DE1602190A1

DE1602190A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Walzen einer Metallplatte in einem Planetenwalzwerk

Info

Publication number: DE1602190A1
Application number: DE19671602190
Authority: DE
Inventors: Reinhardt Anthony David; Orr Howard Smith
Original assignee: United States Steel Corp
Current assignee: United States Steel Corp
Priority date: 1966-03-18
Filing date: 1967-03-08
Publication date: 1970-03-26
Also published as: FR1514647A; BE695427A; GB1172781A; NL6703983A; ES338038A1; US3422656A

Description

PATENTANWÄLTE

PATENTANWÄLTE LICHT, HANSMANN, HERRMANN 8 MDNCHEN 2 · THERESIENSTRASSE 33

Dipl.-Ing. MARTIN LICHT Dr. REI N HOLD SCHMIDT Dipl.-Wirtsch.-Ing. AXELHANSMANN Dipl.-Phys. SEBASTIAN HERRMANN

München, den 8. März 1967

Ihr Zeichen Unser Zeichen

/UP

UNITED. STATES STEEL CORPORATION Pittsburgh,Pennsylvanien William Penn Place 525
V.St.A.

Verfahren und Vorrichtung zum Walzen einer Metallplatte in einem Planet enwalzwer Ic.

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Warmband-Walzverfahren» bei welchen eine Metallplatte in Form eines Bleches oder eines Bandes warmgewalzt wird. Die Erfindung gründet sich insbesondere auf ein neues Kantenwalzverfahren und eine Vorrichtung für Warmband-Walzverfahren.

Planetenwalzwerke haben sich als eine wirksame Vor- - richtung erwiesen, um Metallplatten in Warmwalzverfahren zu Blechen oder auf Banddicke zu walzen. Ein einzelnes Planeten-

Nttnkmwcllt· Dipf.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirlsch.-ing. Axel Hansmann, DipL-Phys. Sebastian Herrmann t MÖNCHEN J, THEtEStENSTtASSE 3» · Tekfcmt J»«K · Tili|nwi Aimii: UptB/Mlwdw

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PATENTANWALT Ot. REINHOlO SCHMIDT .«

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walzwerk ist in der Lage, ein halbes Dutzend Fertiggerliste für ein herkömmliches Warmband-Valzverfahren zu ersetzen. Bei herkömmlichen Planeten-Walzverfahren wird eine Platte bzw. eine Bramme in einem Wärmeofen erhitzt, durch Afczngswalzen aus dem Ofen herausgenommen und dann einem zusätzlichen Walzensatz zugeführt, welcher die Platte in das Flanetenwalzwerk einleitet. Das das Planetenwalzwerk verlassende Blech bzw, das Bandprodukt weist überwalzte Kanten auf, welche manchmal etwas konkav sind. Jede Bildung von Kanten ist unerwünscht,und deshalb müssen die Kanten des Produktes beschnitten werden, bevor das Produkt verkauft oder weitertoehandelt werden kann.

Eine Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung eines Kantenwalz- bzw. Stauchverfahrens, bei velchem die Kanten einer Metallplatte in konvexer Form warmgewalzt werden, bevor das Metall auf Blechdicke weitergewalzt wird, so daß die Kanten des Metallbleches oder des Bandes quadratisch oder etwas konvex sind. Aus diesem Grunde ist!fein Beschneiden der Kanten erforderlich, so daß das Metall verkauft oder weiterbearbeitet werden kann.

Erfindungsgemäß wird eine Metallplatte bzw. Halbzeug aus einem Plattenwärm- oder Wiedererhitzungsofem

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bei Warmwalz-Temperatur durch ein Warmwal z-Stauchwalzgerüst geleitet, -welches ein Paar von Kantwalzen bzw. Stauchwalzen auJV»;^:si, Jtäe der Walzen weist eine Nut oder einen Durchgang auf, welche durch ein Paar geneigter (d.h. konisch aufeinander zulaufend) Flächen gebildet werden, und einen Winkel von etwa lOO bis 130 C zwischen sich einschließen. Dieser Durchgang walzt die Kanten der Platte konvex. Das weitere Walzen der Platte auf Blechdicke in einem Planetenwalzwerk hält diese konvexe Kante intakt, so daß kein weiteres Beschneiden der Kanten erforderlich ist*

Ein eingeschlossener Winkel von 1OO bis 130° zwischen den z\L*e.L Seiten der Nut ist von Bedeutung, Wenn der Winkel weniger als 100° ist, dann kann die Metallplatte den Durchgang nicht ausfüllen, so daß die gewünschte'Kantenform.nicht erreicht wird, ^enn der eingeschlossene Winkel größer als 1 3O°C ist, dann ist die konvexe Gestalt, welche der Kante verliehen wird, nicht ausreichend, daß die zu einem Blech ausgewalzte Platte konvexe Kantenform beibehält.

Dieses Verfahren ist insbesondere nützlich beim Walzen von Stahl und wird unter Bezugnahme darauf beschrieben. Es können jedoch auch andere Metalle, wie Titan, erfindungsgemäß gewalzt werden.

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Die Erfindung wird anhand der Zeichnungen beschrieben.

Fig. 1 ist eine schematische Ansicht eines Warmband-Walzverfahrens mit einem Paar senkrechter Kantwalzen, um die Plattenkanten in konvexer, erfindungsgemäßer Form zu walzen.

Fig. 2 ist eine senkrechte Teilschnittansicht der Kant- bzw. Stauchwalzen und eines dazwischen geführten Halbzeugs.

Fig. 3 ist eine bruchstückartige Einzelansicht des nutförmigen Durchganges der senkrechten Stauchwalzen der Erfindung.

Fig. 4 ist eine senkrechte Schnittansicht durch ein gefertigtes Band, welches erfindungsgemäß gewalzt wurde.

Fig, 5 ist eine Vorderansicht eines vertikalen, erfindungsgemäßen Stauchwalzgerüstes, wobei das Stauchgertist und ein Teil des Antriebsmechanismus dargestellt sind.

Fig. 6 ist eine Schnittansicht von Linie 6-6 in Fig. 5, wobei ein Schnitt durch die Schaftkupplung zum Antreiben der Stauchwalzen dargestellt ist.

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Wie aus Fig. 1 der Zeichnungen hervorgeht, wird eine Stahlbramme in einem Wärmeofen 12 auf etwa IO93 bis 1316⁰C₈ bzw. ganz allgemein auf etwa 12O4°C erhitzt. Innerhalb des Wärmeofens 12 ist die Bramme auf Walzen 13 abgestützt. Wenn die Bramme vom Wärmeofen 12 zu einem vertikalen Stauchwalzgerüst

15 transportiert wird, wird sie auf einem Rollgang abgestützt. In dem Stauchwalzgerüst werden die Kanten in der Platine bzw. der Bramme 10 erfindungsgemäß warmgewalzt. Das Stauchwalzgerüst 15 weist ein Paar angetriebener, vertikaler Stauchwalzen

16 auf. Jede dieser Stauchwalzen ist mit einem nutförmigen Durchgang 17 versehen, in welchem die Kanten der Bramme bzw, des Halbzeugs konvex gewalzt werden. Die Bramme oder Platte 10 wird mittels Einlassführungen 20 in das vertikale Stauchwalzgerüst 15 eingeführt. Die Stauchwalzen 16 walzen nicht nur die Kanten der Platte in konvexer Form, sondern brechen auch Zunder von den Kanten der Platte bzw· von der Ober- und Unterseite der Platte in der Nähe der Kanten ab. Bin solcher Zunder kann sich in dem Wärmeofen 12 bilden. Die Stauchwalzen 16 walzen auch die Platte auf gleichförmige Breite aus.

Nachdem in dem vertikalen Stauchwalzgerüst die Kanten der Platte 10 geformt wurden und der Zunder abgebrochen wurde, wird der Zunder mittels Wassersprüher 21 entfernt, welche

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sich überhalb und unterhalb des Durchgangs der Platte 10 befinden, Die Platte verläuft dann zu einem Planetenwalzwerk. Dieses weist ein Paar von Zuführungswalzen 22 überhalb nnü unterhalb der Platte auf und ein Paar oder mehrere Paare von Planetenwalzen 23, welche die Platte 10 auf Blechdicke auswalzen. Das das Planetenwalzwerk verlassende Produkt in Form eines langen, durchgehenden Streifens kann wassergekühlt und auf einer herkömmlichen Haspel aufgewickelt werden« Dieses Produkt hat konvexe Tanten, so wie in Fig. 4 dargestellt ist, und kann ohne Beschneiden der Kanten verkauft werden.

Das erfindungsgejnäße Verfahren ist insbesondere für das Stauchwalzen von Platten oder Braswen geeignet,welche eine Dicke von etwa 38,1 aim bis 165,1 hm aufweisen« Die Platten können in ihrer Gußdicke kantengewalzt werden, obwohl die gegossenen Brammen oder Platten öfters eine größere Dicke aufweisen und zu einer Dicke im Bereich von 38,1 bis, 165,1 mm gewalzt werden, bevor sie in den üäraeofea 12 eingeführt werden Platten, welche dicker als 165,1 vm sind, können kantengewalzt werden, obwohl dies angesichts der Abmessungen wan der Led«tungserfordernisse der Vorrichtung oft unerwünscht ist. Die Platten sind selten dünner als 38,1 mn, wenn sie erfindungs· gemäß kantengewalzt bzw. gestaucht werden« Das Walzen dünner Platten, insbesondere wenn sie ein Höhen-Breitenverhältnis über 1O:1 aufweisen, kann ein Aufbeulen in der Dicke nahe der

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Kanten der Platte hervorrufen, so daß die Platte im Querschnitt die Gestalt eines Hundeknochens annimmt.

Die Gestalt der Stauchwalzen kann am besten in den Figuren 2 und 3 gesehen werden. Jede Walze 16 weist eine Nut 17 auf, welche durch ein Paar einwärts geneigter Flächen 25 und 26 gebildet ist. Die beiden Flächen sind durch einen abgerundeten Teil 27 miteinander verbunden. Ein Paar Bünde: 28 und 29 überhalb und unterhalb der Nut 1 7 begrenzen die Platte 10 in der Nut. Der untere Bund 29 kann, wie in der Zeichnung dargestellt 1st, einen Absatz 30 aufweisen, obwohl dieser nicht ^*5tig ist. BIe Seitenwände 31 und 32 der Bünde 28 und 29 häbea geringe Neigung und erstrecken sich von den Bünden 28 und 29 leicht geneigt radial nach innen in Richtung der Nut 17, um das Einführen einer Platte in die Nut zu erleichtern. Abgerundete Ecken 33 und 34 verbinden die Seitenwände 24 und 25 mit den angrenzenden, geneigten Flächen 18 und

Unter Bezugnahme auf Fig. 3 werden die wesentlichen Abmessungen, um die Walzen 16 betriebsfähig zu halten, genannt. Wie bereits erwähnt wurde, schließen die geneigt verlaufenden Flächen 25 und 26 der Nut 17 einen Winkel von 100 bis 130° zwischen sich ein. Dieser eingeschlossene Winkel wird in FIg. 3 mit oC/ bezeichnet. Wenn dieser Winkel

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weniger als 1OO° ist füllt das Material des Bandes den Walzendurchgang nicht aus. Wenn der Winkel oC^ größer ist als 130° dann werden die Kanten der Platte und damit die Kanten des aus der Platte hergestellten Bandes nicht genügend konvex geformt. Die Durchgangsbreite bzw. Stichbreite p, welche den Abstand zwischen den Schnittpunkten der geneigten Flächen 18 und 19 mit den angrenzenden Seitenwänden 31 und 32 der Bünde bildet, beträgt etwa 38,1 bis 171,4 mm. Die Durchgangsbreite ρ ist vorzugsweise etwas größer als die Dicke der Platte,und der Bereich der angegebenen Durchgangsbreiten ist ideal für das Walzen von Platten, welche eine Dicke von 38,1 bis 165,1 mm aufweisen. Wenn beispielsweise die Dicke der Platte 95,25 mm beträgt, dann ist die Dicke des Durchganges bzw. die Stichdicke etwa 98,55 mm.

Der eingeschlossene Winkel oL· ändert sich etwas mit der Breite ρ und wird etwas größer, wenn die Breite ρ zunimmt. Dieser Winkel ^- ist immer im Bereich von etwa 100 bis 130°, wenn die Stichbreite ρ sich im Bereich von 38,1 bis 165,1 mm befindet.

Der Radius r der abgerundeten Fläche 27, welche die geneigt verlaufenden Flächen 25 und 26 miteinander verbindet, ist im Bereich von 25,4 bis 31,75 mm. Vorzugsweise wird ein Radius r von etwa 30,2 mm verwendet. Die abgerundeten Ecken

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33 und 34 haben Radien t von etva 12,7 bis 19,0 mm, vorzugsweise 15,7 mm. Die Seiten 31 und 32 haben einen Steigungswinkel β von etwa 8 bis 12° zur Waagerechten.

Unter Bezugnahme auf Fig, 5 wird das Stauchwalzgerüst

15 und ein Antriebsmechanismus dargestellt, um die Stauchwalzen

16 anzutreiben. Die Ansicht liegt in Bewegungsrichtung der Platte, Die Stauchwalzen 16 sind drehbar in U-förmigen Walzenhalterungen 40 gelagert, von welchen sich waagerechte Arme über und unter die Walze 16 erstrecken. Die Walzenhalterung 40 an der rechten Seite ist waagerecht bewegbar, so daß der Abstand zwischen den Walzen 16 verändert werden kann« Dies macht es möglich, Platten verschiedener Breite zu walzen. Beispielsweise kann der Abstand zwischen den Walzen 40,6 cm und 81 ,2 cm betragen. Der dargestellte Mechanismus, um den Abstand zwischen den Walzen zu verändern, weist einen Gewindeschaft 41 , ein Untersetzungsgetriebe 42 und einen Motor 43 zum Antrieb des Gewindeschaftes auf. Andere Mechanismen, wie zum Beispiel ein hydraulischer Stempel, können ebenfalls verwendet werden. Beide Walzenhalterungen 40 können bewegt werden, obwohl vorzugsweise eine feststehende Walzenhalterung und eine bewegbare Walzenhalterung vorgesehen sind.

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Die Walzen 16 werden durch den in Fig. 5 dargestellten Antriebsmechanismus in Umdrehung versetzt. Ein nicht dargestellter Antriebsmotor setzt die Welle 45 in Umdrehung, welche ihrerseits ein Untersetzungsgetriebe 46 zum Herabsetzen der Geschwindigkeit antreibt. Dieses Geschwindigkeits-Untersetzungsgetriebe 46 kann in Form eines Schneckengetriebes ausgeführt werden, welches die Kraft von der einzelnen Eingangswelle 45 auf ein Paar von Ausgangswellen 47 des Untersetzungsgetriebes weiterleitet. Diese Ausgangswellen sind mittels Kreuzgelenkkupplungen 49 an Spindeln 48 angebracht. Die Spindeln 48 stehen mit ihrem Unterteil mit eiaea zweiten Satz von Kreuzgelenkkupplungen 50 in Verbindung, welche die Walzen 16 durch Hülsenkörper 51 und Walzenwellen antreiben. Die Hülsenkörper 51 und die Walzenwellen 52 haben, wie in Fig. 6 dargestellt ist, jeweils eine flache Seite, so daß sie im Eingriff miteinander stehen.

Die erfindungsgemäß gewalzten Platten können durch jedes Gußverfahren geformt sein. Es ist insbesondere von Vorteil, Platten im Stranggußverfahren herzustellen, da es sehr wirtschaftlich und wirksam ist, das Stranggiöen und das Warmwalzen in einem einzigen Verfahrensschritt durchzuführen. Das vorliegende Verfahren ist jedoch auch auf Platten anwendbar, welche aus herkömmlichem Flußstahl hergestellt sind.

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Es können erfindungegemäß die meisten Stahlsorten zufriedenstellend im Walzverfahren gestaucht "werden, KohlemstofiParme Stähle, d.h. Stähle, welche weniger als 0,12% Kohlenstoff aufweisen, sind insbesondere für dieses Verfahren geeignet. Andere Stahlsorten, einschließlich nichtrostender Stahl, können ebenfalls gewalzt werden. Es können auca Nichteisenmetalle, wie zum Beispiel Titan, einem Walzve-x-JPakren unterzogen werden.

Bas vorliegende Verfahren stellt eine Verbesserung im KLanetenwalzverfahren dar, wobei ein Produkt in Streifenform. gtioOBinen wird, welches aufgewickelt und ohne Kantenbesctom-cddem verkauft werden kann. Das erfindungsgemäße Kantemstäuchen im Walzverfahren erleichtert auch die Entfernung von Zunder und gewährleistet, daß eine in das Planetenvalzwerk einlaufende Platte gleichförmige Breite aufweistc

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Claims

Patentanmeldung: Verfahren und Vorrichtung zum Walzen einer Metallplatte in einem Planetenwalzwerk. Patentansprüche

1. Verfahren zum Walzen einer Metallplatte auf Blechdicke in einem Planetenwalzwerk, wobei normalerweise die Kanten des Produktes überwalzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Platte zwischen einem Paar von Stauchwalzen gewalzt wird, bevor die Platte auf Blechdicke ausgewalzt wird, daß sich in jeder der Stauchwalzen ein nutförmiger Durchgang befindet, welcher durch ein Paar konisch aufeinander zulaufende Flächen gebildet ist, welche jeweils an einer Kante der Platte anliegen, und daß die konisch aufeinander zulaufenden Flächen einen Winkel von 100 bis 130 zwischen sich ein-

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Patentanwälte Dipl.-Ing. Martin Licht, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Axel Hansmann, Dipl.-Phys. Sebastian Herrmann 8 MÖNCHEN 2, THERESIENSTRASSE 33 · Telefon: »2102 · Telegramm-Adr«»: lipatli/München

OppenauerBOro: PATENTANWALT DR. REINHOlD SCHMIDT

schließen, wobei die Kanten der Platte konvex gewalzt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der von den Stauchwalzen auf die Platte ausgeübte Druck genügend groß ist, um die Durchgänge in den Walzen auszufüllen, jedoch nicht groß genug, um die Breite der Platte zu reduzieren.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Walzen der Platte auf Blechdicke mit Hilfe der Stauchwalzen abgebrochener Zunder entfernt wird,

4. Vorrichtung zum Ausführen der Verfahren nach irgendeinem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung ein Paar von Stauchwalzen (16,16) aufweist, und daß jede der Stauchwalzen mit einem nutenförraigen Durchgang (17) versehen ist, welcher durch ein Paar konisch aufeinander zulaufende Flächen (25,26) gebildet ist, die einen Winkel von 100 bis 130° zwischen sich einschließen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch, gekennzeichnet, daß die größte Breite der durch die konisch aufeinander zulaufenden. Flächen gebildeten Hut im wesentlichen der Dicke der zu stauchenden Platte entspricht und von 38,1 bis 171,4 mm reicht»

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6_ο Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,

daß die konisch aufeinander zulaufenden Flächen durch einen gerkümmten Flächenbereich (27) miteinander verbunden sind, welche^einen Radius von etwa 25,4 bis 31,7 ma aufweist.

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