Horizontalspeicher zum Einsatz kommt; und
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3 einen Ausschnitt der in 1 dargestellten Drahtstraße, wobei
als Drahtspeicher ein schlingenbildender Speicher zum Einsatz kommt.
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In 1 ist – nur sehr
schematisch – eine Drahtstraße 1 dargestellt,
in die in Förderrichtung
F (von links) ein vorbearbeiteter Rohdraht 2 eintritt,
der in der Drahtstraße
zum fertigen Draht 2 gewalzt wird. Nicht dargestellt ist
eine Ofenanlage, die sich in 1 links
anschließen
würde.
Die Drahtstraße 1 besteht
aus einer Vorstraße 3,
zwei sich in Förderrichtung
F anschließenden
Zwischenstraßen 4 und
einer sich in Förderrichtung
F anschließenden
Fertigstraße 5 (Fertigwalzblock).
In jeder Straße 3, 4, 5 sind
eine Anzahl Walzgerüste
oder Walzeinheiten 6 angeordnet, wobei jeweils zwei in
Förderrichtung
F folgende Walzgerüste 6 um
90° verdreht
angeordnet sind. Dies kommt in der skizzierten Bauart zum Ausdruck, gemäß der sich
horizontal (H) und vertikal (V) angeordnete Walzen abwechseln.
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Hinter
der letzten Straße – also hinter
der Fertigstraße 5 – ist eine
ebenfalls nur sehr schematisch angedeutete Nachfolgeeinrichtung 8 angeordnet,
die zum Verarbeiten des jetzt fertigen Drahts 2 dient.
Schematisch dargestellt ist eine Schopfschere 9 und ein
Spuler 10 zum Schneiden bzw. Aufwickeln des Drahts 2.
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Zwischen
der zweiten Zwischenstraße 4 und der
Fertigstraße 5 ist
ein Drahtspeicher 7 angeordnet. Dieser ist so ausgebildet,
dass er eine gewisse maximale Länge
Draht 2 aufnehmen und wieder abgeben kann. Dafür sind verschiedene
Bauarten denkbar.
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Nach 1 ist
ein Vertikalspeicher als Drahtspeicher 7 vorgesehen. Der
Draht 2 ist über
Rollen 11 so geführt,
dass er vertikal angeordnete Schlaufen bildet. Die oberen Rollen 11 sind
dabei vertikal verschieblich ausgebildet, was durch die vertikalen
Doppelpfeile angedeutet ist. Durch Heben dieser Rollen 11 kann
mehr Drahtlänge
im Drahtspeicher 7 aufgenommen werden, durch Senken der
Rollen 11 kann dieser Draht wieder aus dem Drahtspeicher 7 herausgefahren
werden.
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Entsprechendes
ergibt sich mit Blick auf 2, wo der
Drahtspeicher 7 als Horizontalspeicher ausgebildet ist.
Hier verfahren Rollen 12 in horizontale Richtung (s. Doppelpfeile),
um mehr oder weniger Speicherlänge
für den
Draht 2 zu bilden.
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Damit
ergibt sich die Möglichkeit,
für gewisse Zeiten
eine kleinere Drahtgeschwindigkeit oder sogar eine Drahtgeschwindigkeit
von Null zu fahren, ohne dass die sich vor dem Drahtspeicher 7 befindlichen Straßen 3, 4 in
der Walzgeschwindigkeit reduziert werden müssen. Vielmehr laufen diese
Straßen 3, 4 bevorzugt
mit stets konstanter Geschwindigkeit. Indes kann mittels des Drahtspeichers
die Drahtgeschwindigkeit hinter dem Speicher temporär auf einen
Wert herabgesetzt werden, bei dem ein zuverlässiges und problemloses Handling
des Drahtes 2 möglich
ist.
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Insbesondere
wird ein Schopfschnitt bei reduzierter Geschwindigkeit erheblich
erleichtert bzw. qualitativ verbessert. Auch das Fangen der Ader
im Spuler wird bei reduzierter Geschwindigkeit erheblich einfacher.
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Durch
das Zwischenspeichern kann also eine Reduzierung der Geschwindigkeit
des Drahtkopfes erreicht werden.
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Bevorzugt
vor den letzten Umformschritten (vor dem Walzblock oder Prefinisher)
wird kurzzeitig das Walzgut im Drahtspeicher 7 gespeichert.
Die dem Drahtspeicher 7 vorgeschalteten Einrichtungen arbeiten
mit konstanter Prozessgeschwindigkeit weiter. Die nachgeschalteten
Einrichtungen können kurzzeitig
mit reduzierter Geschwindigkeit betrieben werden, wodurch sich der
Drahtspeicher füllt.
Dies erfolgt vorzugsweise am Anfang des Walzgutes, z. B. während eines
Schopfschnittes. Während
der danach folgenden Auswalzung der Walzader wird der Drahtspeicher 7 durch
das Walzen mit gegenüber
der normalen Prozessgeschwindigkeit erhöhter Walz- bzw. Fördergeschwindigkeit
wieder geleert.
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Die
Auslegung des Drahtspeichers erfolgt in klassischer Weise: Über die
bekannte Fördergeschwindigkeit
des Drahtes 2 vor dem Drahtspeicher 7 und über die
gewünschte
bzw. benötigte
Zeit t für die
reduzierte Geschwindigkeit ergibt sich aus der Geschwindigkeitsdifferenz Δv (normale
Geschwindigkeit minus verminderte Geschwindigkeit) die mindestens
benötigte
Speicherlänge
s = Δv × t.
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Der
Drahtspeicher kann auch schlaufenbildend ausgeführt sind. Hierzu zeigt 3 eine
nur schematisch dargestellte Lösung.
Zwischen der Zwischenstraße 4 und
der Fertigstraße 5 ist
der schlaufenbildende Drahtspeicher 7 angeordnet. Führungen 13 leiten
den Draht 2 hinter der Zwischenstraße 4 seitlich aus
bzw. vor der Fertigstraße 5 wieder
ein, so dass sich eine Schlaufe 14 bildet. Neben der mit
ausgezogenen Linien dargestellten Schlaufe 14 ist auch eine
Schlaufe mit gestrichelten Linien eingezeichnet, die andeutet, wie
die Schlaufe aussieht, wenn eine größere Länge Draht 2 im Drahtspeicher 7 gespeichert
ist.
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Wenngleich
nicht darauf beschränkt,
so bewährt
sich der Drahtspeicher 7 vor allem, wenn er zwischen der
letzten Zwischenstraße 4 und
der Fertigstraße 5 angeordnet
ist. Vor dem letzten Umformschritt des Drahts 2 in der
Fertigstraße 5 sind
die notwendigen Speicherlängen
und Geschwindigkeiten noch am besten zu beherrschen. Es sind hier
bereits die Drahtquerschnitte so gering, dass die Auslenkkräfte des
Drahts im bzw. für
den Drahtspeicher 7 relativ klein sind.
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Die
Speichertechnologie gemäß der Lösung nach 3 mit
einer „offenen
Schlinge" ist in
der Praxis den Lösungen
nach 1 und 2 vorzuziehen. Die Gesamtanordnung
des Drahtspeichers 7 ist bei großen Drahtgeschwindigkeiten
hier leichter zu realisieren und prozesssicherer. Prinzipiell handelt
es sich bei dem Drahtspeicher 7 nach einer bevorzugten Ausführungsvariante
um einen Tisch mit einer horizontalen Auflagefläche, auf der der Draht 2 bzw.
die Schlinge 14 weitgehend frei angeordnet wird.
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- 1
- Drahtstraße
- 2
- Draht
- 3
- Vorstraße
- 4
- Zwischenstraße
- 5
- Fertigstraße
- 6
- Walzgerüst/Walzeinheit
- 7
- Drahtspeicher
- 8
- Nachfolgeeinrichtung
- 9
- Schopfschere
- 10
- Spuler
- 11
- Rolle
- 12
- Rolle
- 13
- Führung
- 14
- Schlaufe
- F
- Förderrichtung
- V
- vertikal
- H
- horizontal