DE2218131C2

DE2218131C2 - Verfahren zur Herstellung von Profilstäben, insbesondere zur Verwendung bei Beton-Bewehrungsmatten

Info

Publication number: DE2218131C2
Application number: DE19722218131
Authority: DE
Inventors: Pieter Gijsbrecht Utrecht Boting
Original assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL
Current assignee: KONINKLIJKE HOOGOVENS EN STAAL
Priority date: 1971-04-14
Filing date: 1972-04-14
Publication date: 1984-07-26
Also published as: GB1351423A; DE2218131A1; NL168000C; BE782136A; FR2133767A1; FR2133767B1; NL7104985A; NL168000B

Description

während des Warmwalzens auf seinen Enddurchmesser oder auf vergleichbare Querschnittsmaße gebracht, bei etwa 950° C fertiggewalzt sowie abschließend mit einer Profilform versehen wird, und anschließend - zur Vergütung des Gefüges in an sich bekannter Weise in mindestens drei Flüssigkeits-Kühl- 2C strecken, zwischen denen Strecken für den Temperaturausgleich im Stabmaieriai vorgesehen sind, auf eine Haspeltemperatur von 530 bis 700° C abgekühlt wird.

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2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlen in vier Kühlstufen vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß auf den warmgewalzten Stab während Zeitspannen von je 0,05 bis 0,06 Sekunden Wasser gesprüht wird, wobei die zwischenzeitlichen Intervalle für den Temperaturausgleich ebenfalls 0,05 bis 0,06 Sekunden betragen.

4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Wasser abgekühlte Stab während einer Zeltspanne von 0,5 bis 3 Sekunden durch einen Luftspalt geführt wird, bevor er mit einer Temperatur von 550 bis 600° C aufgespult bzv* gehaspelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die für das Abkühlen benutzte Wassermenge In Abhängigkeit von der am Coil gemessenen Drahttemperatur geregelt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung so von Profilstäben, Insbesondere zur Verwendung bei Beton-Bewehrungsmatten, aus einem halbberuhigten Stahl mit 0,16 bis 0,22% C und 0,30 bis 0,60% Mn, Rest Elsen und üblichen Verunreinigungen, welcher warm In Stabform ausgewalzt und anschließend vergütet, sowie mit einer profilierten Außenform versehen wird.

Bei einem bekannten Verfahren dieser Art wird ein Stab mit kreisförmigem bzw. rundem Querschnitt durch Warmwalzen hergestellt, worauf das Material dann durch Endbearbeitung des Stabes In einem Kaltwalzvorgang verfestigt wird, bei welchem der Stab ein Profil mit dreieckigem Querschnitt erhalt, dessen Seltenflächen Teile von Kreisen sind. Hierauf wird der kalte Stab mit Hilfe von Formwalzen in einem Profilwalzwerk profiliert.

Es ist auch bereits ein anderes Verfahren bekannt, bei welchem der warmgewalzte Rundstab einmal oder mehrmals durch einen Ziehstein gezogen wird, woraus sich eine Querschnittsreduzierung und eine Verfestigung des Materials ergibt. Hierbei wird das Profil dieses kaltverformten Stabes dann mittels Formwalzen eines Profilwalzwerks ausgebildet. Durch die Kaltverformungsbehandlung kann die Streckgrenze eines Stahls niedrigen Kohlenstoffgehalts auf mindestens 470 N/mm² erhöht werden. Durch die Profilierung des Stabs wird ein besseres Anhaften des Ihn umgebenden Betons erreicht

Die bekannte Kombination von Warmverformung und anschließender Kaltwalzprofilgebung für die Herstellung des Stabprofils 1st einerseits In mehrfacher Hinsicht aufwendig und gewährleistet zudem kein ausreichend genaues Profil, dessen Fonngenauigkeit jedoch für eine gute Haftung Im Beton wesentlich ist. Zu berücksichtigen 1st dabei auch, daß für die Herstellung anspruchsvollen profilierten Betonstabmaterials, insbesondere für Bewehrungsmatten, ets^· hohe Mindeststreckgrenze Voraussetzung ist.

Die Aufgabe der Erfindung Hegt demgegenüber In einer Verfahrensvereinfachung bei der Profilgebung des Stabmateriais und In einer Verbesserung der Genauigkeit der Profilgebung, wobei zudem die Bildung von Kerben Im Profil weitgehend vermieden werden soll.

Demgemäß 1st die Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß das Stabmaterial während des Wannwalzens auf seinen Enddurchmesser oder auf vergleichbare Querschnittsmaße gebracht, bei etwa 950° C fertiggewalzt sowie abschließend mit einer Profilform versehen wird, und anschließend zur Vergütung des Gefüges In an sich bekannter Welse In mindestens drei Flüsslgkelts-Kühlstrecken, zwischen denen Strecken für den Temperaturausgleich im Stabmaterial vorgesehen sind, auf eine Haspeltemperatur von 530 bis 700° C abgekühlt wird.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können Profilstäbe, Insbesondere für Beton-Bewehrungsmatten, mit wesentlich besserer Ausbildung des Stabprofils und unter weitgehender Vermeidung von Kerben und Unregelmäßigkeiten des Profilquerschnitts allein durch einen einzigen Warmwalzdurchgang unter Einhaltung hoher Streckgrenzen-, Zugfestlgkelts- und Bruchdehnungswerte hergestellt werden. Zudem kann von einem Stahl einfacher Qualität und niedrigem Kohlenstoffgehalt ausgegangen werden. Außerdem genügt der erfindungsgemäß erreichte Profilstahl den für Bewehrungsmatten verlangten hohen Anforderungen hinsichtlich einer guten Schweißbarkeit.

Bei Anwendung des erflndungsgemaßen Verfahrens kann - vorteilhafterweise ausgehend vca einer einfachen Stahlsorte und je nach den jeweiligen Abmessungen - ein Betonbewehrungsstab mit einer 0,2-Dehngrenze von ;/iehr <üs 685 N/mm² und einer Zugfestigkeit von mehr als 980 N/mm¹ erzielt werden. Die Bruchdehnung beträgt dabei nicht weniger als 16 bis 20%. Die spezielle Kühlungsart bewirkt, daß der Stab ein feines Korngetüge erhält, das Ferrit, Felnperllt und Bainit enthält.

Gute Ergebnisse wurden bei vierstufigem Abkühlen realisiert.

Von zusatzlichem Vorteil Ist es, wenn der Stab jedesmal zwischenzeitlich an seiner Außenfläche abgeschreckt wird, worauf man die Temperatur sich dann wieder durch den gesamten Stab hindurch ausgleichen läßt. Es hat sich gezeigt, daß dies bei Stäben der üblichen Abmessungen erfindungsgemäß dadurch geschehen kann, daß während Zeltspannen von 0,05 bis 0,06 Sekunden Wasser auf den Stab gesprüht wird, wobei die

zwischenzeitlichen Intervalle für den Temperaturausgleich ebenfalls 0,05 bis 0,06 Sekunden betragen. Vor dem Aufwickeln des Stabes nach dem letzten Kühlen mittels Wassers wird er vorzugsweise zuerst etwa 0,5 bis 3 Sekunden lang durch einen Luftspalt geführt, s bevor er mit einer Temperatur von 550 bis 600° C gehaspelt wird.

Es hai sich herausgestellt, daß es zur Erzielung guter mechanischer Eigenschaften nicht nur wichtig ist, die Aufwickel- bzw. Haspeitemperatur auf den richtigen Wert einzustellen, sondern auch diese Temperatur genauestens aufrechtzuerhalten. Aus diesem Grund wird es erflndungsgemäß weiterhin bevorzugt, die Menge der auf den Stab aufgesprühten Kühlflüssigkeit in Abhängigkeit von der am Coil gemessenen Stabtemperatur zu regeln.

Die Erfindung kann auf alle für Betonbewehrungsstahl bekannten Profile, insbesondere die eine Kombination aus sowohl längs ais auch wendelförmig verlaufenden Verformungen aufweisen, angewandt werden.

Beispiel

Als Beispiel für die Realisierung der Erfindung wird eine Stahlsorte folgender Zusammensetzung verwendet: 0,20% C; 0,40* Mn; Rest Elsen und übliche Verunreinigungen.

Durch Warmwalzen wird aus diesem Stahl ein Stab, d. h. ein Draht von kreisförmigem Querschnitt mit einem Durchmesser von 8 mm hergestellt, der beim Walzen bei einer Temperatur von 950° C fertiggewalzt und welcher bei de. abschließenden Walzbehandlung durch zwei Profilwalzen geführt wird, welche dem Stab ein an sich bekanntes Profil geben, bestehend aus zwei diametral gegenüberliegenden, längs uri wendelförmig verlaufenden Verformungen, wie z. B. Rippen, wobei sich die wendeiförmigen Verformungen unter einem Winkel von etwa 45° zu den Längsverformungen erstrecken und kurz vor diesen enden.

Der derart profilierte Stab bzw. Draht verläßt die Profllwalzen mit einer Geschwindigkeit von 18 m/s und durchläuft anschließend vier Kühlzonen, In denen Kühlwasser auf den Stab gesprüht wird. Jede dieser Kühlzonen besitzt eine Länge von 1 m, während die Zwischenräume zwischen den aufeinanderfolgenden Kühlzonen ebenfalls 1 m lang sind. Nach dem Verlassen der letzten Sprühzone läuft der Stab durch eine Luftkühlzone mit einer Länge von 14 m, worauf er dann mit einer Temperatur von 625° C aufgewickelt bzw. gehaspelt wird. Die auf den Stab bzw. Draht aufgesprühte Wassermenge ist In allen vier Kühlzonen gleich groß und wird durch die gewünschte Kühltemperatur am Coil bestimmt. Wenn das so hergestellte Produkt zur Herstellung einer verschweißten Beton-Bewehrungsmatte verwendet wird, wird es abgespult und dann zunächst auf an sich bekannte Weise durch Strecken gerade gezogen, worauf es in die gewünschte Länge geschnitten wird und die einzelnen Stäbe miteinander verschweißt werden.

Bas nach diesem Beispiel erhaltene Stabmaterial besitzt ein feines und regelmäßiges, gleichförmiges Korngefüge. Bei der Verwendung dieser Stäbe zur Herstellung von Bewehrungsmatten hat es sich gezeigt, daß die von solchen Matten zu fordernden Eigenschaften ohne weiteres gewährleistet werden konnten und sich diese Anforderungen sogar übertreffen ließen. Diese Qualitätsanforderungen finden sich in verschiedenen Normvorschriften zahlreicher Länder, welche beispielsweise an ein einer solchen Beton-Bewehrungsmatte entnommenes Stabstück folgende Mindestanforderungen stellt:

Rp₀J über 470 N/mm² (Streckgrenze)
Rl über 570 N/mm² (Zugfestigkeit)
A, über 10* (Bruchdehnung).

Untersucht man das Material unter dem Mikroskop, so zeigt es sich, daß es hauptsächlich aus Ferrit und einem Gemisch aus FeinperlIt und Bainit besteht. Die Profilform ist äußerst sauber, vollkommen und gleichmäßig, so daß auch die Haftung an Beton sehr gut ist. Die Stäbe lassen sich leicht schweißen und liefern gute Schweißverbindungen.

Bei den nach dem erfindungsgem&ücn Verfahren hergestellten Stäben werden Werte von 735 N/mm² für die obere Streckgrenze und von 1080 N/mm² für die Zugfestigkeit In Verbindung mit einer Bruchdehnung von bis zu 18% als erzielbar angesehen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Profilstäben, insbesondere zur Verwendung bei Beton-Bewehrungsmatten, aus einem halbberuhigten Stahl mit 0,16 bis 0,22« C und 0,30 bis 0,60» Mn, Rest Elsen und üblichen Verunreinigungen, welcher warm in Stabform ausgewalzt und anschließend vergütet, sowie mit einer profilierten Außeaform versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Stabmaterial