DE2156444A1

DE2156444A1 - Heisswalzverfahren fuer die herstellung von walzdraht od. dgl. mit geringem querschnitt und hochqualitativer oberflaeche, insbesondere kupferwalzdraht

Info

Publication number: DE2156444A1
Application number: DE2156444A
Authority: DE
Inventors: Ilario Properzi
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1971-02-20
Filing date: 1971-11-13
Publication date: 1973-08-16
Also published as: BE774811A; GB1372246A; FR2125256B1; JPS5246903B1; PL77100B1; SE376725B; CA932994A; AT317818B; CH554198A; FR2125256A1; NL7114894A; US3810371A; HU172179B

Description

f-atentor.wölte

Dipl.-Ing· Werner Beyer
DfaL-WirhcMng. Bernd J«iiem 2 1 5 6 4 4 A

β FRANKFURT/M., Freih-v.-SWio-Str. «■·

Herr Ilario PIiOPERZI. Via Pisani 8 - M A I L A N D - (Italien)

Hoisswalgsverf ahron für die Herstellung von. Walzdraht od.d/jl·· mit frerin-^ein Querschnitt und liochqiialitativftr Oberf 1 äcUo _f insbesondere Kunferwaizdrnht.

Die vorliegende ^riindun^ betrifft ein Heisswalzverfahren i'tir die Herstellung von Valzdraht od. dgl* mit per innrem Querschnitt und hoclKiuali tativei- Oberfläche, insbesondere Kupferv.'p.izdraht..

13 cJi wird Kupferwalzdraht, beiapiclHV^eise für elek-

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trische Zwecke, durch Ileisswalzen■von Drahtbarren, von halbkontinuierlich gegossenen Knüppeln oder von Barren, die kontinuierlich npch verschiedenen Stranggiessystemai erhalten wurden, hergestellt.

Die Walzbenrbeitung wird normalerweise so weit getrieben, bis ein Walzdraht von etwa 6mm Durchmesser entstanden ist-. Nach dem Walzen wird abgebeizt, was normalerweise so durchgeführt wird, dass die Drahtrollen in Wannen getaucht werden, welche zuerst eine Abbeizlösung und sodann eine Wasch— und gegebenenfalls eine Schutzflüssigkeit enthalten. Bei kontinuierlich hergestellten Walzdrähten können diese Arbeitsgänge beim Austritt aus dem Walzwerk in Rohren durchgeführt werden, in denen die Flüssigkeiten oder Gase zirkulieren, welche den Walzdraht vor seinem Aufrollen abbeizen und waschen.

Der auf diese Weise erhaltene Walzdraht hat eine pulverige und unregelmässige Oberfläche, so dass der Ziehvorgang nicht leicht und billig und ohne Brüche, Schuppungen usw. durchgeführt werden kann.

überdies besteht der Bedarf nach der Erzeugung von Walzdrähten mit einem Durchmesser unter 6 mm. Bei derart dünnen Walzdrähten schien es aufgrund gewisser Defekte, die in irgendeiner Weise den Walzdrähten mit Durchmessern von mehr als 6 mm anhaften und durch das Vorhandensein von Rissen in der Oberflächenstruktur entstehen, dass die Qualität des bei solchen Walzdrähten erforderlichen Ziehvorganges beeinträchtigt werden würde. Es ist tatsächlich bekannt, dass wenn beim konventionellen Walzen der Durchmesser der Walzdrähte durch weitere Druckamiendung herabgesetzt wird, diese Risse weiter bestehen bleiben. Wenn nun diese Risse bei Durchmessern von mehr als 6 mm noch toleriert werden können, da die Querabmessung noch genügend gross ist, wurde bei Durchmessern unter 6 mm angenommen, dass die Risse eine zu nachteilige Auswirkung auf die Qualität des Walzdrahtes haben körnten-

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Es war ferner auch nicht einfach» Walzdrähte mit einem Durchmesser unter 6 mm zu erhalten. Es wurde bereits -erwähnt, dass mit den bekannten Systemen Valzdrähte mit pulveriger und unregelmässiger Oberfläche erhalten worden. "Wenn,.der Draht nun gezogen wird, um Drähte'mit Durchmessern unter 6 mm zu er— hateln, muss nan oftmals, insbesondere wenn dünne und sehr dünne -krähte erhalten werden sollen, vorher sogenannten Oberflächen-Abschabbehandlungen des heissgewalzten Drahtes vornehmen, um ivestoxyde und andere Kompaktheits- und Homogenität sfehl er zu beseitigen. Für die ^urcliftthrung dieser Arbeitsgänge sind komplizierte und langsam arbeitende Maschinen erforderlich, die unvermeidlich zu Metallverlusten Anlass geben» Mit anderen Worten gesagt, sind diese Arbeitsgänge Susserst kostspielig. f

Es wurde bereits versucht, "Walzdrähte mit Durchmessern unter 6 mm direkt aus dem Walzarbeitsgang zu erhalten, die dabei anfallenden Produkte waren jedoch wenig zufriedenstellend, sei es hinsichtlich der beim falzen auftretenden Schwierigkeiten, sei es im Hinblick auf die bedeutenden Materialverluste. Tatsächlich ist bei Herabsetzung des Durchmessers des erzeugten Drahtes, bei gleichbleibendem Gewicht, die der Luft ausgesetzte Oberfläche des Drahtes grosser, wodtirch eine starke Oberflächenoxydation stattfindet. Deshalb tritt beim nachfolgenden Abbeizen, dein das Malzprodukt unterworfen werden muss, ein starker Materialverlust auf, der sich nach- g teilig auf die Pruduktionskosten auswirkt.

Hauptsächliches Ziel der Erfindung ist die Vermeidung der vor erwähnt ei), den derzeit angewendeten Verfahren zur Herstellung von Walzdraht geringer Stärke anhaftenden Nachteile und die Schaffung eitjes Verfahrens_f welches es ermöglicht, Va!^drähte »lit DurcHraesserri unter 6 mm zu erhalten, bei denen keine nachteilige Beeinflussung aufgrund von De- , Tekten eintritt, die auf Kisse im VaI»draht zurückzuführen

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sind und die bereits in vorhergehenden Phasen des Verfahrens feststellbar waren, als die Walzdrähte geringe Durchmesser noch über 6 mm hatten.

Ein weiteres wichtiges Ziel der Erfindung ist die Schaffung eines Verfahrens, welches in einfacher Weise unter Verwendung von herkömmlichen Walzeinrichtunsen durchführbar ist und bei dem keine weiteren Maschinen für die oberflächliche Absehabung des Drahtes oder andere Hilfseinrichtungen erforderlich sind.

Schliesslich ist ein weiteres Ziel der Erfindung: die Schaffung eines Verfahrens, welches sich insbesondere für die Anwendung in Anlagen für die kontinuierliche Erzeugung von Metallwalzdraht eignet«

Diese Ziele werden mit dem erfindungsgemässen Heisswalzverfahren erreicht, welches darin besteht, dass man das Au s gangs produkt einer Heisswalzbearbeitung in einer Mehrfachwalzstrasse mit Gruppen mit jeweils mehreren "Walzen Tinterwirft, dass man gleichzeitig das in "holzbearbeitung befindliche Produkt einer Abbeizbehandlung aussetzt und dass man die bei der Heisswalzbearbeitung erzeugten spezifischen Drücke auf die Höchstwerte bringt, welche sich bei der Bearbeitung von Valzdrähten unterhalb eines Durchmessers von 6 mm bis auf einen durchmesser von H mm ergeben·

Weitere Kinzelheiten der Erfindung sind deutlicher der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsforra des erfindungsgemässen Verfahrens unter Hinweis auf die in der Zeichnung dargestellte Einrichtung zu entnehmen. In der Zeichnung zeigt die Fig. Leine schematische Vorderansicht eines Drahtwalzwerkes gemäss einem früheren Patent des ^ji-niretders und die l^:ig. 2 einen Querschnitt durch eine B des Walzwerkes gemäss Fig. 1.

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Das Verfahren wird vorzugsweise unter Verwendtmp eines vom Anmelder bereits früher entwickelten Walzwerkes durchgeführt. Jede Cxrupne 5 eines solchen Walzwerkes ist wie in dor italienischen Patentschrift Nr. 796085 beschrieben ausgeführt (die ¹¹Ig. 2 zeigt eine dieser Walzgrupnen im Querschnitt), wogegen die Verbindung zwischen den einzelnen Grupnen 5 nach der in der italienischen Patentschrift Nr. . &Γ?. . . . .

Anmeldung 17408/69) angegebenen ^rt erfolgt, auf welche sich die Ansicht gemäss Fig. T bezieht. Die Walzen 1 des Walzwerkes sind zueinander in einem Winkel von 120° angeordnet (Fig. 2) und der in Walzbearbeitung befindliche Walzdraht 2 wird dauernd in eine Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit eingetaucht geführt, die von oben bei" 3 eingeführt und unten bei 4 abgezogen wird. Der Vfeg dieser Flüssigkeit ist in Fig. ™ 2 durch die in ausgezogenen Linien dargestellten Pfeile angedeutet.

Erfindungsgemäss wird der vorerwähnten Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit eine Speziallösung mit Abbeizwirkung (wie beispielsweise eine Mischung aTis Wasser und Methylalkohol) zugesetzt.

Auf diese Weise wird eine Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit und gleichzeitig eine Abbeizflüssigkeit erhalten, die in der Zone der Walzen 1 des Walzwerkes und des Walzdrahtes 2 strömt und unten bei 4 ausläuft und zwischen ei- Λ ner Gruppe und der anderen im ^üereich von Wannen 6 (Fip.1) überläuft, welch letztere derart angeordnet sind, dass sie um die Walzachse herum liegen und eine ^ilrt Kanal für die Flüssigkeit bilden (diese Wannenelemente sind im Patent Nr. . /&& .Ύ?Ά . . . (Anmeldung 17408/69) beschrieben. In Fig. 2 zeigen die strichliert gezeichneten Pfeile den Verlauf des SchinifiT'iiittels zur Schmierung der Zahnräder der Gruppen, welcher Verlauf an keiner Stelle mit dem der vorerwähnten gkeit interferiert.

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Die Fig. 2 zeigt eine Grunpe mit oberer Einlaufwelle, es ist jedoch offensichtlich, dass dieselbe Anordnung auch für Gruppen mit unterer Einlaufwelle gilt (weitere Einzelheiten sind der italienischen Patentschrift Nr. 79-6.085 zu entnehmen).

Die bei den vorhergehenden Entwicklungen des Anmelders vorgesehene, das Eintauchen des Walzdrahtes in eine Flüssigkeit während seiner Walzbearbeitung gewährleistende Anordnung ermöglicht eine Herabsetzung der Oxydation auf den Oberflächen des Walzdrahtes, es war jedoch immer noch eine nachfolgende, wenn auch nur schwache Abbeizbehandlung erforderlich, wohingegen jedoch die Zerklüftungen zwischen dem einen und dem anderen Kristall, die stärker sichtbaren Walzrisse und andere im Ausgangsbarren vorhandene Fehler nicht die Oberflächenhomogenität gewährleisten konnten, die für das nachfolgende Ziehen ohne Brüche, Abschuppungen oder anderen Fehlern erforderlich ist.

Es ist bekannt, dass die zum Walzen eines Barrens entlang einer Walzstrasse erforderliche Energie mit der Abnahme des Durchmessers des der Walzbehandlung unterworfenen Produktes rasch zunimmt. Wenn beispielsweise in einer Walzstrasse bei in Reihe aneinander angenäherten Walzgruppen bei annähernd konstanten Flachenreduktionen in einer Grössenanordnung von etwa 18?» zwischen einer Gruppe und der anderen, die Kraftaufnahme in der ersten Gruppe 6 PS beträgt, so beträgt die Kraftaufnahme in der XVH Gruppe etwa 00 PS (beispielsweise wenn man einen Walzdraht von 6 mm Durchmesser ausgehend von einem warmen Kupferbarren von 38 mm Durchmesser herstellt).

Erfindungsgemäss wird nun die Erkenntnis ausgenützt, dass, während der von jeder Walze auf das Metall ausgeübte Druck zunimmt, die Berührungsfläche, über welche die

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von der Walze auf das Metall übertragen wird, mit der Ab-" nähme des Durchmessers des gewalzten Barrens abnimmt. Dies bewirkt, dass der Wert des auf die Metalloberfläche wirkenden spezifischen Druckes auf Höchstwerte ansteigt.

Es wurde nun gefunden, dass ein kritischer W_ert existiert, jenseits von welchem unter besonderen, in der Folge noch zu erläuternden Bedingungen diese snezifischen Drücke eine Selbstverschwoissunp: zwischen jenen Stellen des Walzdrahtes bewirken, welche durch die Risse oder jedenfalls durch die Unregelassigkeiten der Oberfläche getrennt sind. Es wurde festgestellt, dass dieser kritische Wert den spezifischen Drücken entspricht, welche sich aufbauen, wenn man einen Walzdraht unterhalb 6 mm bis auf 2 mm Durchmesser bearbeitet .

Insbesondere wurde gefunden, dass die Wirksamkeit der Selbstverschweissung der Unregelmässigkeiten der Oberfläche proportional zu den furfgonommenen Leistungen ist, welche im dargestellten Beispiel in einem Verhältnis von 6 zu 60 liegen, d.h. in der Ausgangsgruppe zehnmal grosser sind als in der Eingangswa 1 zgrtipne. ^ies ist auf die bedeutende 'Zunahme der spezifischen Drücke zurückzuführen, die beim Durchgang von der Eimrangswalzgruppe zur Ausgangswalζgruppe entstehen.

Die vorerwähnten besonderen Bedingungen treten auf, wenn sich mit der Wirkung des Walzvorganges gleichzeitig die Wirkung des Abbeizen« vereinigt, wobei der Heisswalzvnrgang und der Abbei v. Vorgang durch eine Vielzahl von Walzgruppen mit drei zueinander um 120° angeordneten Walzen ablaufen· Dieser Hffoki wird imtnor wirksamer, je weiter man zu allmählich alwi !imenden Durchmessern gelangt. Auf diese Weise worden Oberflächen von besserer Qualität erhalten·

Der Zufial-jr·. von Abbeizlösun-ren be\iirkt "im beschriebenen

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Verfahren, dass die Oberflächen des Barrens bei dessen Walzbearheitung durch die Abbeizwirkung bis in die kleinsten. Spalten und Hisse zugerichtet werden, welche auf dem Barren gegebenenfalls vorhanden sein können. Weiterhin hat die dauernde Druckeinwirkung der Walzen entlang der Walzstrasse eine Druckverschweissung zwischen den gereinigten Metallteilchen der Oberfläche des Darrens zur Folge. In der Praxis konnte festgestellt werden, dass die Wirkung der Walzen umso grosser ist, ,je höher die erwähnten Drücke sind, die von den Walzen auf den Valzdraht ausgeübt werden. Von besonderer Wirksamkeit sind, wie bereits erwähnt wurde, die spezifischen Drücke, welche erforderlich sind, den Durchmesser des in Walzbearbeitung befindlichen Walzdrahtes unter 6 mm herabzusetzen.

Bei Anwendung des beschriebenen Verfahrens zur Erzeugung von Walzdrähten mit Durchmessern unter 6 mm (beispielsweise eines Walzdrahtes mit 3 mm Durchmesser) werden derart gute Ergebnisse erzielt, dass ein so erhaltener Walzdraht einem n?ch den bekannten Verfahren erhaltenen vorzuziehen .ist.

Ein eventuelles nachfolgendes Ziehen dieses besonderen Kupferwalzdrahtes kann in einfacher und sicherer Weise erfolgen und die Herstellung des Drahtes ist mit wirtschaftlichen und technischen Vorteilen verbunden, da der Arbeitsgang praktisch ohne Brüche verläuft und da der Ziehvorgang erleichtert wird, weil es möglich ist, von einem geringen Durchmesser auszugehen· Im Falle des Walzens auf durchmesser von weniger als 6 mm ermöglich somit das beschriebene Verfahren die Anwendung eines Ultradruckes auf die im Abbeizen begriffenen heissen Oberflächen, weshalb automatisch der Zusammenhang der Oberfläche des in Bildung befindlichen Rundprofiles unabhängig von allfälligen, vor der Walzstrasse vorhandenen Fehlern, wiederhergestellt wird. Dieser bisher

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in der einschlägigen Technik unbekannte wiederherstellbare Oberf lächenzusarnmenhang kann auch zu einer grösseren Toleranz von in den Metallen enthaltenen Verunreinigungen (insbesondere im Kupfer) führen und ermöglicht die Verwendung von Materialien, die bisher für die Herstellung von dünnen Drähten als minderwertig angesehen wurden.

Es ist offensichtlich, dass das beschriebene Verfahren in bereits bestehenden oder neu entworfenen Anlagen zur Herstellung beliebiger Arten von Walzdraht verwendet werden kann.

Weiterhin is,t das beschriebene Verfahren mit besonderem Vorteil in Anlagen für die Herstellung von Endloswalzdrähten, bei denen kontinuierliche Giessanlagen, beispielsweise mit einem Giessrad entsprechend früheren EntwicklTingen des Anmelders eingesetzt werden, anwendbar.

Die ^Anlage kann beispielsweise aus einer mit Giessrad arbeitenden ^iessmaschine, gefolgt von einer.Walzstrasse, in welcher das beschriebene Verfahren angewendet wird, die ihrerseits von einer Drahtwickelmaschine gefolgt wird, bestehen.

Die oben beschriebene Erfindung kann in vieler Hinsicht ä abgeändert und variert werden, ohne dadurch ihren Rahmen zu überschreiten.

In der Praxis können die Abbeizsubstanzen, je nach den Erfordernissen, beliebig; gewählt werden, desgleichen können dieselben auf beliebige Weise zugeführt werden.

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Claims

Patentansprüche.

M.jHeisswalzverfahren für die Herstellung von Walzdraht od. dpi» mit fcerin^em Querschnitt und hochqualitativer Oberfläche, insbesondere Kupferwalzdraht, dadurch gekennzeichnet, dass man das Ausgangsprodukt einer Heisswalzbearbeitung in einer Mehrfachwalzstrasse mit Grunpen mit jeweils mehreren Walzen unterwirft, dass man das in Walzbearbeitung befindliche Produkt gleichzeitig einer Abbeizbehandlung aussetzt und dass man die bei dieser Heisswalzbearbeitung erzeugten spezifischen Drücke auf die Höchstwerte bringt, welche sich bei der Bearbeitung von Walzdrähten unterhalb eines Durchmessers von 6 mm bis auf einen Durchmesser von 2 mm ergeben.

2« Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass= der Walzdraht von Gruppen mit je drei Walzen bearbeitet wird.

3.·Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Abbeizbehandlung unter Verwendung der Kühl- und/oder Schmierflüssigkeit für die Walzen als Träger durchgeführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 3» dadurch gekennzeichnet, das« das Material im Verlauf der Walzbearbeitung von dem Zeitpunkt an, in welchem es in das Walzwerk eintritt, bis zu dem Zeitpunkt, in welchem es dieses verlässt, dauernd in der Kühl- und Abbeizflüssigkeit eingetaucht ist.

5· Produkt (Walzdraht), erhalten nach dem Verfahren gemäse einem der Ansprüche 1 bis ^, dadurch gekennzeichnet, dass, es Durchmesser unterhalb 6 mm bis Durchmesser von 2 mm be-

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äitzt und dass die Oberflächenrisse selbstverschweisst sind, wodurch der Oberflächenzusarimenhanü? wirksam wiederherge-;. stellt ist.

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