DE1452117C3

DE1452117C3 - Verfahren und Walzenstraße zum Warmwalzen von Brammen

Info

Publication number: DE1452117C3
Application number: DE1452117A
Authority: DE
Inventors: Stephen Moore Swickley Jenks; Smith Howard Orr; Edwin Lamar Tindall
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1964-12-31
Filing date: 1965-12-20
Publication date: 1978-10-05
Also published as: DE1452117B2; BE674248A; DE1452117A1; GB1117952A; NL151276B; NL6516974A; US3358358A; ES320649A1; FR1462031A; BR6576065D0; AT275767B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmwalzen von Brammen, insbesondere im Stranggießverfahren hergestellten Brammen, deren Breite größer ist als ihre Dicke, wobei die Dicke mit Hilfe von Horizontalwalzgerüsten und die Breite der Bramme mit Hilfe von zwischen zwei Horizontalwalzgerüsten angeordneten Stauchwalzenpaaren reduziert wird. Sie betrifft ferner eine Walzenstraße zur Durchführung des Verfahrens.

Bei der Reduzierung der Breite der Bramme mit Hilfe der Stauchwalzenpaare entsteht an den Brammenlängsrändern eine Materialanhäufung, die unerwünscht ist und bisher mit Hilfe der auf die Stauchwalzen folgenden Horizontalwalzgerüste wieder beseitigt wurde (USA.-Patentschrift 1 819 764).

Bei einem anderen bekannten Verfahren der genannten Art, bei dem das Rohmaterial zu Band gewalzt wird, haben die zwischen den Horizontalwalzgerüsten befindlichen Stauchwalzen vor allem die Aufgabe, das Band in seiner Bewegung zu zentrieren (USA.-Patentschrift 1 354 976).

Bei einem anderen bekannten Verfahren werden in einer Bandwalzstraße zwischen verschiedenen Vorwalzgerüsten Stauchwalzen dazu benutzt, die Walzgutseiten zu glätten. Zu diesem Zweck wird ein Walzenpaar zwangläufig angetrieben, während die anderen Walzen, die mit dem Walzgut in Reibungsberührung stehen, von dem sich bewegenden Walzgut selbst i Drehung versetzt werden. Auch hierbei wird die sie beim Stauchen bildende Materialanhäufung an de Walzguträndern in nachfolgenden Horizontalwalz gerüsten beseitigt, die eine entsprechend große Ver formungsarbeit leisten müssen (USA.-Patentschrif 1 425 537).

Es ist auch bekannt, starke Reduzierungen des Wal gutes sowohl in der senkrechten als auch in der waage

ίο rechten Ebene mit Hilfe senkrechter Walzgerüste i Verbindung mit den üblichen Horizontalwalzgerüste zu erreichen, wobei zwischen zwei aufeinanderfolgen den Horizontalwalzgerüsten ein Stauchwalzenpaa angeordnet ist. Dabei tritt, hervorgerufen durch dij

.15 Reibungswirkung zwischen Walzenoberfläche un<| Walzgutoberfläche, im Walzgutmaterial in Transportj richtung eine Zugspannung auf, wie sie bei allei obengenannten Verfahren ebenfalls anzutreffen ist jedoch an sich keine zusätzliche Verformung des Walz guts bewirkt (britische Patentschrift 543 657).

Es ist ferner bekannt, beim Walzen von Halb zeug dem Walzgut während des Stauchwalzens ii Längsrichtung eine Zugspannung zu erteilen, so dai der Zug zwischen den einzelnen Gerüsten eine Dicken und auch Breitenänderung zur Folge hat. Dies ge, schieht durch Drehzahlregelung der Walzen, wobei dii Drehzahl der Walzen des nachfolgenden Gerüstes ii einem Ausmaß erhöht wird, wie es für die geradlinig! Förderung des Walzgutes und die Berücksichtigunj der Walzwirkung vorangegangener Gerüste erforder lieh ist (VDE-Buchreihe, Bd. 4, VDE-Verlag GmbH Berlin, 1959, S. 143, und französische Patentschrif 1 355 412).
Schließlich ist es auch noch bekannt, bei Stranggießt:

anlagen, bei denen der aus der Kokille austretend^ Gußkörper in verschiedene Teilstränge aufgeteilt wird! aus denen gleichzeitig Profile unterschiedlicher Fornl hergestellt werden, eine Stauchung des Gußstrangej vorzunehmen. Diese Stauchung dient jedoch dej Formgebung und nicht einer bloßen Breitenreduzie rung, bei der am Walzgutrand auftretende Material Verformungen bzw. -anhäufungen gewöhnlich uner wünscht sind (deutsche Patentschriften 920 362 un< 1 244 094).

Die Aufgabe der Erfindung besteht demnach darin das Verfahren der eingangs genannten Art so weiter zubilden, daß die durch die Breitenreduzierung mi Hilfe der Stauchwalzenpaare am Walzgutrand ent stehende Materialanhäufung mit möglichst geringen Kostenaufwand und ohne zusätzliche Einrichtungen die über die bei den bekannten Walzstraßen vorhan denen Mittel hinausgehen, wieder beseitigt wird.

Zu diesem Zweck wird erfindungsgemäß vorge schlagen, zur Reduzierung der beim Stauchwalzer entstehenden Materialanhäufung, wie beim Walzer I von Halbzeug bekannt, zur Erzeugung einer Längs spannung im Walzgut mit Zug zu walzen. Die dadurcl zusätzlich zu der beim Walzen auftretende Längs spannung in das Walzgut geleitete Längsspannunj führt zu einer Verteilung, gewissermaßen Einebnunj des an den Brammenlängskanten liegenden Materials so daß die Dickenreduzierung mit Hilfe des Horizon talwalzgerüstes nicht dazu führt, daß das Materia seitlich zu stark ausgebreitet wird.

Die zur Durchführung dieses Verfahrens benutzt« Walzenstraße arbeitet mit zwei Horizontalwalzgerüster und zwischen den Horizontalwalzgerüsten angeordne ten Stauchwalzenpaaren sowie mit Einstell-Einrich

tungen für den Antrieb der Walzen. Zur Erreichung des obengenannten Verfahrensziels ist sie so ausgebildet, daß zwischen den Horizontalwalzgerüsten mindestens zwei Stauchwalzenpaare angeordnet sind, und, wie beim Walzen von Halbzeug bekannt, die Antriebseinrichtung für die Walzen des zweiten Horizontalwalzgerüstes zur Erzeugung einer Längsspannung im Walzgut mit höherer Drehzahl einstellbar ist. Das dem letztgenannten Stauchwalzenpaar nachgeschaltete Horizontalwalzgerüst läuft also so schnell, daß über die normal im Walzgut auftretende Zugspannung hinaus das Walzgut mit einer zusätzlichen Zugspannung beaufschlagt wird, die zu einem Abtrag der Materialanhäufung an den Walzguträndern führt. Zu diesem Zweck bedarf die Walzenstraße keiner zusätzlichen maschinentechnischen Ausrüstung, sondern nur einer ;usätzlichen Geschwindigkeitssteuerung des den Stauchwalzen nachgeschalteten Horizontalwalzgerüstes, deren Bauelemente bei den meisten Anlagen von vornherein vorgesehen sind, da die meisten Gerüste Vorrichtungen zur Einstellung der Arbeitsgeschwindigkeit aufweisen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigt

F i g. 1 eine schematische Ansicht einer Stranggießeinrichtung mit nachgeschalteter Walzstraße zur Durchführung des Verfahrens,

F i g. 2 eine schematische Draufsicht der Stauchwalzvorrichtung,

Fig. 3 eine schematische Seitenansicht der Stauchwalzvorrichtung und

F i g. 4 eine_schematische Ansicht der Querschnittsformen, die eine typische Bramme während verschiedener Stadien des erfindungsgemäßen Verfahrens animmt.

In F i g. 1 wird ein Stahlgußstrang 10 kontinuierlich in einer Stranggießkokille 11 geformt, durch eine Wassersprühvorrichtung 12 gekühlt und bei seiner Abwärtsbewegung unterhalb der Stranggießkokille 11 mit Hilfe von Führungswalzen 13 geführt, wobei die Abwärtsbewegung von Andruckwalzen 14 gesteuert wird. Der Stahlgußstrang wird dann durch eine Biegevorrichtung, die mit einer Gelenkwalze 15 und einer Schubwalze 16 versehen sein kann, gebogen und zur Vorbereitung auf den Stauchwalzenvorgang in einem Ofen 17 von neuem erwärmt. Schließlich wird der wiedererwärmte Gußstrang oder Bramme zu einem Band gewalzt, dessen Breite geringer ist als diejenige des Gußstrangs. Dies wird in einer Walzenstraße 20 durchgeführt, die aus einem Horizontalwalzgerüst 21, mehreren Vertikalwalzgerüsten 22, 23 und 24 oder Stauchwalzenpaaren und einem zweiten Horizontalwalzgerüst 25 besteht, das auf die Stauchwalzenpaare blgt. Wird der Gußstrang in der Walzenstraße 20 »ewalzt, so wird er unter Spannung gehalten, so daß wesentliche Veränderungen und Verformungen in Richtung seiner Dicke vermieden werden.

Die Kokille 11, die Wassersprühvorrichtung 12, die Führungswalzen 13, die Andruckwalzen 14, die Gelenkwalze 15 und die Schubwalze 16 sowie der Anwärmofen 17 sind Bestandteile bekannter Stranggießvorrichtungen.

Es ist sehr wichtig, daß die Temperatur des Gußstrangs in der Walzenstraße 20 während des ganzen ι Warmwalzvorganges hoch genug ist. Kaltwalzen hat Rißbildung und innere Spannungen zur Folge, die der Qualität des hergestellten, gewalzten Bandes abträglich sind. Der ganze Gußstrang muß, sowohl was seine Oberfläche als auch was sein Inneres anbelangt, Warmwalztemperatur aufweisen. Diese Warmwalztemperatur muß in der ganzen Walzenstraße 20 aufrechterhalten werden. Das setzt voraus, daß die Temperatur des Gußstrangs beim Eintritt in die Walzenstraße 20 hoch genug liegt, damit durch Wärmeverluste in der Walzenstraße kein zu starkes Absinken erfolgt. Solche Verluste stellen sich auf Grund des Wärmeleitvermögens der Walzen innerhalb der Vorrichtung und der Wärmeabgabe an die umgebende Atmosphäre ein. Der Begriff »Warmwalzen«, der hier benutzt wird, bezieht sich auf eine bleibende Verformung des Metalls durch einen Walzvorgang bei Temperaturen, die so hoch sind, daß im Metall nach seiner Abkühlung auf Raumtemperatur keine Kaltverfestigung auftritt. Anders ausgedrückt, das Warmwalzen ist ein Walzvorgang bei einer Temperatur, die über der Rekristallisationstemperatur des Metalls liegt.

Die Durchschnittstemperatur des Gußstrangs ist bei seinem Eintritt in den Anwärmofen 17 auf Grund der hohen Temperaturen des Gußstranginneren für den Warmwalzvorgang ausreichend. Der Begriff »Durchschnittstemperatur« bezieht sich auf die Temperatur eines äquivalenten Gußteils, das pro Gewichtseinheit denselben Wärmeinhalt besitzt und eine einheitliche Temperaturverteilung aufweist. Die Temperatur der Oberfläche des Gußstrangs und insbesondere diejenige seiner Ecken könnte jedoch unter der Warmwalztemperatur liegen. Die Wassersprühvorrichtung 12 kann unter Umständen die Gußstrangoberfläche unter die Warmwalztemperatur abkühlen. Währenddessen tritt in dem Maße, wie die Wärme zur Oberfläche transportiert wird, eine schrittweise Verfestigung des Gußstranginneren ein. Wenn der Gußstrang bezüglich der Wassersprühvoi richtung 12 weiter abwärts bewegt wird, hält der Wärmestrom aus seinem Inneren zur Oberfläche an, wodurch die Oberfläche wieder etwas erwärmt wird. Diese Wiedererwärmung ist jedoch gewöhnlich nicht so groß, daß dadurch die Gußstrangoberfläche auf die erforderlichen Walztemperaturen gebracht wird. Deshalb wird der Anwärmofen 17 vorgesehen. Auf diesen Ofen kann jedoch verzichtet werden, wenn sowohl die Durchschnittstemperatur als auch die Oberflächentemperatur des Gußstrangs einen Wert aufweisen, der für den Warmwalzvorgang hoch genug liegt.

Obgleich jede Warmwalztemperatur geeignet ist, werden doch vorzugsweise solche Temperaturen verwendet, die beträchtlich über der Rekristallisationstemperatur liegen. Die Temperatur des Gußstrangs muß bei seinem Eintritt in die Walzenstraße 20 mindestens etwa 1038 ⁰C betragen, wenn der Stahl einen niedrigen Kohlenstoffgehalt von annähernd 0,04 bis 0,08 % besitzt. Bei höheren Kohlenstoff gehalten liegt die niedrigste mögliche Temperatur des in die Walzenstraße 20 eintretenden Gußstrangs tiefer, da die Rekristallisationstemperatur mit steigendem Kohlenstoffgehalt im unteren Kohlenstoffgehaltsbereich sinkt. Obgleich die Durchschnittstemperatur des in die Walzenstraße 20 eintretenden Gußstrangs bei nur 1O38°C liegen muß, ist es doch im allgemeinen vorteilhafter, den Gußstrang bei einer höheren Temperatur, beispielsweise etwa 1149 bis 1204° C in die Walzenstraße 20 einzuführen. Die bei dem Walzvorgang zu verrichtende Arbeit verdoppelt sich näherungsweise für jede Senkung der Gießtemperatur um 167⁰C. Deshalb wird der Leistungsbedarf auf ein Mindestmaß

beschränkt, wenn der Gußstrang auf einer hohen Temperatur gehalten wird.

Ein Metall beliebiger Zusammensetzung, das sich kontinuierlich in Halbzeugteile formen läßt, kann dem Walzvorgang unterworfen werden. Der Begriff »Metall« umfaßt hierbei die metallischen Elemente und deren Legierungen gleichermaßen. So lassen sich beispielsweise Kupfer, Messing, Aluminium, Titan, Eisen und Stahl durch Stauchwalzen bearbeiten. Insbesondere aber eignet sich das hier beschriebene Verfahren zur Bearbeitung von niedriglegierten Kohlenstoffstählen, rostfreien Stählen, beruhigten und halbberuhigten Stählen und für alle anderen Stähle, die sich kontinuierlich gießen lassen.

Der Gußstrang 10 weist bei seinem Eintritt in die Walzenstraße 20 vorzugsweise einen rechteckigen oder im wesentlichen rechteckigen Querschnitt auf. Die Seiten des Gußstrangs brauchen nicht völlig flach zu sein, sondern können beispielsweise auch eine leicht konvexe oder konkave Form aufweisen. Gußstränge oder Brammen mit derartigen Seitenwänden lassen sich mit Hilfe des neuartigen Verfahrens leicht walzen, wobei angenommen wird, daß ihre Querschnittsform im wesentlichen rechteckig ist. Häufig nehmen die Seitenwände des Gußstrangs bei der Abkühlung infolge der ungleichen Abkühlungsgeschwindigkeiten auf verschiedenen Teilen der Gußstrangoberfläche eine leicht konkave Form an. Im allgemeinen ergeben sich vom Zeitpunkt der Formung des Gußstrangs bis zu seinem Eintritt in die Walzenstraße 20 keine größeren Formveränderungen, obgleich eine merkliche Schrumpfung des Gußstrangs beim Abkühlen erfolgt.

Obgleich vorzugsweise Gußstränge Verwendung finden, die vordem Walzvorgang eine rechteckige oder im wesentlichen rechteckige Querschnittsform aufweisen, läßt sich selbstverständlich das hier beschriebene Verfahren auch auf Metallteile mit anderen Querschnittsformen, beispielsweise ovale, kreisförmige oder sogar unregelmäßig geformte Teile anwenden. Zum Walzen von nicht rechteckigen Metallteilen können in der Walzenstraße 20 speziell geformte Walzen erforderlich sein.

Das Verhältnis von Breite zu Dicke der Gußstränge kann zwischen etwa 2:1 bis etwa 20:1 variieren. Das Verhältnis von Breite zu Dicke des Gußstrangs bei seinem Eintritt in die Walzenstraße 20 entspricht etwa demjenigen in der Kokille 11, obgleich zwischenzeitlich infolge der Abkühlung eine gewisse Schrumpfung eintritt. Gußstränge mit einem Breiten-Dicken-Verhältnis von 2:1 bis 20:1 lassen sich leicht zur Reduzierung ihrer Breite mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahrens walzen, und zwar ohne daß dadurch ihre Dicke wesentlich verändert wird. Im allgemeinen wird das Verfahren nicht für Gußstränge verwendet, deren Breiten-Dicken-Verhältnis geringer als 2:1 ist, z.B. für quadratische Gußstränge, die sich vorteilhafter mit Hilfe bekannter Verfahren, beispielsweise solcher Art, wie sie in Knüppelwalzwerken Verwendung finden, auf kleinere Abmessungen walzen lassen. Andererseits ist es im allgemeinen schwierig, mit Hilfe des hier beschriebenen Verfahrens die Breite solcher Gußstränge zu reduzieren, deren ursprüngliches Breiten-Dicken-Verhältnis den Wert von etwa 20:1 übersteigt. Bei solchen breiten und dünnen Gußsträngen bewirkt die Anwendung vertikaler Walzen ein Ausbeulen des Materials.

Die minimale Dicke von Stahlgußsträngen, die sich ohne Schwierigkeiten mit dem neuartigen Verfahren walzen lassen, beträgt etwa 76,2 mm. Dünnere Gußstränge zeigen einen zu schnellen Wärmeverlust, so daß¹ ihre Temperatur während des Walzvorgangs unter die Warmwalztemperatur sinkt. Darüber hinaus weisen derartig dünne Gußstränge im allgemeinen nicht eine ausreichende strukturelle Festigkeit auf, die notwendig ist, damit sie den Stauchwalzdrücken widerstehen können, die zur Erzeugung der gewünschten Breiten^ reduzierung angewendet werden müssen. Die geringste

ίο Dicke, die üblicherweise gewalzt werden kann, variiert etwas von Metall zu Metall und kann von dem Fachmann festgelegt werden. Die maximale, in dem hier beschriebenen Verfahren verarbeitbare Dicke der Gußstränge ist nur durch die größtmögliche Dicke begrenzt, in der sich die Gußstränge kontinuierlich gießen lassen. Wie bekannt ist, bilden die geringe Wärmedurchgangsgeschwindigkeit des Stahls und die daraus entstehenden Kühlungsprobleme für die Gußstrang·¹ dicke eine obere Grenze, jenseits der ein kontinuierliches oder Stranggießen nicht mehr durchführbar istJ Aus Gründen der einfacheren Handhabung hat sich

als zweckmäßig erwiesen, den Gußstrang dem hier beschriebenen Walzvörgang zu unterwerfen, wenn er sich in horizontaler Richtung bewegt. Dement-

sprechend werden die Stauchwalzen 23", 22 und 24 als vertikale Walzen bezeichnet und die Flächenwalzen 21 und 25 als horizontale Walzen. Durch irgendwelche¹ gewünschte Vorrichtungen, beispielsweise durch die hier gezeigte Gelenkwalze 15 und die Schubwalze 16,^:

läßt sich der Gußstrang aus seiner ursprünglichen,' vertikalen Richtung in eine horizontale Richtung umlenken.

Der Gußblock läuft mit stetiger Geschwindigkeit von der Kokille 11 der Walzenstraße 20 zu. Demzufolge bestimmt die Gießgeschwindigkeit die Geschwindigkeit, bei der der Walzvorgang in der Walzenstraße 20 stattfindet. Die maximale Walzgeschwindigkeit in der Walzensträße 20 wird damit durch die Geschwindigkeit begrenzt, mit der ein Gußstrang gewöhnlich herzustellen ist. Die Austrittsgeschwindigkeit des Gußstrangs beim Verlassen des letzten Horizontalwalzgerüstes 25 in der Walzenstraße 20 wird selten mehr als 16,5 m/min betragen. Im allgemeinen wird jedoch die Austrittsgeschwindigkeit weit unter diesem Wert liegen, denn die Herstellung eines Gußstrangs mit einer Geschwindigkeit, die so groß ist, daß sie eine Stahlbandaustrittsgeschwindigkeit von 16,5 m/min bewirkt, ist selten möglich. Man wird erkennen, daß die Geschwindigkeit des Stahlbandes beim Austritt aus dem letzten Horizontalwalzgerüst 25 erheblich größer ist als diejenige, mit der der Gußstrang 10 sich von der Kokille 11 abwärts bewegt, da in der Walzenstraße 20 eine beträchtliche Querschnittsverminderung des Gußstrangs stattfindet.

Jedes der Walzgerüste 21, 22, 23, 24 und 25 weist zwei gegenüberliegende Walzen auf, je eine auf einer Seite des Gußstrangs. Die hier gezeigten drei Vertikalwalzgerüste 22, 23 und 24 sind auch mit Stauchwalzen zu bezeichnen. Zwischen den Horizontalwalzgerüsten 21 und 25 können nur zwei, aber auch mehr als drei Vertikalwalzgerüste bzw. Stauchwalzenpaare vorge sehen werden. Tatsächlich hat sich häufig als vorteilhaft herausgestellt, nur zwei Stauchwalzenpaare zi verwenden. Eine beträchtliche Reduzierung der Guß-Strangbandbreite läßt sich durchaus mit nur zwei Stauchwalzenpaaren erreichen, wodurch der Wärmeverlust verringert wird.

In den Fällen, in denen eine beträchtliche Breiten

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reduzierung, insbesondere um 60% oder mehr der hinaus verursacht ein Leerlaüfwalzgerüst im Gußursprünglichen Breite, verlangt wird, kann es vorteil- strang einen Spannungsverlüst.
haft sein, drei oder mehr Horizontalwalzgerüste mit je Die Walzen des ersten Horizontalwalzgerüstes 21

zwei zwischen jedem Paar aufeinanderfolgender solcher sind vorzugsweise konkav, um die Gußstrangdicke an Gerüste Stauchwalzenpaaren anzuordnen. Die ganze 5 den Kanten zu reduzieren, ohne' daß dabei eine merk-Länge der Walzenstraße wird durch die Abkühlung liehe Reduzierung der Materialdicke in Gußstrangdes Gußstrangs auf seinem Wege durch die Vorrich- mitte erfolgt. Dieser Vorgang bildet einen Ausgleich tung begrenzt, da der Gußstrang während des ganzen für die Verdickung nahe der Kanten, die in dem Verfahrens auf Warmwalztemperatur gehalten werden darauffolgenden Stauchwalzvorgang in den Stauchmuß. 10 walzenpaaren 22, 23 und 24 eintritt. Die Walzen des Beide Horizontalwalzgerüste 21 und 25 und Vorzugs- Horizontalwalzgerüstes 25 sind im wesentlichen zylinweise auch alle Stauchwalzenpaare 22, 23 und 24 drisch, um dadurch ein rechteckiges Gußstrangband zu werden angetrieben. Für diesen Zweck haben sich erhalten.

regelbare Gleichstrommotoren als besonders geeignet Die Stauchwalzenpaare 22, 23 und 24 sind an ihrem

erwiesen. 15 unteren Ende mit Kragen versehen, die verhindern,

Die Größe der in der Walzenstraße 20 erzielten daß der Gußstrang herunterfällt; um zu vermeiden, Querschnittsreduzierung ist annähernd direkt propor- daß der Gußstrang hochsteigt, können die Stauchtional der der Straße bei einer bestimmten Temperatur walzen auch an ihrem oberen Ende mit Kragen verzugeführten Leistung. Wie schon erwähnt, verdoppelt sehen sein. Es besteht jedoch auch die Möglichkeit, die sich die zur Erreichung einer bestimmten Querschnitts- 20 Stauchwalzen zu diesem Zweck leicht kegelstumpf reduzierung erforderliche Leistung bei jeder Tempera- förmig auszubilden, wobei die Seiten abwärts und nach tursenkung von etwa 165 ⁰C. Obgleich die der Walzen- innen um einen kleinen Winkel, beispielsweise etwa straße 20 zugeführte Leistung als Ganzes gleich der 3,5 bis 4°, zur Vertikalen geneigt sind_v Alle Walzen zur Reduzierung der Querschnittsfläche des Guß- weisen vorzugsweise rauhe, z. B. geriffelte Oberflächen Strangs erforderlichen sein muß, kann die Energie- 25 auf, um dadurch den Reibungswiderstand zwischen zufuhr an jedes einzelne Walzgerüst größer oder ge- den Walzen und dem Gußstrang zu erhöhen,
ringer als die zur Querschnittsflächenreduzierung in Da der nach dem hier beschriebenen Verfahren ge-

dem Walzgerüst verbrauchte Energie sein. walzte Gußstrang kontinuierlich hergestellt und ge-

Es ist wichtig, daß der Gußstrang beim Walzen walzt wird, ohne durchgeschnitten zu werden, bis der unter Spannung gehalten wird, um zu erreichen, daß 30 Walzvorgang beendet ist, ist seine Länge unendlich, das Walzgut beim Verlassen der Walzenstraße 20 Nach diesem Verfahren lassen sich aber auch Gußeinen im wesentlichen rechteckigen Querschnitt be- stränge endlicher Länge walzen,
sitzt. Dadurch; daß der Gußstrang beim Walzen in der Gußstränge endlicher Länge, auch Brammen ge-

Walzenstraße 20 unter Spannung gehalten wird, ist nannt, sollten wesentlich länger sein als die Walzeneine beträchtliche Reduzierung seiner Breite, beispiels- 35 straße 20. Wie bereits erwähnt, hat sich als notwendig weise um 50% °der noch mehr, möglich. erwiesen, den Gußstrang während des Walzens unter

Wird der Gußstrang dagegen nicht unter Spannung Spannung zu halten. An dem hinteren Ende des Gußgehalten, so weist er, sobald er von dem Horizontal- Strangs befindet sich deshalb ein Materialstück, dessen walzgerüst 25 freigegeben wird, eine unregelmäßige Länge dem Abstand zwischen den Walzgerüsten 24 Form auf, die oft etwa mit der eines Knüppels ver- 40 und 25 entspricht, welches während des Walzvorgangs gleichbar ist. Der Gußstrang kann unter der ge- nicht unter Spannung gehalten werden kann. Diese wünschten Spannung in sehr einfacher Weise dadurch Materiallängen zeigen gewöhnlich unregelmäßige gehalten werden, daß dem Horizontalwalzgerüst 25 Querschnittsformen, wenn der Gußstrang die Walzen- und dem letzten Stauchwalzenpaar 24 eine größere straße 20 verläßt, und müssen deshalb abgeschnitten Energie zugeführt wird, während das erste Horizontal- 45 und ausgeschieden werden. Je länger deshalb der Gußwalzgerüst 21 und das erste Stauchwalzenpaar 22 mit strang bezüglich der Walzenstraße 20 ist, desto gerineiner relativ geringen Energie betrieben werden. Da- ger ist somit der anteilmäßige Materialverlust,
durch ist die zur Reduzierung der Gußstrangquer- Die Gußstrangformen, wie sie in verschiedenen

schnittsfläche in dem ersten Horizontalwalzgerüst 21 Walzstadien unter Spannung in der Walzenstraße 20 und dem ersten Stauchwalzenpaar 22 verbrauchte 50 auftreten, sind schematisch in F i g. 4 dargestellt. Energie größer als die ihnen zugeführte. Andererseits Dort sind die aufeinanderfolgenden Querschnittsist die dem letzten Stauchwalzenpaar 24 und dem formen zu sehen, die ein typischer Gußstrang während Horizontalwalzgerüst 25 zugeführte Energie größer des Walzvorganges annimmt. Wenn der Gußstrang in als die in diesen Gerüsten zur Querschnittsreduzierung die Walzenstraße 20 eintritt, weist er eine regelmäßige verbrauchte. Das hat zur Folge, daß die Walzgerüste 24 55 Form 30 auf. Durch Druckeinwirkung auf seine Ober- und 25 den Gußstrang durch die ganze Walzenstraße 20 flächen mittels der konkaven Walzen des Horizontalziehen und auf ihn dadurch eine Zugspannung aus- walzgerüstes 21 wird eine geringe Ausbeulung des üben. Gußstrangs in der Weise bewirkt, daß seine Seiten

Es ist aber auch möglich, in der Reihe der Stauch- eine leicht konvexe Form annehmen. Wenn der Gußwalzenpaare ein Leerlauf walzgerüst anzuordnen. Bei 60 strang das Horizontalwalzgerüst 21 verläßt, besitzt er einer solchen Anordnung werden beispielsweise beide eine typische Querschnittsform 31. In dem Horizontal-Horizontalwalzgerüste 21 und 25 und das erste und walzgerüst 21 wird seine Dicke etwas reduziert. Im letzte Stauchwalzenpaar 22 und 24 durch Motoren allgemeinen ist es erwünscht, diesen Betrag der Dicken-.angetrieben, das mittlere Stauchwalzenpaar 23 jedoch verringerung so klein wie möglich zu halten, um für den läuft nur mit. Die Verwendung von Leerlauf walz- 65 fertigen Gußstrang eine im wesentlichen rechteckige gerüsten ist jedoch im allgemeinen unerwünscht, da in Querschnittsform zu erzielen.

derartigen Gerüsten nur eine beschränkte Reduzierung Durch den Walzvorgang im ersten Stauchwalzender Gußstrangbreite erzielt werden kann. Darüber paar 22 wird eine erhebliche Reduzierung der Breite

des Gußstranges erreicht, wobei gleichzeitig eine Verdickung an den Strangkanten eintritt, ohne daß die Materialdicke entlang der mittleren Längsachse an beiden Seiten des Stranges zunimmt. Die Form 32 des Gußstranges gleicht in diesem Stadium der Herstellung in etwa der eines Hundeknochens. Das Walzen der Materialkanten hat ein Fließen des Metalls zur Folge, wodurch sich das Material in der Nähe der Kanten verdickt. Ein weiteres Walzen in den folgenden Stauchwalzenpaaren 23 und 24 bewirkt eine weitere merkliche Reduzierung der Breite, wie dies aus den Querschnittsformen 33 bzw. 34 entnommen werden kann. Der Gußstrang behält in diesem Stadium der Fertigung im allgemeinen noch die Querschnittsform eines Hundeknochens. Schließlich wird durch den Walzvorgang in dem zweiten Horizontalwalzgerüst 25 die Oberfläche des Gußstrangs gestreckt, so daß der gewalzte Gußstrang wieder eine im wesentlichen rechteckige Querschnittsform 35 annimmt. Die Kanten des Gußstranges können beim Verlassen des Horizontalwalzgerüstes 25 etwas unregelmäßig oder gewellt sein, meistens sind sie in der Nähe der Ecken leicht konvex und in Nachbarschaft der länglichen Mittellinien jeder Kante leicht konkav gebogen.

Wenn der Gußstrang beim Walzen nicht unter Spannung gehalten wird, so wird er die Form eines Hundeknochens aufweisen, sobald er am Austrittsende der Walzenstraße 20 das Horizontalwalzgerüst 25 verläßt.

Das neuartige Verfahren wird nun an Hand bestimmter Beispiele beschrieben.

Beispiel 1

Die in diesem Beispiel benutzte Walzenstraße ist in 1 den F i g. 2 und 3 schematisch dargestellt. Jedes j Walzgerüst21, 22, 24 und 25 wurde von einem] Gleichstrommotor angetrieben. Die Motoren ihrer- ] seits wurden von Gleichstromgeneratoren getrieben. ¹^ Dem mittleren Stauchwalzenpaar 23 wurde keine'

Antriebsenergie zugeführt. ">

Durch die Walzenstraße 20 wurde ein kontinuierlich _r

hergestellter Stahlgußstrang mit stetiger Geschwindigkeit bewegt. Die Durchschnittstemperatur des Guß-; Strangs betrug beim Eintritt in die Vorrichtung etwa I 1204° C, und seine Oberflächen temperatur lag zwischen

etwa 1038 und 1149⁰C. ;>

Der unten angeführten Tabelle I sind die Abmessun- >^N gen, Querschnittsflächen und die Geschwindigkeit des P Gußstrangs beim Eintritt in die Walzenstraße 20 und I nach dem Durchgang durch jedes Walzgerüst 21, 22, 23, 24 und 25 zu entnehmen. Aus dieser Tabelle gehen außerdem der Walzendurchmesser_v der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Walzen und die ζ Walzendrehzahl in jedem Gerüst hervor. Ebenso sind \ die Spannung, Stromstärke und die Eingangsleistung Λ in Kilowatt und H.P. für jedes Walzgerüst angegeben.

Tabelle I

anfänglich

Gerüst Nr.
22 I 23

24

25

Bandbreite (cm)

Banddicke (cm)

Bandfläche

Bandgeschwindigkeit (m/min)

Walzendurchmesser (cm)

Walzendrehzahl (UPM)

Walzgerüstabstand (cm)

Abstand vom ersten Horizontalwalzgerüst (cm)

Zeitfolge (min)

Zeitfolge (min),
Summe

Motorstromstärke (A)

Motorspannung (V)

Motorleistung (kW)

Motorleistung (H. P.)

68,60
18,40
1264
0,953

71,37

16,12 1154

1,041 107 0,31 0

200

110 22,0 29,6 57,15
19,68
1110
1,079
53,3
0,64
150,5

150,5
1,44

1,44
480
75
36,0
48,5

55,15
19,68
1091

1,104
53,3

0,66
59,7

210,3
0,55

1,99

36,81
20,15
748

1,606
78,7

0,65
72,8

283,3
0,66

2,65
790
70
55,3
74,4

37,48
16,20
606,4

1,981
107

0,59
158,5

442,5
0,99

3,64
400
220
88,0
118,4

Beispiel 2

Die in diesem Beispiel benutzte Walzenstraße bestand aus dem Horizontalwalzgerüst 21, den beiden Stauchwalzenpaaren 22 und 24 und dem Horizontalwalzgerüst 25 am Austrittsende der Straße. Das Stauchwalzenpaar 23 wurde weggelassen. Jedes Walzgerüst 21, 22,24 und 25 wurde von einem Gleichstrommotor angetrieben, der seinerseits durch einen Gleichstromgenerator gespeist wurde.

Ein kontinuierlich hergestellter Stahlgußstrang wurde mit stetigem Vorschub durch die Walzenstraße 20 gefördert, die durch Weglassen des Gerüstes 23 eine Veränderung erfahren hatte. Die Durchschnittstemperatm des Gußstrangs beim Eintritt in die Walzenstraße 20 betrug annähernd 1204⁰C, und seine Oberflächentemperatur lag zwischen 1038 und 114O⁰C.
Aus der unten angeführten Tabelle II sind die Ab-

messungen, Querschnittsflächen und die Strang- bzw.l Bandgeschwindigkeit beim Eintritt in die Walzen-; straße 20 und nach Durchgang durch jedes Walzgerüst 21, 22, 24 und 25 zu entnehmen. Aus dieser Tabelle! gehen auch der Walzendurchmesser, der Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Walzen und die Walzendrehzahl in jedem Gerüst hervor. Ebenso sind; die Spannung, Stromstärke und die Eingangsleistung: in Kilowatt und H.P. für jedes Walzgerüst angeführt.!

Tabelle II

	anfänglich	Gerüst Nr. 21 I 22 I 24	55,90 19,68 1096 1,510 53,3 0,90 150,5 150,5 1,05 1,05 380 115 43,7 58,6	34,29 20,15 696 2,372 78,7 0,96 132,7 283,3 0,88 1,93 580 115 66,7 89,4	25
Bandbreite (cm) ßanddicke (cm) Bandfläche (cm²) Bandgeschwindigkeit (m/min) .. Walzendurchmesser (cm) Walzendrehzahl (UPM) Walzgerüstabstand (cm) Abstand vom ersten Horizontal walzgerüst (cm) Zeitfolge (min) Zeitfolge (min), . Summe	68,60 18,40 1264 1,308	71,37 16,12 1154 1,432 107 0,43 0 0 0 0 75 140 10,5 14,1	34,94 17,13 600 2,755 107 0,82 158,5 442,5 0,67 2,60 240 300 72,0 96,5
Motorstromstärke (A) Motorspannung (V) Motorleistung (kW) Motorleistung (H. P.)

Die Temperaturmessungen in den Beispielen 1 und 2 zeigen einen durchschnittlichen Oberflächentemperaturverlust von etwa 165° C, wenn der Gußstrang durch die Walzenstraße 20 hindurchtritt.

Aus den Tabellen I und II ist zu entnehmen, daß dem letzten Stauchwalzenpaar 24 und dem Horizontalwalzengerüst 25 die meiste Energie zugeführt wird. Obgleich der zur Erreichung einer Querschnittsreduzierung um eine bestimmte Flächengröße erforderliche Energiebetrag diesen Wälzgerüsten infolge des Wärmeverlustes des Gußstrarigs größer ist als in den Walzgerüsten 21 und 22, fällt doch auf, daß die den Walzgerüsten 24 und 25 zugeführte Energie größer ist als die zur Reduzierung der Querschnittsgröße notwendige. Andererseits reicht die Energiezufuhr zu den Walzgerüsten 21 und 22 und zu dem Leerlaufwalzgerüst 23 nicht aus, um die Größenreduzierung zu erreichen, die tatsächlich in jedem dieser Gerüste erzielt wird. Daraus ergibt sich, daß die den Walzgerüsten 24 und 25 zugeführte Energie auch dazu verwendet wird, den Gußstrang durch die Walzgerüste 21, 22 und 23 hindurchzuziehen. Durch diese Zugbeanspruchung wird die Spannung erzeugt, die dazu notwendig ist, damit am Austrittsende der Walzenstraße 20 ein Gußstrang von im wesentlichen rechteckigem Querschnitt erhalten werden kann.

Die Stärke der Dickenreduzierung kann größer oder kleiner sein als in den obigen Beispielen angegeben ist.

Sie wird durch die Einstellung der Walzen in jedem Walzgerüst auf die gewünschte Austrittsbreite oder -dicke bestimmt, die vorhanden sein soll, wenn der Gußstrang aus der Walzenstraße austritt. Durch Steuerung der Energieabgabe an jedes Walzgerüst läßt sich die Größe der auf den Gußstrang ausgeübten Spannung bestimmen. Natürlich muß die den einzelnen Walzgerüsten zugeführte Gesamtenergie gleich derjenigen sein, die zur Erzeugung der gewünschten Größenreduzierung erforderlich ist.

Aus den oben beschriebenen Beispielen ist ersichtlich, daß die Erfindung ein wirkungsvolles Verfahren zur Reduzierung der Querschnittsabmessung kontinuierlich hergestellter Gußstränge schafft, die eine einheitliche Breite aufweisen, welche annähernd derjenigen der Kokille für irgendeine verlangte Gußstrangbreite entspricht.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Warmwalzen von Brammen, insbesondere im Stranggießverfahren hergestellten Brammen, deren Breite größer ist als ihre Dicke, wobei die Dicke mit Hilfe von Horizontalwalzgerüsten und die Breite der Bramme mit Hilfe von zwischen zwei Horizontalwalzgerüsten angeordneten Stauchwalzenpaaren reduziert wird, d adurch gekennzeichnet, daß zur Reduzierung der beim Stauchwalzen entstehenden Materialanhäufung, wie beim Walzen von Halbzeug bekannt, zur Erzeugung einer Längsspannung im Walzgut mit Zug gewalzt wird.

2. Walzenstraße zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit zwei Horizontalwalzgerüsten und zwischen den Horizontalwalzgerüsten angeordneten Stauchwalzenpaaren sowie mit Einstell-Einrichtungen für den Antrieb der Walzen, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den Horizontalwalzgerüsten (21, 25) mindestens zwei Stauchwalzenpaare (22, 23, 24) angeordnet sind, und, wie beim Walzen von Halbzeug bekannt, die Antriebseinrichtung für die Walzen des zweiten Horizontalwalzgerüstes zur Erzeugung einer Längsspannung im Walzgut mit höherer Drehzahl einstellbar ist.

3. Walzenstraße nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zur stärkeren Reduzierung der Dicke der Bramme entlang der Brammenlängskanten in dem ersten Horizontalwalzgerüst profilierte Wälzen vorgesehen sind.