-
Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von Grobblechen durch Walzen
Die Erfindung beschäftigt sich mit einem Verfahren und der zu dessen Ausübung erforderlichen
Vorrichtung zum Herstellen von Grobblächen durch Walzen. Grobbleche, d.h. Bleche
in Stärken von etwa 100 mm abwärts bis zu et wa 5 mm werden In-der
Regel auf Grobblechwalzstraßen er ze ugt..Bei der Neuerätellung von Blechwalzwerksanlagen
führen die in den letzten Jahren gestiegenen Anforderungen hinsichtlich Güte, Oberflächenbeschaffenheit
und Toleranz zu teuren Walzstreißen mit, Vierwalzengerüsten. Der Betrieb solcher
Walzgerüste erfordert beim Auswalzen von schweren Rohbrammen zu Fertigblechen ein
häufiges Nachschleifen .der Arbeitswalzen, um eine gute Oberflächenbeschaffenheit
des Produktes zu sichern. Die Erzeugung großer Mengen Grobblechewird im betrieblichen
Ablauf durch das häufige Wechseln der Walzen beeinträchtigt.-Wenn der Erzeugung
jedoch eine geringe Jahresproduktion zugrundegelegt werden soll"ist es auch, -möglich"
k-leinere Rohbrammen zu wählen. Für eine solch einfache Walzstraße wurdin in der
Vergangenheit Duo- oder Trio-Gerüste eingesetzt.-Bei der Wahl kleinerer Rohbrammen
Ist im Durchschnitt die Länge der fertigen"(,
Bleche gering. Zwar
gestalten sich die vorzusehenden Adjustage-Einrichtungen infolge der kleineren Bemessung
der Warmlager, Rollgänge und Verlade-Einrich-. tungen im Preis niedrig und der Aufwand
für die Ofen-Einrichtung vor der Straße wird geringer, jedoch ist mit der Planung
einer Blechstraße für eine geringe Jahresproduktion bei möglichst geringen Anschaffungskosten
eine Beeinträchtigung der Wirtschaftlichkeit und Güte des Erzeugnisses bisher nicht
zu umgehen gewesen.
-
--Neben einer geringen Blechlänge unter Zugrundelegung kleinerer Rohbrammen
ist der Einfluß metallurgischer Gesichtspunkte von wesentlicher Bedeutung. Das Argument
einer gleichmäßg erwärmten, den Walzprozeß zuzuführenden Rohbramme erweist sich-bei
genauer Untersuchung als zweifelhaft. Der Erfolg des Arbeitsergebnisses mißt sich
an guter Maßhaltigkeit des Bleches über die-gesamte Länge, ferner an den im Material
herrschenden Spannungszuständen, außerdem an einer möglichst zunderfreien Oberfläche
und schließlich am Gefüge, das gut normalisiert und von kleiner Korngröße sein soll.
Diese Anforderungen lassen sich jedoch nur dann erreichen, wenn der Temperaturverlauf
des Walzgutes sehr genau nach einem Plan während des Walzens eingehalten werden
kann. Gering-e-Temperaturabweichungen führen bereits zu unterschiedlicher Festigkeit
des Werkstoffes, d.h. zu schwankendem Verformungswiderstand, was sich in einer dauernd
wechselnden Antriebsleistung der einzelnen Gerüste äußert. Die Endtemperatur des
Bleches soll so gehalten sein,-daß sich die-Temperätur-ih einem-Bereich bewegt.,
in dem die Feinkornbildung 6egünstig't wird. Je nach Kohlenstoffgehalt und den meisten
Legierungselementen des Stahls ergeben sich für jed en Werkstoff andere Temperatur-Endbereiche.
Das
aus einer Rohbramme hergestellte Blech erfordert unterschiedliche Temperaturen an
Kopf und Ende, weil der ungeteilte Block-der Rohbramme im Kopf Seigerungen aufweist,
so daß bei durchweg gleicher Temperatur das Blech am*Blockkopfende härter als am
Blockfußende wäre. Die SiEuerung der Temperatur ist beim-bekannten Blechherstellungsverfahren
eine besondere Schwierigkeit. Da die Endtemperaturen beim Walzen einen großen Einfluß
auf die Gefügebildung ausüben" ist eine Staffelung der Temperaturen unerläßlich.
Zum Stand der Technik gehört die Erkenntnis, zur Erzielung der richtigen Endwalztemperatur
eine schnelle und kräftige Vorstraße einzusetzen, die das Vorband mit ausreichend,hoher
Temperatur an die Fertigstraße heranbringt. Bei Ab-
weichungen unter einer
gerade noch zulässigen-Grenze kann dieHaspeltemperatur hinter der Fertigstraße keinesfa-lls
erreicht werden, dann ist auch das Gefüge nur mangelhaft ausgebildet. Bleche solcher
Erzeugung genügen oft nicht den vorgeschriebenen technologischen Eigenschaften-hinsichtlich
Streckgrenze, Kerbschlagzähigkeit und Biegefähigkeit. Der Erfindung liegt als Aufgabe
die Verknüpfung von vielfältigen Erfordernissen der Güte des Erzeugnisses, der Wirtschaftlichkeit
der Anlage und einer anpassungsfähigen Kapazität, ausgehend von kleinsten Mengen
bis zu einer Höchstleistung, zugrunde. Abweichend vom gesämteih bisher#ig-en Blockwalzen
zur Herstellung von Grobblech . en I aus einer Ahen, mit Zunder behafteten
Bramme beli eb iger #Gröl#ie w-i*-l#d -e>rfindungsgem;g.ß-vorgeschlagen, daß ein
br.ann#härt-iüej#'GießstrahL. vor Eintritt in eine Verför-m-Urigssttecl"Li all'-seitig
von
oxydischen oder nicht metallischen Verunreinigungen bzw. Oberflächenmängeln befreit
und aus der Gießhitze heraus bei normaler Gießgeschwinidigkeit in kleinen Einzelschritten
oder einem Gesamtschritt bis auf die Stärke des Bleches gepreßt und gl.eichzeitig
gestreckt wird. Beim neuen Verfahren wird also nicht ein Zwischenprodukt sondern
bereits das fertige Grobblech oder ein für das Fertigwalzen bestimmtes Blech in
der gewünschten Stärke erhalten. Dieses neue Ergebnis bringt aber auch eine unkompliziertere
Temperatursteuerung mit sich und damit eine höhere Genauigkeit im Einhalten der
Endtemperaturen beim Einlauf in eine Fertigstraße. Ein Vorteil vo-n nicht zu unterschätzender
Bedeutung besteht in einer kürzeren Arbeitszeit bei verringertem Wärmeaufwand. Die
Kostenersparnis betrifft außer dem verminderten Energieaufwand auch die Beseitigung
von bisherigen Kühlzeiten bis zum Strippen der Rohbrammen, deren Wiederaufheizen
und einer gewissen Pufferung einsatzfähiger Blöcke. Schließlich bewirkt das Walzen
des Stranges mit flachem Querschnitt bis zur Grobblechstärke auch eine Qualitätsverbesserung
des Bleches, weil durch den Walzdruck der Strangkern verdichtet wird, so daß ein
nahezu homogenes Gefüge erhalten werden kann. Während das-erfindungsgemäße Verfahren
eine totale Reinigung des Stranges vor dem Walzen gestattet, sei es durch Flämmen,
Hobeln, Schleifen oder dergleichen, sind die Zunderbeläge der Rohbrammen stets für
die beim gewöhnlichen Walzen auftretenden Oberflächenmängel wie beispielsweise eine
gewisse Rauhigkeit des Endproduktes von Nachteil gewesen.
Die Schwierigkeiten
des Entzunderns gelten bei dem bekannten Grobblechwalzverfahren auch heute nicht
als überwunden. Es werden immer höhere Anforderungen an die Oberflächen des Erzeugnisses
gestellt. Das Endprodukt soll beispielsweise als absolut glattes Band mit einem
Rauhigkeitsgrad, der sich möglichst unter 20 My bewegt, vorliegen. Die Voraussetzungen
einer guten Oberfläche der Rohbrammen löst die Erfindung beim Gießstrang dadurch,
daß dieser bereits während oder kurz nach dem Oberflächenreinigen vor der Verformungsstrecke
ständig von einem den Luft-Sauerstoff bzw. den Luft-Stickstoff verdrängenden Gas
umspült und gleichzeitig ein weiteres Abkühlen der äußeren Strangzone verhindert
wird. Die Erfindung gestattet somit, die Steuerung der Temperatur und die Vermeidung
von Oxydation zugleich zu'bewirken. Die bisherigen Anlagen zur Grobblecherzeugung
sind zur Walzung in zwei verschiedenen Richtungen ausgelegt. Beim Stranggießen ist
ein Reversieren eines Streifens jedoch nicht möglich, aber auch nicht notwendig,
weil mit dem fortlaufenden Bilden des Stranges ein kontinuierliches Erzeugen des
Grobbleches verbunden ist. Die Ausnutzung einer besseren Beherrschung der jeweils
notwendigen Temperatur erlaubt dann das Verformen des Stranges, wobei als Mittel
zur Querschnittsabnahme eine Verformungsmaschine dient.deren Walzbewegungen ein
rückstaufreies Pressen und Strecken des Gießstranges in Strangbewegungsrichtung
gestattet. Zu den Vorteilen.der ununterbrochenen Blecherzeugung, der feinregelbaren
Temperatur tritt nunmehr noch die Möglichkeit der Beeinflussung der Gefügedichte
und der Unterstützung einer günstigen Kornausbildung.
Die beim Stranggießen
bisher auftretenden Schwierigkeiten, den Strang zwischen langsam laufenden Walzen
zu verformen, lassen sich wesentlich durch eine bessere Oberfläche und eine Temperaturzunahme
in besonders abkühlungsgefährdeten Außenzonen des Stran-querschnittes vermeiden.
Die Erfindung schaltet zu diesem Zweck vor dem ersten VerformungswalAnpaar eine
Flämmvorrichtung zumindest für die Breitseiten des brammenartigen Gießstranges vor.
In Strangbewegungsrichtung aufeinanderfolgend angeordnet ist gemäß der weiteren
Erfindung eine Flämmvorrichtung, ein Treibwalzgerüst, eine Schwingrollmaschine,
ein Glättwalzgerüst gegebenenfalls eine Maschine für das Besäumen der Kanten sowie
eine Trennvorrichtung zum Zerteilen des Bleches. Damit werden auch Stoßöfen, Warmhalteöfen
und dergleichen überflüssig. Auch die bisherige Walzstraße mit den herkömmlichen
Gerüsten ist beim Gießwalzen von Blechen nicht mehr erforderlieh. Inäer Regel brauchen
weniger Gerüste, unter Umständen nur ein bis zwei eingesetzt zu werden. Die speziellen
Maschinen arbeiten mit Reduktionswalzen, Schwingrollen oder ähnlichen auf vorgeschriebenen
Bahnen bewegten Walzenkörpern. Gegenüber den bekannten Grobblechwalzstraßen ist
die Kostenersparnis eine doppelte. Einmal ergibt sich ein Gewinn in vermindertem
Wärmeaufwand., zum anderen durch vermindertes Anlagenkapital. Jegliche Einrichtung,
die bisher mit der Materialpufferung zwischen Öfen und Gerüsten zusammmhing, kann
entfallen. Die Anlage wird deshalb auch kompakter. Das Ausbringen an brauchbarem
Material erhöht sich zunächst durch Entfallen der bisherigen Schopfenden eines zur
Blechlänge gewalzten Blockes. Auch weitere Maßnahmen können geeignet sein, das Ausbringen
zu erhöhen. Wenn beim bisherigen Grobblech-Herstellungsverfahren das Einwalzen von
Zunder nicht.ganz zu vermeiden war,
dann wird erfindungsgemäß auch
dieses Problem gelöst, indem ein den Strang zumindest auf dem Weg bis hinter die
Schwingrollmaschine umgebendes Gehäuse vorgesehen ist, mit einem oder mehreren Anschlüssen
für ein inertes Spülgas, dessen Zufuhr so regelbar ist, daß an der Eintrittsöffnung
für den Gießstrang ein geringer Überdruck des Spülgases gegenüber der Luftatmosphäre
aufrechterhaltbar ist. Der 3rang durchläuft also berührungsfrei die Öffnungen, so
daß nach einem Oberflächen-Reinigen keine neue Zunderschicht entsteht. Gleichzeitig
wird verhindert, daß Luft-Sauerstoff innerhalb der kritischen Zone zutreten kann.
Diese zusätzliche Verbesserung der Erfindung ist umso mehr von Bedeutung, als nicht
nur Oxydation ausgeschaltet werden kann, sondern gleichzeitig mit einem Gas wie
beispielsweise einem sogenannten Edelgas die Steuerung der Temperaturzu- oder -abnahme
erfolgt. Ungeachteit dessen, daß nunmehr fiber(iasschleier die Verformungsstrecke
des Gießstranges hermetisch abgeschlossen ist, sieht die Erfindung deshalb vor,
daß zusätzlich an das Gießstranggehäuse ein Kreislauf für das Inert-Gas angeschlossen
ist, innerhalb dessen gegebenenfalls eine Spülgas-Kühleinrichtung und/oder eine
Reinigungseinrichtung liegen. Eine Temperaturregelung des Spülgases kann dazu beitragen,
eine konstante oder veränderbare Temperatur innerhalb des Gehäuses aufrechtzuerhalten.
In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung schematisch dargestellt
und im Folgenden näher erläutert: zeigt die Vorrichtung zur Erzeugung von Grobblechen
in Seitenansicht.,
Fig. 2 gibt eine Draufsicht zu Figur
1 wieder, Fig. 3 stellt in Seitenansicht stark vereinfacht die Schwingrollmaschine
dar, Fig. 4 ist eine andere Ausführungsform der Schwingrollmaschine, Fig.
5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Schwingrollmaschine., Fig.
6 gibt die Seitenansicht mehrerer hintereinander angeordneter, in gegenseitiger
Abhängigkeit arbeitender Verformungseinheiten wieder.
-
Aus Figur 1 ist ersichtlich, daß der flüssige Stahl von einer
Gießpfanne 1 (Figur 2) über die Gieß- oder Verteilerrinne 2 der Schwingkokille
3 zugeführt wird. Der Strang 4 durchläuft im Ausführungsbeispiel einen kreisbogenförmigen
Weg auf dem er durch die Rollen 5
gestützt bzw. geführt wird. Zwischen den
Stützrollen 5
erfährt der Strang eine Kühlung,-so daß er allmählich erstarrt.
Durch eine Flämmvorrichtung 6 werden Ober-und Unterseite von Verunreinigungen,
Fremdkörpern und dergleichen befreit, so daß den Treibrollen 7 der Strang
bereits mit sauberer Oberfläche zuläuft. Die Treibrollen 7 schließen den
etwa noch vorhandenen Sumpf im Str-anginnern, der zumindest von den Treibrollen
7 ab als durcherstarrt gelten kann. Dem Treibwalzengerüst 8 ist in
Stranglaufrichtung eine Schwingrollmaschine 9 nachgeschaltet, in der der
Strang 4 auf die gewünschte Blechstärke heruntergewalzt, in der Regel auf Stärken
zwischen 20 und 30 mm, gepreßt und gestreckt wird, da dies die gängigsten
Sorten sind.
-
Das fertige Blech 10 schneidet die Schere 11 in Tafeln,
die-auf den Rollgang 12 gelangen. Die Tafeln 13 können
in
an und für sich bekannter Weise weiterbefördert werden. Wenn hohe Anforderungen
an die Oberflächengüte der Grobbleche gestellt werden, steht nichts Im Wege, zwischen
dem Treibwalzgerüst 8 und der Schere 11
ein Glättwalzgerüst einzuschalten,
welches bei einer Durchlaufgeschwindigkeit des Walzgutes arbeitet, die entsprechend
der Dicken-Verminderung vom Strang 4 zum Blech 12 größer ist als die Stranggeschwindigkeit.
Auch eine Besäumschere kann vor der Tafelschere 11
angebracht werden. Die
Tafelschere 11 Ist mit dem Strang beweglich vorgesehen.
-
Während bisher zur Herstellung von Grobblechen noch Immer eine Stranggießanlage
und ein nachgeschaltetes Grobblechwalzwerk erforderlich#ar, wird nunmehr durch die
Schwingrollmaschine 9, durch vorheriges Flämmen und gegebenenfalls durch
Nacharbeit (Glätten) in einer einheitlichen Vorrichtung'ein fertig verkaufsfähiges
Grobblech erzeugt, wobei die Herstellungskosten entsprechend sehr stark herabgesetzt
werden können. Der Wärmeaufwand ist geringer, der Raumbedarf wird ebenfalls vermindert,
die Anlagekosten sinken und dementsprechend ist die kapitalmäßige Belastung des
Erzeugnisses wesentlich geringer als früher.
-
Fig. 3 zeigt die Schwingrollmaschine 9 In ihren Einzelheiten.'An
der Stelle 14 weis t der Strang 4 den Ausgangsquerschnitt auf, der bei
15 über eine längere Verformungsstrecke bis auf die Grobblechdicke
16 geführt wird. Hierzu dient eine Arbeitswalze 17, die In einem Träger
18'mittels der Achse 19 umlaufend gelagert Ist. Der Träger,18 erhält einen
schwingenden Antrieb von der Schubstange 20., die exzentrisch bei 21 über eine Achse
an die Antriebsscheibe 22 angelenkt
ist. Die Anstellbewegung beim
gezeigten Beispiel vollzieht die Exzenterscheibe 23, welche mittels der Achse 24
exzentrisch an den Träger 18 Anschluß besitzt. LD Bei Drehung der Scheibe
23 in Abhängigkeit der Bewe-CD gung der Antriebsseheibe 22 vollführt demnach
die Arbeitswalze 17 eine in Stranglaufrichtung und quer dazu gerichtete Bewegung,
die absolut zum Strang eine Reci.
-
duktion des Querschnittes bewirkt.
-
Die Abhängigkeit der Antriebe für die Scheibe 23 zur Antriebsseheibe
22 ist beim Ausführungsbeispiel derart gegebens-daß zwischen beide eine Antriebsrolle
25
gelegt ist, die gleichzeitig die erforderlichen gegenläuf-igen Bewegungen
bezüglich der einzelnen Drehrichtungen überträgt. Die Erfindung schließt nicht aus,
sowohl kleinere Einzelantriebe der Antriebsscheibe 22 und der Rolle 25 zuzuordnen
als auch von einem Hauptantrieb auszugehen.
-
Die Anordnung der Exzenterscheibe 23 als Anstellmittel gestattet
ferner die Lagerung einer Stützwalze 26, die während der gesamten Umlaufzeit mit
der Arbeitswalze 17 in Berührung steht.
-
Die Erfindung schließt nicht aus, verschiedene Getriebe für die Erzeugung
einer geeigneten Reduzierbewegung der Arbeitswalze 17 vorzusehen, wobei der
Kurvenverlauf 27 auch einstellbar vorgesehen werden kann. Zur Erfindung gehören
demnach auch verstellbare Getriebes sei es eine solche Art, die vor Arbeitsbeg1nn
eingestellt wird oder eine andere Art, die gestattet, die Verstellung während des
Verformungsarbeitsganges-vornehmen zu können.
Die Erfindung gestattet
außerdem vielerlei Ausführungsformen von Antrieben, mit denen eine Reduzierbewegung
mit einer einze2nen Arbeitswalze 17 ausgeführt werden kann. Beispielsweise
können die Achsen 19 der Walze 17
mit besonderen r1itteln in festgelegten
oder veränderbaren Bahnen bewegt werden. Insbesondere lassen sich solche Getriebe
über Koppelgetriebe besonderer Bauart verwirklichen.
-
Von besonderem Wert ist auch eine andere Maßnahme.. die vorsieht,
die Exzentrizität der Antriebsseheibe 22 durch Verstellen einer nicht näher gezeigten
Lagerbuchse 28 zu verändern, um dadurch zu anderen Kurven 27
zu gelangen.
-
Eine weitere Möglichkeit für eine Schwingrollmaschine, deren Walzenbewegung
ein rückstaufreies Pressen und Strecken-des Gießstranges in Strangbewegungsrichtung
gestattet, Ist in den Figuren 4 und 5 gezeigt. Neben den Treibwalzen
7, die zur Schließung des Sumpfrestes dienen ? sind weitere Exzenterwalzen
29 vorgesehen, die synchron angetrieben, um eine feste Achse 30 rotieren.
Die Rotationsgeschwindigkeit ist auf die Streckung des Stranges sowie auf die Gießgeschwindigkeit
abgestimmt. In Figur 5 läuft die Arbeitswalze 17 drehbar, aber antreibbar
gelagert an einem Hebel 31 umderselbst um die feste Achse 30 rotiert.
Es ist möglich, eine ortsfeste Stützwalze 32 anzuordnen, die auf die Drehrichtung
der Arbeitswalze 17 abgestimmt ist.
In beiden Ausführungsbeispielen
gemäß den Figuren 4 und 5 sind Anstellvorrichtungen 33 gegeben, mittels
deren die einzelnen Grobblechdicken im voraus festzulegen sind.
-
Während in den Ausführungsbeispielen nach den.Figuren 3 bis
5 nur eine einzige Schwingrollmaschine mit im wesentlichen einem Paar von
Arbeitseialzen gezeichnet ist, beinhaltet das Ausführungsbeispiel nach Figur
6,
mehrere Verformungseinheiten 34 hintereinander-zuschalten und im abhängigen
Lauf zu betreiben. Die Querschnittsabnahme innerhalb eines der Gerüste 34 ist auf
die nachfolgende derartig abgestimmt, daß ein rückstaufreier Zug auf den Strangabschnitt
jeweils zwischen zwei Gerüsten ausgeübt werden kann.
-
Gemäß dem Ausführungsbeispiel nach Figur 1 besteht die Möglichkeit,
den Strang 4 mit den verschiedenen Vorrichtungen 6 bis 9 innerhalb
eines Gehäuses 35 unterzubringen, d.h. lediglich für dessen Ein- und Austrittsstellen
36 und 37 Öffnungen vorzusehen, an denen Düsen 38 für ein Inertes
Spülgas wie beispielsweise Argon den Eintritt der Luft verhinderia. Das Innere des
Gehäuses 35 selbst kann von dEm selben Spülgas durchströmt werden, das über
die Anschlüsse 39 und 40 zu-bzw. abgeführt wird. Diese Maßnahmen verhindern
ein Zutreten des Luft-Sauerstoffes oder anderer Bestandteile der Luft, die in die
Oberfläche des-gereinigten Gießstranges 4 eintreten könnten. Zwischen den Anschlüssen
39 bzw. 40 kann dann noch eine weiter nicht gezeigte Spülgas-Kühleinrichtung
und/oder eine Reinigungseinrichtung eingeschaltet sein.