DE19512931A1 - Universalgerüstgruppe und Verfahren zum Walzen von stranggegossenen Vorprofilen - Google Patents

Universalgerüstgruppe und Verfahren zum Walzen von stranggegossenen Vorprofilen

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Description

Die Erfindung betrifft eine Universalgerüstgruppe zur Walzung von stranggegossenen Vorprofilen, bestehend aus einem eingangsseitig vorgesehenen, im Reversierbetrieb arbeitenden ersten Universalgerüst, einem ausgangsseitig vorgesehenen zweiten Universalgerüst und einem zwischen diesen Universalgerüsten angeordnetem Stauchgerüst, wobei der Universalgerüstgruppe ein vor dem ersten Universalgerüst angeordnetes Stauchgerüst vorgeordnet ist und das auslaufseitige Universalgerüst als Universal-Fertiggerüst ausgebildet ist.
Eine gattungsgemäße Universalgerüstgruppe ist aus der europäischen Patentschrift 02 65 757 bekannt. Ausgehend von der Überlegung, daß auf sonst übliche schwere Vorgerüste (break down-Gerüste) mit einer gegebenenfalls hohen Anzahl von Vorstichen verzichtet werden kann, wenn nicht Blöcke zu Formstahl verformt, sondern sofort stranggegossene Profile eingesetzt werden, die dem späteren Profil angenäherte Querschnitte aufweisen, sieht der Stand der Technik vor, ein Vorprofil zu verwendet, das beidseitig eines Steges bereits Verstärkungen aufweist und als "dog- bone"-Profil bezeichnet wird.
Es wird vorgeschlagen, solche Profile sofort in das erste Universalgerüst der als Kompaktwalzgruppe zusammengestellten Universalgerüste einzuführen und in mehreren Reversierstichen unter Verwendung beider Universalgerüste und des Stauchgerüstes zu einem Endprofil auszuwalzen. Nur dann, wenn aus dem stranggegossenen Vorprofil Fertigprofile mit bedeutend größeren Endabmessungsunterschieden zu walzen sind, wird ein der Kompaktwalzgruppe vorangestelltes Stauchgerüst in den Walzprozeß einbezogen, das mit Duo- Walzensätzen bestückt, gegebenenfalls reversierend betrieben werden kann. Alternativ kann dem Stauchgerüst mit Duo-Walzen ein zusätzliches Stauchgerüst mit Horizontalwalzen beigeordnet werden.
Es hat sich gezeigt, daß das Einführen der Vorprofile in die Universalgerüstgruppe Probleme bereitet, wenn es beim Stauchen der Vorprofilhöhe an den Trägerenden zu einem verstärkten Zusammendrücken der beiden Flansche des Vorprofils kommt. Die vorliegende Erfindung hat sich deshalb die Aufgabe gestellt, die Universalgerüstgruppe mit vorgeordnetem Stauchgerüst zur Walzung von stranggegossenen Profilen so zu verbessern, daß ohne den Einsatz zusätzlicher Gerüste das unkontrollierte Zusammendrücken oder Schließen der Kammer zwischen den beiden Flanschen des Vorprofiles verhindert wird und dadurch die Flanschhöhe des vorgegossenen Vorprofils in größerem Maße reduziert werden kann.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß das der Universalgerüstgruppe vorgeordnete Stauchgerüst als Universalgerüst mit angetriebenen Vertikalwalzen und mitlaufenden Horizontalwalzen ausgebildet ist.
Die Verwendung eines Universalgerüstes zum Stauchen der Vorprofile verhindert das Schließen der Kammer während der Stauchung der Vorprofilhöhe durch die in die Kammer eingreifenden Horizontalwalzen, wobei gleichzeitig eine Reduktion der Flanschdicke erfolgen kann. Das Einführen des Vorprofils in das erste Universalgerüst der Universalgerüstgruppe bereitet keine Schwierigkeiten mehr; die Anpassung des Vorprofilquerschnittes an den Einlaufquerschnitt der Universalgerüstgruppe ist leicht möglich. Das Universalstauchgerüst ist, weil nur die Vertikalwalzen angetrieben sind, relativ einfach; die Vorteile des Gerüstes rechtfertigen seinen Einsatz anstatt eines Duo-Stauchgerüstes oder zweier Stauchgerüste. Ein weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Vorprofile mit großen Stehhöhen und einer im Verhältnis dazu geringen Stegdicke beim Walzen im Universalstauchgerüst gegen Ausknicken und Ausbeulen gestützt werden. Ein enges Führen oder eine geringe Reduktion des Vorprofilsteges durch die Horizontalwalzen kann das Ausknicken des Steges verhindern. Andererseits können durch das Anstellen der Horizontalwalzen größere Stauchbeträge in der Vorprofilhöhe in einem Durchgang realisiert werden, wodurch sowohl die Anzahl der benötigten Stiche als auch die Anzahl unterschiedlicher Vorprofilkokillen weiter minimiert werden kann.
Nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß der Neigungswinkel der Horizontalwalzen im Universalstauchgerüst im Bereich des Neigungswinkels der Vorprofilflansche oder kleiner gewählt wird. Bei einem solchen Neigungswinkel wird das Eingreifen und Einziehen des Vorprofiles durch die Walzen des nachfolgenden Walzgerüstes erleichtert, indem die Flansche nach außen gestellt sind.
Vorzugsweise ist der Durchmesser der Horizontalwalzen des Universalstauchgerüstes kleiner als der Vertikalwalzendurchmesser. Durch diese Maßnahme wird die Kontaktfläche zwischen Horizontalwalze und Vorprofil möglichst gering gehalten.
Es ist vorgesehen, daß die Kontur der Horizontalwalzen und/oder der Vertikalwalzen des Universalstauchgerüstes über der gesamten Breite des Walzballens zylindrisch ausgeführt ist. Alternativ dazu kann die Kontur des Walzballens der Horizontalwalzen und/oder der Vertikalwalzen des Universalstauchgerüstes auch mit nach außen veränderlicher Neigung versehen sein. Durch den nach außen verjüngenden Konus der Vertikalwalzen wird die Krafteinwirkung auf den Steg beim Stauchen der Vorprofilhöhe verstärkt; zusätzlich wird das Einführen des Vorprofils in das nachfolgende Universalgerüst verbessert, da die Vertikalwalzen des Universalgerüstes ebenfalls einen ähnlich geformten Konus aufweisen.
In einer Weiterbildung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß die Horizontalwalzen des Universalstauchgerüstes in ihrer Breite auf unterschiedliche Kammermaße einstellbar sind. Derartig verstellbare Walzen sind an sich bekannt, mit ihnen kann die Anpassung der Walze an unterschiedliche Steghöhen vorgenommen werden, so daß der Einsatz des Universalstauchgerüstes wesentlich erweitert werden kann.
Die Einstellung der Breite der Horizontalwalzen kann in einfacher Weise durch Abstandsscheiben verändert werden, auch ist die Verstellung der Horizontalwalzenbreite mechanisch oder hydraulisch denkbar.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß der Durchmesser des mittleren Walzballens der Horizontalwalzen des Universalstauchgerüstes kleiner als der Durchmesser der Walzballenränder ausgeführt ist. Durch diese Maßnahme wird der Erscheinung entgegengewirkt, daß durch hohe Stauchbeträge der Vorprofilhöhe zwischen den Vertikalwalzen eine starke Verdickung des Steges und daraus resultierend hohe Horizontalkräfte beim Kontakt des Steges mit den Horizontalwalzen auftreten. Wird der Durchmesser des mittleren Walzballens der Horizontalwalzen kleiner ausgeführt als die Außenränder, so wird die Kontaktfläche der Horizontalwalze mit dem Steg des Vorprofiles verkleinert.
Das Universalstauchgerüst kann sowohl in Linie mit der Universalgerüstgruppe angeordnet sein, als auch in einer parallelen Walzlinie seitlich versetzt zu der Universalgerüstgruppe vorgeordnet sein.
Ein Verfahren zum Walzen von Fertigprofilen aus einem Vorprofil mittels einer im Reversierbetrieb arbeitenden erfindungsgemäßen Universalgerüstgruppe ist dadurch gekennzeichnet, daß die Steghöhe und gegebenenfalls die Flanschdicke und/oder Stegdicke in einem ersten Stauchstich auf dem Universalstauchgerüst und unter Verwendung des ersten Universalgerüstes und des nachfolgenden Stauchgerüstes in vorzugsweise drei Durchgängen ausgewalzt wird und im folgenden Walzstich unter Einsatz des Universal- und Stauchgerüstes der Universalgerüstgruppe mindestens ein weiterer Stauchstich durchgeführt wird, an den sich ein Fertigstich unter Einsatz der gesamten Universalgerüstgruppe anschließt.
Mit der erfindungsgemäßen Universalgerüstgruppe und dem vorgeschlagenen Verfahren zum Betreiben dieser Walzgerüstanordnung ergibt sich ein besonders wirtschaftliches und exaktes Auswalzen von Vorprofilen zu Fertigprofilen, wobei das erfindungsgemäße Universalstauchgerüst der Anpassung der Abmessungen des vorgegossenen Vorprofiles für die Walzung von Trägern und ähnlichen Profilformen in der nachgeordneten Universalgerüstgruppe dient. Ein unkontrolliertes Zusammendrücken oder Schließen der Kammer zwischen den beiden Flanschen des Vorprofils kann auch bei großen Reduktionen nicht auftreten, so daß mit dem Universalstauchgerüst eine problemlose Anpassung auch solcher Vorprofile an die Stichfolge der Universalgerüstgruppe vorgenommen werden kann, die sich stark von dem Querschnitt des Vorprofils unterscheiden.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben:
In Fig. 1 ist eine Walzgerüstanordnung dargestellt, bei der das erfindungsgemäße, mit UE bezeichnete Universalstauchgerüst in einer separaten Walzlinie der Universalgerüstgruppe vorgeordnet ist, die aus dem ersten Universalgerüst UR, dem Flanschenstauchgerüst HE und dem Universalfertiggerüst UF besteht. Das Universalstauchgerüst zum Vorwalzen des Vorprofiles 1 ist mit angetriebenen Vertikalwalzen 2 und nicht angetriebenen Horizontalwalzen 3 ausgerüstet und wird ggfs. im Reversierbetrieb betrieben. Wie in der Darstellung der unteren Zeichnungshälfte erkennbar, sind die Horizontalwalzen 3 durch Abstandsscheiben 4 in der Ballen breite veränderbar; die Neigungswinkel der Flanken 5 der Horizontalwalzen sind dem Flankenwinkel 6 des Vorprofiles weitgehend angepaßt und halten die Kammer des Vorprofils 1 auch beim Stauchvorgang offen, so daß das Vorprofil problemlos in das erste Universalgerüst UR eingeführt werden kann. Aus der Zeichnungsfigur des Universalstauchgerüstes ist ebenfalls erkennbar, daß der Durchmesser des mittleren Walzballens der Horizontalwalzen 3 kleiner als die Außenränder ist, so daß die Kontaktfläche der Horizontalwalze mit dem Steg des Vorprofils 1 geringer wird. Dadurch werden die beim Stauchen des Vorprofils 1 über die Vertikalwalzen 2 möglicherweise auftretenden Kräfte auf die Horizontalwalzen minimiert.
Während die Horizontalwalzen das Schließen der Kammer während der Stauchung verhindern, werden gegebenenfalls die Flansche in ihrer Dicke reduziert. Hohe Stauchbeträge können dabei auch eine Vergrößerung der Stegdicke zur Folge haben, der durch eine Reduktion der Stegdicke mittels der Horizontalwalzen entgegengewirkt wird.
Das Auswalzen des im Universalstauchgerüst vorgewalzten Vorprofils in der Universalgerüstgruppe UR, HE, UF erfolgt in herkömmlicher Weise, wobei im ersten Universalgerüst UR und anschließendem Flanschenstauchgerüst HE in mehreren Stichen reversierend bei schräggestellten Flanschen gewalzt wird, während im Fertiggerüst UF in einem letzten Walzstich bei gleichzeitigem Geradestellen der Flansche das Fertigprofil erstellt wird.
In der Fig. 2 ist eine Anordnung des Universalstauchgerüstes in Linie mit der Universalgerüstgruppe dargestellt und gleichzeitig angegeben, in welcher Stichfolge die Walzung des Fertigprofiles erfolgt. Erkennbar wird das gegossene Vorprofil zunächst im Universalstauchgerüst UE vorgewalzt, wobei gleichzeitig Flansche und Steg reduzierend bearbeitet werden. Das Vorprofil läuft unmittelbar in das erste Universalgerüst UR und das nachfolgende Flanschenstauchgerüst HE ein, wird in einem Reversierstich mindestens im ersten Universalgerüst UR und im Flanschenstauchgerüst UE erneut reduzierend verformt, um in einem letzten Stich im Universalstauchgerüst UE mit anschließender Walzung im ersten Universalgerüst UR und Flanschenstauchgerüst HE weitergewalzt zu werden. Der vierte Stich durchläuft das Universalstauchgerüst im geöffneten Zustand, d. h. ohne Reduktion nur unter Verwendung des Flanschenstauchgerüstes HE und des ersten Universalgerüstes UR. Im letzten Stich werden dann alle Gerüste der Universalgerüstgruppe UR-HE-UF eingesetzt, um im Universalfertiggerüst UF dem Profil seine endgültige Abmessung zu geben.
Das erfindungsgemäße Universalstauchgerüst ist auch als Vorgerüst für eine Kontigruppe aus mehreren Universal- und Flanschenstauchgerüsten geeignet, die für das Walzen kleiner endabmessungsnah gegossener Vorprofile in Betracht kommen kann.

Claims (12)

1. Universalgerüstgruppe zur Walzung von stranggegossenen Vorprofilen, bestehend aus einem eingangsseitig vorgesehenen im Reversierbetrieb arbeitenden ersten Universalgerüst, einem ausgangsseitig vorgesehenen zweiten Universalgerüst und einem zwischen diesen Universalgerüsten angeordnetem Stauchgerüst, wobei der Universalgerüstgruppe ein vor dem ersten Universalgerüst angeordnetes Stauchgerüst vorgeordnet ist und das auslaufseitige Universalgerüst als Universalfertiggerüst ausgebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß das der Universalgerüstgruppe (UR-HE-UF) vorgeordnete Stauchgerüst als Universalstauchgerüst (UE) mit angetriebenen Vertikalwalzen (2) und mitlaufenden Horizontalwalzen (3) ausgebildet ist.
2. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß der Neigungswinkel der Horizontalwalzen (3) im Universalstauchgerüst (UE) im Bereich des Neigungswinkels der Vorprofilflansche (1) oder kleiner gewählt wird.
3. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Horizontalwalzen (3) des Universalstauchgerüstes (UE) kleiner als der Vertikalwalzendurchmesser ist.
4. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Horizontalwalzen (3) und/oder der Vertikalwalzen (2) des Universalstauchgerüstes (UE) über der gesamten Breite des Walzballens zylindrisch ausgeführt ist.
5. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kontur der Horizontalwalzen (3) und/oder der Vertikalwalzen (2) des Universalstauchgerüstes (UE) über die Breite des Walzballens mit nach außen veränderlicher Neigung ausgeführt ist.
6. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Horizontalwalzen (3) des Universalstauchgerüstes (UE) in ihrer Breite auf unterschiedliche Kammermaße einstellbar sind.
7. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellung der Breite der Horizontalwalzen (3) durch Abstandsscheiben (4) erfolgt.
8. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstellung der Breite der Horizontalwalzen (3) mechanisch oder hydraulisch erfolgt.
9. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des mittleren Walzballens der Horizontalwalzen (3) des Universalstauchgerüstes (UE) kleiner als der der Walzballenränder ausgeführt ist.
10. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet daß das Universalstauchgerüst (UE) in Linie mit der Universalgerüstgruppe (UR-HE-UF) angeordnet ist.
11. Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1 bis 9 dadurch gekennzeichnet, daß das Universalstauchgerüst (UE) in einer parallelen Walzlinie seitlich versetzt der Universalgerüstgruppe (UR-HE-UF) vorgeordnet ist.
12. Verfahren zum Walzen von Fertigprofilen aus einem Vorprofil mittels einer im Reversierbetrieb arbeitenden Universalgerüstgruppe nach Anspruch 1 und 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Steghöhe und gegebenenfalls die Flanschdicke und/oder Stegdicke in einem ersten Stauchstich auf dem Universalstauchgerüst und unter Verwendung des ersten Universalgerüstes und des nachfolgenden Stauchgerüstes in vorzugsweise drei Durchgängen ausgewalzt wird und im folgenden Walzstich unter Einsatz des Universal- und Stauchgerüstes der Universalgerüstgruppe mindestens ein weiterer Stauchstich durchgeführt wird, an den sich ein Fertigstich unter Einsatz der gesamten Universalgerüstgruppe anschließt.
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