DE2105537C3

DE2105537C3 - Vorrichtung zum Warmkalibrieren von Walzgut

Info

Publication number: DE2105537C3
Application number: DE19712105537
Authority: DE
Inventors: Heinz 6601 Fischbach Goettel; Hans-Eberhard Dr.-Ing. 6620 Voelklingen Moebius; Sorayapur Dr.-Ing. 6620 Voelklingen Soraya
Original assignee: Stahlwerke Roechling - Burbach 6620 Voelklingen GmbH
Current assignee: Stahlwerke Roechling - Burbach 6620 Voelklingen GmbH
Priority date: 1971-02-06
Filing date: 1971-02-06
Publication date: 1979-01-04
Also published as: DE2105537A1; DE2105537B2

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Warmkalibrieren von stabförmigem Walzmt beim Warmwalzen im Fertigungsfluß einer kontinuierlichen Walzenstraße, bei der hinter dem Fertigwalzgerüst eine Matrize angeordnet ist und das warmzukalibrierende, stabförmige Walzgut von den Walzen des Fertigwalzgerüstes durch die Matrize hindurchgestoßen wird. Die Erfindung geht dabei von dem durch die DE-OS 15 27 725 gegebenen Stand der Technik aus.

Um die Verarbeitungskosten, die beim Weiterverar beiten von Warmwalzgut anfallen, zu reduzieren, wird allgemein angestrebt, das Walzgut mit möglichst kleinen Toleranzen warm zu walzen. Die bisherigen Vorschläge und Verfahren, die dieses Ziel verfolgen, basieren auf einer Umformung durch Walzen. Dabei wird im Fluß des konventionellen Walzens nachgewalzt. Es handelt sich stets um eine Umformtechnik, für die zumeist ein selbständiger Antrieb eingesetzt wird (ATPS 2 84 042). Diese Art zu arbeiten, ist aufwendig und bewirkt nur eine gewisse Einengung der Toleranzen.

Aus der DE-OS 15 27 725 ist weiterhin bekannt, das warmgewalzte Gut mit Hilfe einer Kalibriermatrize mit durch Walzen begrenzter Matrizenöffnung nachzukalibrieren, die nicht angetriebene Walzen hat. Auch diese Vorrichtung läßt nur ein begrenztes Einengen der Toleranzen zu.

Es ist auch bekannt (DE-Patentanmeldung M 7592, 7b, 3/70, ausgelegt am 19.7 51), Rohre nach dem Warmwalzen mit Hilfe einer Stoßbank auf Fertigdimension zu verarbeiten. Dieses Verfahren arbeitel diskontinuierlich, d. h., es ist ein besonderer Arbeitsgang nötig, der nicht im Fertigungsfiuß ist Auch liegen bei diesem Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Rohren andere Gesetzmäßigkeiten als beim kontinuierlichen Warm· walzen von stabförmigem Gut vor.

Die deutsche Patentschrift 39 020 betrifft ebenfalls eine Vorrichtung zum Kalibrieren von Rohren, wobei beim letzten Durchgang die Rohre durch einen Kalibrierungsring gestoßen werden. Diese Vorrichtung hat im wesentlichen die gleichen Nachteile, wie sie zu der DE-Patentanmeldung M 7592 angegeben sind.

Die DE-PS 49 ist zum Kaltkalibrieren von Walzgut vorgesehen; der DE-AS 10 18 829, dem DE-GM 18 17 515, der FR-PS 9 59 253 und der GB-PS 5 00 212 sind schließlich Einzelheiten von Kaltzieheinrichtungen zu entnehmen. Aus dem DE-GM 18 17 515 bzw. der GB-PS 5 00 212 entnimmt der Fachmann Hinweise auf die vor der Ringmatrize erfolgende Zugabe von pulverförmigen oder flüssigen Schmierstoffen im

is Zusammenhang mit dem Kaltziehen von stabförmigem Gut mittels geschlossener Ringmatrizen, aber weder Hinweise auf Matrizen und Werkstoffe, noch auf Matrizenabfederungen und Abdichtungen des Raumes für die Zugabe von Schmierstoffen, wie sie im Kennzeichen des Anspruches 1 beansprucht werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen der bekannten Vorrichtung zum Warmkalibrieren bei Verwendung einer Ringmatrize dafür zu sorgen, daß bei den vorliegenden Temperaturen von ca.

1000⁰C und Walzgeschwindigkeiten von ca. 60 bis 70 m/s ausreichende Standzeiten der Matrizen sichergestellt sind, und zwar besonders in der Anlaufphase des Walz- bzw. Ziehvorgangs wie auch in der Auslaufphase. Diese Aufgabe wird erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß die Matrize als geschlossene Ringmatrize ausgebildet ist und die auf Walztemperatur aufheizbare Ringmatrize aus einem hochwarmfesten Werkstoff besteht und daß vor der Ringmatrize ein Düsenring mit einer öffnung für die Zugabe von thermisch stabilen Schmierstoffen wie kolloidaler Graphit, niedrig schmelzendes Glas, Soda, gebrannter Kalk oder Salze sowie vor dem Düsenring zwei Labyrinth-Ringkammern angeordnet sind, und daß die Ringmatrize axial in beiden Richtungen abgefedert ist.

•Ό Die mit der Erfindung erhielten Vorteile bestehen insbesondere darin, daß sehr enge Toleranzen eingehalten werden können. Dabei ist der Aufwand verhältnismäßig klein, um das zu erreichen. Die Wartung der Anlage, die für die zu leistende Verformungsarbeit keinen eigenen Antrieb hat, ist bequem und schnell durchzuführen. Vor allem aber haben die verwendeten geschlossenen Ringmatrizen ausreichende Standzeiten.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der

Zeichnung dargestellt und wird im folgenden näher beschrieben.

Die geschlossene Ringmatrize 1 wird von einem Haltering 2 getragen und ist in diesem mit Hilfe eines R^;nges 4 befestigt. Vor der Ringmatrize 1 ist ein Düsenring 5 angeordnet, dem über eine Öffnung 11 Schmierstoffe und/oder Schutzgas zugeführt werden. Zwei Labyrinth-Ringkammern 12 und 13 sorgen mit dafür, in dem Ringspalt, gebildet vom Walzgut und dem Düsenring 5, einen ausreichenden Druck aufzubauen und zu halten. Vor den l.abyrinthRingkammern 12 und 13 befindet sich eine Preßluft Ringdüse 14. Diese hat die Aufgabe, das am Walzgut haftende Wasser abzuschei den. Die Preßluft-Ringdüse 14 wird über den Preßluftanschluß 15 Versorgt Das aus dem Endgerüst kommende Walzgut wird von einem Führungstrichter 6 aufgenom-

h5 men.

Der Stoß des einlaufenden Walzguts wird von der Ringmalrize 1 über den Haltering 2 und Stifte 7 auf einen Weiteren Ring 8 übertragen, der den Stoß an eine

Schraubenfeder 9 weiterleitet. Der auftretende Rückstoß, verursacht durch die Schraubenfeder 9, wird von einer Tellerfeder 10 aufgenommen.

Die dem Haltering 2 zugeführte Wärme wird zweckmäßigerweise über Kühllamellen 3 abgeführt. Die Kühllamellen 3 können von einer Kühlflüssigkeit oder einem Kühlgas durchströmt werden.

Die gezeigte Vorrichtung mit der geschlossenen Ringmatrize 1 ist nahe an dem Fertigwalzgerüst angeordnet, um ein Ausknicken des Walzguts zu vermeiden. Das warmgewalzte Gut wird in die Ringmatrize 1 gedruckt und in dieser auf sehr enge Toleranzen gebracht Die in der Ringmatrize 1 zu leistende Verformungsarbeit wird durch das unmittelbar vorgeschaltete Fertigwabgerüst in das Walzgut eingebracht

In der Ringmatrize i wird in der Regel die Umformarbeit bei Temperaturen, die den Fertigwalztemperaiuren entsprechen, geleistet Für Stahl kommen Temperaturen um 1000⁰C in Betracht Geeignete hochwarmfeste Matrizenwerkstoffe sind für solche Arbeitstemperaturen bekannt In Frage kommen Molybdän und Wolfram oder Legierungrn diener Metalle, Hartmetall auf Wolframkarbidbasis, denen zur Verbesserung der Zunderbeständigkeit auch andere Karbide zulegiert werden können und schließlich aufgestickte Nickelchromstähle.

Um vergleichsweise billige Matrizenwerkstoffe einsetzen zu können, kann auch daran gedacht werden, das Walzgut vor dem Eintreten in die Ringmatrize 1 oberflächlich zu kühlen. In jedem Fall bestimmt die Art des Matrizenwerkstoffes die einzustellende Atmosphäre im Bereich der Ringmatrize. Beispielsweise können Molybdän und Legierungen von Molybdän in oxydierender Atmosphäre oberhalb von 500⁰C nicht mehr eingesetzt werden. Auch der Verschleiß von Hartmetall ist bei Temperaturen oberhalb 500⁰C erheblich. Darum ist vorgesehen, vor der Ringmatrize 1 mit Hilfe des Düsenringes 5 Schutzgas zuzugeben, das die Ringmatrize 1 während des Arbeitens und auch bei stehender WalzenstraP" völlig umschließt. Reaktionen zwischen dem Sauerstoff der Luft und dem Matrizenwerkstoff sind damit ausgeschlossen. Als Schutzgas kommen vorzugsweise Stickstoff oder Stickstoff, dem geringe Mengen (5—10%) von Wasserstoff zugegeben werden, in Frage.

Um die Peibungsarbeit in der Rin^matrize 1 klein zu halten, muß ein Schmiermittel zugegeben werden. Die Schmiermittelzugabe erfolgt vorzugsweise mit Hilfe des Schutzgases über den Düsenring 5. Für die hohen Verformungstemperaturvn kommen dafür bei Stahl, z. B. kolloidaler Graphit oder niedrigschmelzendes Glas in Frage, /uch Soda, gebrannter Kalk und Salze sind dafür geeignet Der beschriebenen Art der Schmiermittelzugabe mit Hilfe des Schutzgases als Träger, ist in den meisten Fällen der Vorzug zu geben, !n besonderen Fällen kann als Träger eine Flüssigkeit, vorzugsweise ein Kohlenwasserstoff, eingesetzt werden.

Um die Schmierung voll wirksam werden zu lassen, muß der lose auf dem Draht haftende Zunder und auch das von den Walzgerüsten her dem Walzgut anhaftende Kühlwasser von der Ringmatrize 1 ferngehaJten

ίο werden. Das geschieht in der Weise, daß das Schutzgas bzw. der Schmiermittelträger mit hohem Druck aus dem Führungstrichter 6 strömt und dabei den Zunder und das Kühlwasser mitreißt Die Preßluft-Ringdüse 14 dient zur Vorreinigung.

Eine weitere Maßnahme, die Schmierung beim Umformen zu verbessern, kann in der an sich bekannten Weise erfolgen, daß die Ringmatrize 1 in Richtung der Achse des Walzguts Schwingungen kleiner Amplitude ausführt Eine weitere bekannte Methode ist, die Ringmatrize 1 rotieren zu lassen.

Um die Wärmebeanspruchung dpi· Ringmatrize 1 klein zu halten, insbesondere eine stuuartige Wärmebeanspruchung zu vermeiden und um die Maßhaltigkeit des ersten nach einer Pause zu kalibrierenden Walzguts zu verbessern, ist es sinnwoll, die Ringmatrize 1 au' etwa 900— 1000⁰C, allgemein auf die Temperatur des Walzgms, anzuwärmen. Dies kann beispielsweise geschehen, indem die Ringmatrize 1 vorher in einem Ofen (unter Schutzgas) aufgeheizt oder aber ein Heizelement, das etwas dünner als das zu kalibrierende Gut ist in die Ringmatrize 1 eingeschoben wird.

Eine hohe Lebensdauer der Ringmatrize 1 erhält man gegebenenfalls, wenn diese nur zum Kalibrieren eines Stabes oder weniger Stäbe eingesetzt ist Danach übernimmt eine weitere Matrize das Kalibrieren des Walzguts. Der Matrizenwechsel kann schnell erfolgen, wenn mehrere Ringmatrizen 1 in der Peripherie einer Scheibe angeordnet sind und die Scheibe revolverartig schrittweise gedreht wird. Diese Art des Wechselns der Ringmatrize hat auch den Vorteil, daß die gerade nicht arbeitenden Matrizen überprüft gereinigt, vorgeschmiert und angewärmt werden können.

Die beschriebene Vorrichtung zum Einengen der Toleranzen des Walzguts beim Warmwalzen ist vorzugsweise für Drähte und Stäbe von 5 bis 50 mm Durchmesser oder Profile, die mit dieser Drähten oder Stäben flächengleich sind, brauchbar. Bei größeren Abmessungen kann es wegen der hohen Kosten für das Herstellen der Ringmatrize zweckmäßig sein, mehrere Matrizen hintereinander anzuordnen, die das Walzgut nacheinander durchläuft. In diesem Fall hat die letzte Ringmatrize das vorgesehene Endmaß und die endgültige Form des Walzguts.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Warmkalibrieren von stabförmigem Walzgut beim Warmwalzen im Fertigungsnuß einer kontinuierlichen Walzenstraße, bei der hinter dem Fertigwalzgerüst eine Matrize angeordnet ist und das warmzukalibrierende, stabförmige Walzgut von den Walzen des Fertigwalzgerüstes durch die Matrize hindurchgestoßen wird, d a durch gekennzeichnet, daß die Matrize als geschlossene Ringmatrize (1) ausgebildet ist und die auf Walztemperatur aufheizbare Ringmatrize (1) aus einem hochwarmfesten Werkstoff besteht und daß vor der Ringmatrize (1) ein Düsenring (5) mit einer öffnung (1!) für die Zugabe von thermisch stabilen Schmierstoffen wie kolloidaler Graphit, niedrig schmelzendes Glas, Soda, gebrannter Kalk oder Salze sowie vor dem Düsenring (5) zwei Labyrinth-Ringkammern (12,13) angeordnet sind, und daß die Ringmatriae· (1) axial in beiden Richtungen abgefedert (9,10) ist

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ringmatrize (i) axial schwingend oder sich drehend in der Peripherie einer Scheibe angeordnet ist

3. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor den Labyrinth-Ringkammern (12, 13) eine Preßluft-Ringdüse (14) angeordnet ist.