DE2047240C2

DE2047240C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen eines vom Kopfende über den Mittelbereich zum Schwanzende gleiche Breite aufweisenden Flachkantprofiles

Info

Publication number: DE2047240C2
Application number: DE2047240A
Authority: DE
Inventors: John Sheffield Yorkshire Dowsing; Kenneth Alfred Worksop Nottinghamshire Yeomans
Original assignee: DAVY AND UNITED ENGINEERING Co Ltd SHEFFIELD YORKSHIRE GB
Current assignee: DAVY AND UNITED ENGINEERING Co Ltd SHEFFIELD YORKSHIRE GB
Priority date: 1969-09-26
Filing date: 1970-09-25
Publication date: 1983-11-17
Also published as: ZA706482B; US3712095A; DE2047240A1; GB1316959A

Description

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Die Erfindung betrifft ein Walzverfahren nebst Vorrichtung zum Herstellen eines vom Kopfende über den Mittelbereich zum Schwanzende gleiche Breite aufweisenden Flachkantprofiles aus einem Ausgangs- M werkstück größeren Querschnitts, das in einem ersten Stich in seiner Breite und anschließend in seiner Dicke reduziert wird.

Beispielsweise aus der US-PS 34 22 656 ist es bekannt, in einem Vertikalwalzwerk an eine Bramme zunächst ein Seitenprofil anzuwalzen und sie in einem anschließenden Horizontalwalzwerk auf eine vorgegebene Dicke auszuwalzen. Es ist aus langjähriger Praxis bekannt, daß man in diesen Fällen nur mit einer kleinen Höhenabnahme im Vertikalwalzwerk arbeiten kann, wenn man den Ausschuß gering halten wilL Dieser Ausschuß hat die Form von Untermaß-Abschnitten am vorlaufenden sowie in geringerem Ausmaß auch am nachlaufenden Ende des Werkstückes. Da man im Normalfall möglichst konstante Querschnittsabmessungen des fertigen Werkstückes von seinem Kopf- bis zu seinem Fußende anstrebt und außerdem den Ausschuß gering halten will, liegt es auf der Hand, daß man bisher den Weg gegangen ist, mit kleinen Höhenabnahmen zu arbeiten.

Vor diesem Hintergrund liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Walzverfahren nebst Vorrichtung vorzuschlagen, mit denen eine Vergrößerung des Verformungsgrades des Werkstückes ohne die bisher hierdurch entstehenden Untermaße mindestens im Kopfbereich des Werkstückes möglich wird

Zur Lösung dieser Aufgabe wird das eingangs genannte Verfahren erfindungsgemäß dadurch weitergebildet, daß beim Reduzieren der Breite das Kopfendes mit einem größeren Walzspalt gewalzt wird, wobei der Walzspalt sich über die Länge des Kopfendes zum Mittelbereich hin auf das Sollmaß verringert. Alternativ kann erfindungsgemäß vorgesehen sein, daß beim Reduzieren der Breite des Kopfendes und des Schwanzendes mit einem größeren Walzspalt gewalzt wird, wobei der Walzspalt sich über die Länge des Kopfendes und des Schwanzendes zum Mittelbereich hin auf das Sollmaß verringert. Bevorzugt wird, daß die Verringerung bzw. Vergrößerung des Walzspaltes mit konstanter Geschwindigkeit vorgenommen wird.

In apparativer Hinsicht wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung nach der einleitend genannten US-PS 34 22 656 dadurch gelöst, daß vor dem Vertikalwalzwerk ein Abtaster für den Walzgutanfang vorgesehen ist und daß der Anstellvorrichtung eine von dem Abtaster ausgelöste Steuereinrichtung zugeordnet ist. Vorteilhafte Weiterbildungen dieser Vorrichtung sind den Unteransprüchen zu entnehme»..

Nun ist es zwar aus der DE-PS 9 45 838 bekannt, beim Walzen von Profilen mit in der Walzrichtung ab- bzw. zunehmender Stärke mit einer Veränderung der Anstellung während des Walzens zu arbeiten, jedoch ist das Ziel dieser Maßnahme erklärtermaßen ein sich über die Werkstücklänge ändernder Querschnitt. Genau das Gegenteil wird mit dem erfindungsgemäßen Verfahren erreicht, das das Entstehen von Ausschuß verringert und die Produktivität steigert, weil größere Höhenabnahmen als bisher möglich sind.

Mit den gegebenen Lehren ist es möglich, bei einem Durchlauf größere Reduzierungen als zuvor vorzunehmen, ohne daß die bisher beobachteten Untermaße im bekannten Umfang auftreten. Die somit erreichte Lösung der Aufgabe hat zur Folge, daß weniger vorgewalzte Profilabmessungen bevorratet werden müssen. Während bei der bisherigen Lagerhaltung vorgewalzte Profile in einer Abstufung von etwa 10 mm vorrätig gehalten wurden, kann die Abstufung nun auf beipielsweise 40 bis 50 mm umgestellt werden. Die dadurch ermöglichte starke Verringerung des Lagerbestandes führt zu einer entsprechenden Kostenentlastung.

Wird beispielsweise gegenüber einer Standard-Profilbreite eine Nettoreduzierung um 38 mm erforderlich, so muß der Walzspalt zwischen den vertikalen Walzen so eingestellt werden, daß die Breite des Flachkantprofiles um 76 bis 89 mm verringert wird, da beim Auswalzen

des Hundeknochenabschnittes beim nächsten Durchlauf durch die horizontalen Walzen wieder ein Breitenzuwachs erfolgt. In diesem Fall kann die auftretende Verjüngung am Kopfende von ungefähr 51 mm sich über 305 bis 508 mm der Profillänge erstrecken. Um das Auftreten dieser Verjüngung zu unterdrücken, werden die Walzen des Vertikalgerüstes um 51 mm weiter auseinandergestellt als zur Reduzierung um 89 mm notwendig wäre, und der Walzspalt wird über die. ersten 305 bis 508 mm der Profillänge laufend verkleinert.

Beträgt die Walzgeschwindigkeit 0,9 m pro Sekunde, dann muß die Verengung des Walzenspaltes in 03 bis 0,6 Sekunden erfolgen. Sie muß außerdem entgegen einer Walzbelastung von beispielsweise 300 Tonnen ausgeführt werden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles eines Vertikalgerüstes mit zugeordneten Steuereinrichtungen in Verbindung mit einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 ein Vertikalgerüst mit zugeordneten Steuereinrichtungen, und

Fig. 2 ein arideres Vertikalgerüst mit unterschiedlichen Steuereinrichtungen.

Das zu Fig. 1 gehörige Vertikalgerüst ist nur schematisch durch ein Paar vertikaler Walzen 12 und 13, die in ihrem jeweiligen Walzenträger 14 und 15 gelagert sind, angedeutet. Die Grundeinstellung der vertikalen Walzen 12 und 13 wird durch Schrauben 16 und 17 bestimmt, deren Gewinde von Muttern 18 und 20 umfaßt sind, welche sich am hier nicht dargestellten Walzenständer abstützen und durch einen Elektromotor angetrieben werden.

Die Schrauben 16 und 17 sind mit den Walzenträgern 14 und 15 nicht unmittelbar, sondern über je einen kurzhubigen hydraulischen Zylinder 21 und 22 verbunden, die geschnitten dargestellt sind. An beiden Walzenträgern 14 und 15 sind Rückholfedern 23 befestigt, weiche eine Vorspannung in Öffnungsrichtung des Walzspaltes erzeugen. Diese Rückholfedern 23 gleichen nicht nur vorhandenes Spiel in den Schrauben *° 16 und 17 aus, sondern sie drücken auch die Kolben der hydraulischen Zylinder 21 und 22 zurück, wenn der Druck abfällt. Die Rückholfedern 23 können jedoch auch durch Rückholzylinder ersetzt werden, die eine verhältnismäßig geringe Dauerkraft zur Überwindung von Reibung aufbringen müssen.

Ein Walzentisch, sinnbildlich dargestellt durch eine Laufrolle 24, dient der Zuführung von Werkstücken (hier ein Flachkantprofil 25) in das Vertikalgerüst und ihrer Weiterleitung.

Zu Beginn eines Walzvorganges werden die Schrauben 16 und 17 auf einen Wert eingestellt, der sich aus der gewünschten Breitenreduzierung des Flachkantprofiles und der bei unverändertem Walzspalt zu erwartenden Verjüngung zusammensetzt. Die Schrauben 16 und 17 werden also, um auf das obengenannte Beispie! zurückzukommen, so eingestellt, daß der Walzspalt 51 mm größer als für die vorgesehene Breitenreduzierung erforderlich ausfällt. Während des Wclzvorganges wird über die ersten 305 bis 508 mm der Länge des *>° Flachkantprofiles 25 der Walzspalt durch Betätigung der Zylinder 21 und 22 laufend verkleinert, so daß am Ende dieser Sirecke der Walzspalt eine Weite aufweist, die der gewünschten Breitenreduzierung entspricht. Die Betätigung der Zylinder 21 und 22 geschieht über ein ^fi5 Steuersystem, das in der unteren Hälfte von Fig. 1 dargestellt ist.

Dieses Steuersystem bewirkt eine Verminderung des Walzspaites zwischen den Walzen 12 und 13 mit einer konstanten Geschwindigkeit Die zwei Zylinder 21 und 22 sind über Leitungen 26 mit einem Steuerzylinder 27 verbunden, in dem ein Kolben 28 angeordnet ist. Dieser Kolben 28 ist über seine Kolbenstange 30 mit einer Zahnstange 31 verbunden, in deren Verzahnung ein über einen Motor 33 angetriebenes Ritzel kämmt. Nähert sich das Flachkantprofil 25 den vertikalen Walzen 12 und 13, so steuert seine Vorderkante eine hier nicht sichtbare Photozelle an und setzt damit nach einer Verzögerungszeit, welche den Abstand der Photozelle vom Walzspalt und die Vorschubgeschwindigkeit auf dein Walztisch 24 berücksichtigt, den Motor 33 in Gang. Dieser Motor verschiebt die Zahnstange 31 in der Ansicht von rechts nach links, drückt damit Flüssigkeit aus dem Steuerzylinder 27 über die Leitungen 26 in die Zylinder 21 und 22 und bewirkt somit eine Verkleinerung des Walzspaltes. Der Querschnitt vom Steuerzylinder 27 ist kleiner als die Summe der Quersdmitte der Zylinder 21 und 22, wodurch eine Kraftverstärkung erzielt wird.

Die Kolbenstange 30 trägt zwei Ringo 34 und 35, welche in Verbindung mit einem festen Anschlag 36 die Kolbenbewegung des Kolbens 28 und damit auch die der Zylinder 21 und 22 begrenzen. Der Abstand zwischen, beiden Ringen 34 und 35 entspricht der gewünschten Breitenreduzierung für das Kopfende des Flachkantprofiles 25 am Walzspalt, multipliziert mit dem Faktor der Kraftverstärkung. Dementsprechend ist die Geschwindigkeit des Motors 33 so gewählt, daß der Kolben 28 den Weg zwischen seinen beiden Endlagen in der Zeit zurücklegt, die das Kopfende des Flachkantprofiles 25 benötigt, um 305 bis 508 mm weit zwischen die Walzen 12 und 13 einzudringen. Der Anschlag 36 kann beispielsweise als Endschalter ausgeführt sein, der durch die Ringe 34 und 35 betätigt wird und den Motor 33 am Hubende ausschaltet.

Anstatt den Motor 33 mit konstanter Drehzahl laufen zu lassen, kann man diese Drehzahl nach einer vorbestimmten Kennlinie steuern und damit den zeitlichen Ablauf der Walzspaltverringerung beeinflussen. Zu diesem Zweck kann ein Fühler, in der Zeichnung schematisch als Potentiometer 37 dargestellt, mit der Zahnstange 31 verbunden und über diessn die Motordrehzahl gesteuert werden.

Andererseits kann der Motor 33 aber auch im Rückkopplungsverfahren unter gegenseitiger Abhängigkeit zwischen der Stellung des Flachkantprofils 25 und des Walzspaltes gesteuert werden. In diesem Fall wird ein Positionsfühler für das Walzprofil, beispielsweise ein über dem Walzspalt angeordneter Photozellenabtaster, benutzt, um ein von der fortschreitenden Position des Kopfteiles des Flachkantprofiles 25 abhängiges Signal tu erzeugen, während das Kopfteil sich durch die vertikalen Walzen 12 und 13 hindurchbewegt. Das so erzeugte Positionssigiial wird laufend mit eine.n Signal des Potentiometers 37 an der Zahnstange 31 verglichen und der Motor 33 dabei so gesteuert, daß bei allen Positionen, die das Flachkantprofil 25 im Walzspalt einnimmt, der Walzspalt die vorbestimmte Weite besitzt.

Es kann von Vorteil sein, anstatt der beschriebenen zwei Zylinder 21 und 22 einen einzelnen Zylinder anzuordnen, dessen Hub größer sein muß als der Einzelhub jedes der beiden dargestellten Zylinder 21 und 22.

Ferner ist es möglich, außer der vorstehend beschriebenen Walzspaltreduzierung beim Walzen des

Kopfendes eines Flachkantprofiles 25 ein entsprechendes Steuerprogramm auch für das Schwanzende vorzusehen. In diesem Fall muß der Walzspalt im Bereich des Endstückes vergrößert werden, was mit dem gleichen Steuersystem, nur mit einer in umgekehr- -, ter Richtung verlaufenden Arbeitsweise erreicht wird.

Bei dem in Fig.2 dargestellten Ausführungsbeispiel der Erfindung sind die Schrauben 16 und 17 sowie die Zylinder 21 und 22 der ersten Ausführung durch Kolben-und Zylinderanordnungen 40 und 41 ersetzt,die zwischen den beiden Walzenträgern 14 und 15 sowie dem Walzengestell angeordnet sind.

Zu jeder der beiden Kolben- und Zylinderanordnungen 40 und 41 gehört ein Weggeber 42 und 43 zur Abgabe eines Signales über Leitungen 44 und 45, r> welches die Stellung der Walzenträger 14 und 15 gegenüber dem Vertikalgerüst kennzeichnet. Die beiden Kolben- und Zyiinderanordnungen 40 und 41 werden über 1 .eilungen 48 und .50 und je pin .Striirrvrntil 46 und 47 mit Druckflüssigkeit versorgt. Das Steuerven- _><> til 46 wird über den Ausgang eines Verstärkers 51, und das Steuerventil 47 über den Ausgang eines /weiten Verstärkers 52 angesteuert. Die beiden Verstärker 51 und 52 erhalten wegabhängige Signale von dem ihnen jeweils zugeordneten Weggeber 44 bzw. 45. und r> außerdem weitere Signale, die sich auf den Sollwert für den Walzspalt beziehen. In diesen Verstärkern 51 und 52 werden damit Sollwert und Istwert des Walzspaltes miteinander verglichen und die Steuerventile 46 und 47 im Sinne ihrer Übereinstimmung angesteuert. jo

Die Sollwertsignale für die Walzspaltverstellung werden parallel auf beide Verstärker 51 und 52 über Leitungen 53 und 54 übertragen, welche einmal mit einem Handsteuergerät 55 zur Einstellung des im Mittelbereich des Flachkantprofils 25 erforderlichen η Walzspalt-Soliwertes, und außerdem mit einem Signalgenerator 56 verbunden sind, der ein Signal für die Änderungsgeschwindigkeit des Walzspaltes beim Walzen der Endbcrciche des Flachkantprofilcs 25 abgibt. Der Generator 46 wird einmal durch einen Auslöser 57. dem über eine Leitung 58 von einer Photozelle die Annäherung eines Walzprofiles gemeldet wird, und außerdem über eine Leitung 60 von einem Verzögerungsglied angesteuert, damit der Auslöser 57 den Generator 56 erst startet, wenn das Kopfende des Flachkantprofiles den Walzspalt erreicht. In diesem Augenblick beginnt der Generator 56 mit einer Sägezahnspannung, die sich während der Durchlaufzeil für die ersten 305 bis 508 min des Walzprofiles durch den Walzspalt um einen Betrag erniedrigt, welcher der erforderlichen Walzspaltreduzierung von dessen Ausgangswerl bis zu dem mittels des Handsteuergerätes 55 eingestellten Endwertes entspricht.

Der gleiche Effekt läßt sich auch mit Hilfe eines rückgekoppelten Steuersystems erreichen, in dem das Über die LeiU'ng 60 ankommende Signal viin rinom Profil-Positionsmelder ausgeht, aufgrund dessen der Signalgenerator 56 sein Signal an die Verstärker 51 und 52 weitergibt, das seinen Wert in vorbeschriebener Weise in Abhängigkeit von der jeweiligen Position des Flachkantprofiles 25 im Walzspalt ändert.

Welches der beschriebenen Steuersysteme auch gewählt wird, immer wird der Walzspalt im Bereich des Kopfendes des Flachkantprofiles so verändert, daß die sonst ir diesem Bereich beim seitlichen und anschließenden horizontalen Walzen entstehende Verjüngung ausgeglichen wird. Das Ergebnis ist ein Walzerzeugnis, welches am Kopfende in seiner Breite nicht wesentlich vom Mittelstück abweicht, so d.iß das Mittelstück nicht nachgewalzt werden muß. Eine entsprechende Behandlung erfährt auch das Schwanzende, so daß das fertige Walzerzcugnis über seine gesamte Länge hinweg eine im wesentlichen gleiche Breite besitzt.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines vom Kopfende über den Mittelbereich zum Schwanzende gleiche Breite aufweisenden Flachkantprofiles aus einem Ausgangswerkstück größeren Querschnitts, das in einem ersten Stich in seiner Breite und anschließend in seiner Dicke reduziert wird, dadurch gekennzeichnet, daß beim Reduzieren der Breite das Kopfende mit einem größeren Walzspalt gewalzt wird, wobei der Walzspalt sich über die Länge des Kopfendes zum Mittelbereich hin auf das Soilmaß verringert.

2. Verfahren nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches, dadurch gekennzeichnet, daß beim Reduzieren der Breite des Kopfendes und des Schwanzendes mit einem größeren Walzspalt gewalzt wird, wobei der Walzspalt sich über die Länge des Kopfendes und des Schwanzendes zum Mittelbereich hin auf das Sollmaß verringert

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Verringerung bzw. Vergrößerung des Walzspaltes mit konstanter Geschwindigkeit vorgenommen wird.

4. Vorrichtung mit einem Vertikal- und einem diesem nachgeschalteten Horizontalwalzwerk, bei der das Vertikalwalzwerk eine stufenlos einstellbare, kraftangetriebene Anstellvorrichtung für die Walzen aufweist, zur Ausführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Vertikalwalzwerk ein Abtaster für den Walzgucinfang vorgesehen ist und daß der Anstellvorrichtung eine von eiern Abtaster ausgelöste Steuereinrichtung (26, 27, 28, 30, 33; 51, 52) zugeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, mit einer hydraulischen Anstellvorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung einen die Anstellvorrichtung (21,22) beaufschlagende Kolben-Zylinderanordnung (27, 28) aufweist, deren Kolben- «o stange (30) elektromotorisch verstellbar ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Kolbenstange (30) zwei wegbegrenzende beabstandete Ringe (34, 35) trägt, denen ein ortsfester Anschlag (36) zugeordnet ist.

7. Vorrichtung mit hydraulischer Anstellvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuereinrichtung den Walzen (12, 13) zugeordnete wegabhängige Signalgeber (42,43) sowie einen Sollwertgeber (55, 56, 57) und einen Komparator (51,52) aufweist, dessen Ausgänge Steuerventile (46, 47) für die Anstellvorrichtung (40,41) schalten.