DE2213173C2

DE2213173C2 - Walzgerüstanordnung mit Kaliberwalzpaaren für das Walzen eines gegossenen Nichteisen-Metallstrangs

Info

Publication number: DE2213173C2
Application number: DE2213173A
Authority: DE
Inventors: Robert D. Worcester Mass. Wykes
Original assignee: Morgan Construction Co
Current assignee: Siemens Industry Inc
Priority date: 1971-04-02
Filing date: 1972-03-17
Publication date: 1986-04-30
Also published as: FR2132055B1; ZA72816B; GB1375317A; DE2213173A1; FR2132055A1; US3729973A; JPS5222944B1; CA963701A

Description

nem ersten Walzenpaar 4 und 6 zugeführt und von diesem — wie später noch näher erläutert, flach ausgewalzt wird. Der Strang ST, der jetzt einen Querschnitt 8 aufweist, wird anschließend den Walzen 10 und 12 eines zweiten Walzgerüstes zugeführt und von diesem in den, im wesentlichen zylindrischen Querschnitt Ii umgeformt Von diesem Walzgerüst gelangt der Strang STin nachgeschaltete, weitere Walzgerüste, in deaen er in konventioneller Weise weiterverarbeitet wird.

Aus F i g. 1 geht weiter hervor, daß die Achsen der Walzen 4 und 6 des eisten Walzgerüstes in bekannter Weise rechtwinklig zu den Achsen der Walzen 10 und 12 des zweiten Walzgerüstes angeordnet sind. Der trapezförmige Querschnitt des von der Stranggußeinrichtung kommenden Stranges ST(VgL Fig.3) weist eine größere ebene Seitenfläche bzw. längere Seite 16 und eine kleinere, ebenfalls ebene Seitenfläche bzw. kürzere Seite 18 auf. Beide Seiten bzw. Seitenflächen 16 und 18 liegen in im wesentlichen parallelen Ebenen. Die beiden anderen Seiten bzw. Seitenflächen verlaufen als Schrägseiten bzw. Schrägflächen 20 und 22 winküg zu den beiden Seiten bzw. Seitenflächen 16 und 18, und die Kanten zwischen den Seitenflächen und den Schrägflächen sind abgerundet oder abgeschrägt

Der Kaliberquerschnitt der Walze 4 entspricht etwa einem liegenden flachen Rechteck. Die Walze 4 erfaßt den Strang ST im Bereich der Schnittlinie 3-3 gemäß Fig. 2 mit dem ebenen Flächenabschnitt 24 über die gesamte Breite der größeren Seitenfläche 16 des Stranges ST, wobei der Rechteckquerschnitt des Kaliberquerschnittes durch die beiden radialen Kaliberseiten 26 und 28 begrenzt wird.

Der Kaliberquerschnitt der Walze 6 ist hier nicht eben, wie beim Kaliberquerschnitt der Walze 4 ausgebildet, sondern weist eine konvex gewölbte Räche auf. Begrenzt wird der Kaliberquerschnitt auch bei dieser Walze 6 durch die radialen Seiten 34 und 36, deren Abstand größer ist als die Breite der kleineren Seitenfläche 18 des stranges ST. Dieser Abstand ist auch größer als der der radialen Seiten 26 und 28 des Kalibers der Walze 4 mit Bezug auf die größere Breite der Seitenfläche 16. Dieser Unterschied dient der Anpassung an die größere Breitung des kleineren Materialanteils des Strangquerschnitts in dessen unterem Teil. Das Maß der konvexen Wölbung 30 des Flächenauschnitts 32 kann — wie später noch näher erläutert werden wird — unterschiedlich bemessen werden.

Die konvexe Form 30 des Flächenabschnitts 32 bewirkt daß die kleinere Seitenfläche 18 des Stranges 57 in dessen Querschnittsmitte zuerst ergriffen wird. Während der Dickenreduzierung des Stranges ST, die im Bereich der Schnittlinie 4-4 (F i g. 2) beendet wird, breiten sich die Seiten des Stranges STbis zum Anschlag an die radialen Seiten 26 und 28 der Walze 4 und an die radialen Seiten 34 und 36 der Walze 6 aus, und es entsteht der dickenreduzierte Querschnitt 8. Die Geschwindigkeit des die Walze 4 und 6 verlassenden Querschnitts 8 ist größer als die des eintretenden Querschnitts 2. Der ursprüngliche Querschnitt 2 ist in F i g. 4 in unterbrochenen Linien dargestellt

Der konvexe Flächenabschnitt 32 der unteren Walze 6 bewirkt, daß sich die kleinere Seitenfläche 18 des Stranges STproportional in größerem Maße ausbreitet als die größere Seitenfläche 16, wobei gleichzeitig die Unsymmetrie des Strangquerschnittes ausgeglichen wird. Die der Walze ti zugewandte Seitenfläche des Strangquerschnittes 8 ist dabei leicht konkav nach innen gewölbt (vgl. F i g. 4).

Der Strang ST, der jetzt den Querschnitt 8 mit einer konkaven Seitenfläche aufweist wird anschließend (vgL F i g. 1) den Walzen 10 und 12 des zweiten Walzgerüstes zugeführt Die Kaliber 38,40 in diesen Walzen 10 und 12 haben einen im wesentlichen halbkreisförmigen Querschnitt, der geringfügig noch asymmetrische Querschnitt 8 des Stranges ST wird, da er hochkant einläuft (vgL Schnitt 6-6 in F i g. 5) in einen etwa zylindrischen Querschnitt 14 umgeformt und zwar dann, wenn der

ίο Strang 57* die Austrittsposition gemäß Schnittlinie 7-7 (Fig.5 und 7) erreicht hat Beim Durchlauf von der Position gemäß Schnitt 6-6 zur Position gemäß Schnitt 7-7 wird der Strang bei ansteigendem Seitenwiderstand seitlich abgestützt weil sich das Material in den KaIibern ausbreitet und die Sehen 42, 44 und 46, 48 der Kaliberwandungen beaufschlagt Kach Verlassen des zweiten Walzgerüstes wird, wie bereits gesagt der Strang STzur weiteren Reduzierung auf die Endabmessungen durch nachgeschaltete Wab- .rüste geführt

Beim Ausfuhrungsbeispiel nach F i g. 8 is: der Querschnitt 50 des Stranges 57" ebenfalls trapezförmig ausgebildet d. h. die Breite IVTder oberen Seitenfläche 52 ist größer als die Breite WB der unteren Seitenfläche 54. Da die auf die obere Seitenfläche 52 einwirkende WaIzkraft gleich der Walzkraft ist die auf die untere Seitenfläche 54 einwirkt müssen die Beaufschlagungsbereiche .ATund AB gleich sein.

Dies wird dadurch erreicht daß der Strang STderart durch das Kaliber geführt wird, daß seine Mittellinie 56 unter dem Mittelpunkt 58 zwischen den Walzen 64 und 62 liegt wodurch der Beaufschlagungsbereich LB an der unteren Walze 64 verlängert und der Beaufschlagungsbereich LT an der oberen Walze 62 verkürzt werden. Dies führt dazu, daß die Steigerung der Höhenreduktion HB, die durch die untere Walze 64 herbeigeführt wird, größer ist als der entsprechende Wert f/Tfür die obere Walze 62. Beim Walzvorgang eilt der Strang ST der Walze voraus, weil die Austrittsgeschwindigkeit des mit vermindertem Querschnitt 60 aus den Walzen 62 und 64 au- tretenden Stranges STgrößer ist als die Umfangsgeschwindigkeit dieser Walzen. Die Geschwindigkeitsdifferenz wird in der Walztechnik »Voreilen« genannt.

Die Größe der Voreilgeschwindigkeit hängt von der Größe der Dickenreduzierung des Querschnitts 50, d. h.

der Summe von HT und HB ab, die sich während des Durchlaufens des Stranges ST einstellt. Dabei bewegt sich die Materialfläche, die die untere Walze 64 verläßt, schneller als die Matenalfläche, die die obere Walze 62 verläßt Da aber der Strang STnach Verlassen der WaI-zen 62 und 64 in gerader Linie mit gleichmäßiger Geschwindigkeit von den Walzen 10, 12 des nächsten Wabgerüstes erfaßt wird, findet im Strangguß ST ein Aufbau von Spannungen statt, weil die untere Walze 64 der oberen Walze 62 entgegenwirkt. Wemi diese Spannungen einen Wert erreichen, der größer als die Tangentialkräfte zwischen Strang ST und Walzen 62, 64 sind, rutscht der Strang ST über eine der Walzen, hier die obere Walze 6^ und eilt dieser vor.

Die Größe des Durchmesserunter schiedes zwischen

den Walzen 62 und 64 hängt vom Breitenuntsrschied der oberen und unteren Seitenflächen £2 und 54 des Stranges ST ab. Zur Vereinfachung sind die in F i g. 8 wiedergegebenen Walzen 62 und 64 ohne die radialen Seiten des Kalibers dargestellt, die in F i g. 1 bis 4 mit 26, 28, 34 und 36 bezeichnet sind. Die Linie 66 deutet sine ebene Bodenfläche des Kalibers der Walze 66 und die Linie 68 eine ebene oder konvexe gewölbte Bodenfläche des Kalibers der Walze 64 an.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

1 2 Druck auf die breitere und die schmalere Seite des Guß-Patentansprüche: Strangs drücken und deshalb die Querschnittsabnahme im Bereich der breiteren Seite kleiner ist als die im

1. Walzgerüstanordnung mit Kaliberwalzenpaa- Bereich der schmaleren Seite, mit der Folge, daß die ren für das Walzen eines gegossenen Nichteisen- 5 Querschnitts-Mhtenlinie des aus dem Walzkaliber aus-Metallstranges mit trapezförmigem Querschnitt bei tretenden Strangquerschnitts tiefer liegt als die des eindem die Kaliber beider Walzen des ersten Walzge- tretenden Strangquerschnitts und die Längung des rüstes ein Walzkaliber bilden, dessen radiale Seiten schmaleren Bereichs des Stranges größer ist, als die das Abmaß der Breitling des Strangquerschnittes Längung des breiteren Bereichs, und daß der schmalere begrenzen, dadurch gekennzeichnet, daß to Bereich oder Abschnitt des Stranges deshalb dem breider die kurze Seite (54) des Trapezquerschnittes (50) teren Bereich oder Abschnitt während des Durchgangs beaufschlagende Flächenabschnitt (68) der Walze durch den Walzspalt voreilt so daß dadurch eine Nei-(64) einen kleineren Durchmesser aufweist als der gung des Stranges erzeugt wird, in einem nach oben die längere Seite (52) beaufschlagende Flächenab- gerichteten Bogen aus dem Walzspalt auszutreten, woschnitt(66)derWaIze(62). 15 bei der Zug des folgenden Walzgerüstes dieser Neigung

2. Walzgerüstanordnung nach Anspruch 1, da- entgegentritt und versucht den Strang zurückzubiegen, durch gekennzeichnet daß der die kurze Seite (54) mit der Folge, daß sich auf der Strangobers«;ite Risse des Trapezquerschnitts (50) beaufschlagende FIa- bilden und zusätzlich eine Spannung in den Strang einchenabscititt (68) der Walze (64) konvex gewölbt gebracht wird. Aus dieser Erkenntnis ergibt sich, daß die ist 20 Umformung des in bezug auf eine horizontale Mitten-

ebene einen größeren und einen kleineren Abschnitt

aufweisenden Strangquerschnitts in einem Rechteck-

Die Erfindung bezieht sich auf eine Walzgerüstanord- querschnitt erfolgen muß, wobei sowohl die eine als nung. mit Kaliberwalzpaaren für das Walzen eines ge- auch die andere Seite des Stranges von den Walzenkaligossenen Nichteisen-MetallstranRs mit trapezförmigem 25 bem gleichzeitig und voll beaufschlagt werden, die UmQuerschnitt der die beiden Walzen des ersten Walzge- formungsgeschwind.gkeit des kleineren Abschnittes des rüstes ein Walzkaliber-Rechteck mit abgerundeten Ek- Strangquerschnitts aber gegenüber dem größeren Abken bilden, dessen radiale Seiten das Abmaß der Brei- schnitt verzögert werden muß, damit beide Abschnitte tung des Strangquerschnitts begrenzen. gleichzeitig den Walzspalt verlassen.

Bei einer bei 'unten Walzgerüstanordnung dieser Art 30 Auf der Grundlage dieser Erkenntnis wird die ange-(DE-OS 16 02 127 bzw. US-PS 36 06 785) werden zur gebene Aufgabe dadurch gelöst daß der die kurze Seite Verdichtung des Gefüges des gegossenen Metallstran- des Trapezquerschnitts beaufschlagende Flächenabges neben der Begrenzung des Abmaßes der Breitung schnitt der Walze einen kleineren Durchmesser aufdurch die radialen Seitenfläche» des Walzkaliber- weist als der die längere Seite beaufschlagende Flä-Rechtecks in den, zwei gegenüberliegenden Teilseiten 35 chenabschnitt mit der Folge, daß wie erkannt die Umdes Stranges beaufschlagenden Flächenabschnitten der formungsgeschwindigkeit des kleineren Abschnitts des Walzen schmale Wulste vorgesehen, die beim Walzen in Strangquerschnitts gegenüber dem größeren Abschnitt eine oder beide dieser Teilseiten eingedrückt werden in Abhängigkeit von dem Größeix-rterschied der bei- und im Zusammenwirken mit der begrenzten Breitung den Abschnitte so verzögert wird, daß beide Abschnitte auch eine Begrenzung der Streckung und damit einen 40 praktisch gleichzeitig den Walzspalt verlassen und damehr gegen das Innere des Strangquerschnittes gericK- mit die Ursache der Rißbildung beseitigt wird,
teten Materialfluß hervorrufen sollen, und beim Gießen Wie die Erfindung weiter vorsieht kann der die kurze des Stranges unvermeidlich entstandene Hohlräume, Seite des Trapezquerschnitts beaufschlagende Flächen-Porositäten und Schrumpfspannungen zu beseitigen abschnitt der Walze konvex gewölbt ausgebildet sein, bzw. auszugleichen. 45 um wegen der damit bewirkten größeren Umformungs-

Nach einem weiteren bekannten Walzverfahren arbeit eine weitere Verzögerung im Sinne der Vermei-

(US-PS 35 61 105) soll das gleiche Ziel mit Hilfe einer dung des Voreilens des beaufschlagten Abschnitts des

größeren Zahl von hintereinander angeordneten Walz- Stranges zu erreichen.

gerüsten erreicht werden, deren Kaliberwalzenpaare Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung darabwechselnd die Kanten und die Schmalseiten von Zwi- 50 gestellten Ausfühfungsbeispiele näher erläutert In der schenquerschnitten des ursprünglich trapezförmigen 7eichnung zeigt
Querschnitts des Stranges umformen. F i g. 1 die Seitenansicht der Walzgerüstanordnung in

Wie der praktische Betrieb solcher Walzgerüstanord- schematischer Darstellung,

nungen gezeigt hat, treten beim Durchgang des Stran- F i g. 2 eine Einzelheit aus F i g. 1 in vergrößertem

ges durch die beiden ersten Walzgerüste folglich Ober- 55 Maßstab,

flächenfehler in Form von Rissen auf, die in die folgen- F i g. 3 einen Schnitt nach der Linie 3-3 durch F i g. 2,

den Verformungsschritte mitgeschleppt werden und die F i g. 4 einen Schnitt nach der Linie 4-4 durch F i g. 2,

Gefügequalität des Fertigproduktes beeinträchtigen. F i g. 5 die Draufsicht auf eine Einzelheit aus l· i g. 1 in

Diese Risse bilden sich insbesondere auf der Oberseite vergrößertem Maßstab,

des Stranges, die infolge ihrer Berührung mit dem 60 F i g. 6 einen Schnitt nach der Linie 6-6 durch F i g. 5,

Transportband der Stranggußeinrichtung ohnehin eine F i g. 7 einen Schnitt nach der Linie 7-7 durch F i g. 6,

rauhere Struktur aufweist als die an den Innenflächen und

des Gußrades dieser Einrichtungen anliegenden Seiten F i g. 8 die Seitenansicht eines anderen Ausführungs-

des Stranges. beispiels entsprechend der Darstellung nach F i g. 2.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, diese Riß- 65 Aus F i g. 1 ist zu ersehen, daß der aus einer nicht

bildungen zu vermeiden; sie geht dabei von der Er- dargestellten Stranggußeinrichtung kommende Nicht-

kenntnis aus, daß die Walzen bei der bekannten Anord- eisen-Metallstrang ST, dessen Querschnitt dem in

nung und Ausbildung der Walzgerüste mit gleichem Fig.3 wiedergegebenen Querschnitt 2 entspricht ei-