DE2400411A1

DE2400411A1 - Verfahren und vorrichtung zum walzen unsymmetrischer flanschprofile

Info

Publication number: DE2400411A1
Application number: DE2400411A
Authority: DE
Inventors: Kanichi Kishikawa; Koe Nakajima
Original assignee: Nippon Steel Corp
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1973-01-12
Filing date: 1974-01-05
Publication date: 1974-07-18
Also published as: BR7400172D0; IT1003386B; US3922900A

Description

Lüdenscheid, den 3. Januar 1974 - 7 ■

ΤΕΝΤΑΝ/
588 L Ü D E N SCHEID A 741

Asenberg 3o-Postfach 1704

Anmelderin: Firma Nippon Steel Corporation 6-3 Otemachi, 2-chome, Chiyoda-ku, Tokio/Japan

Verfahren und Vorrichtung zum Walzen unsymmetrischer Flanschprofile

j Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen unsymmetrischer Flanschprofile beim Vorwalzen, Zwischenwalzen und Fertigwalzen. j Außerdem betrifft die Erfindung eine Vorrichtung durch Durch-

führung dieses Verfahrens, nämlich ein Universalwalzgerüst.

! Zum Walzen von Formstahl mit Flanschen gleicher Dicke wie ! Η-Profilen verwendet man eine Mehrzahl von Universalwalzgerüsten , mit jeweils einer oberen und einer unteren Horizontalwalze und )zwei Vertikalwalzen, deren Achsen jeweils in der die Achsen der

j Horizontalwalzen enthaltenden Ebene angeordnet sind. Bei einem

' ι

! solchen Universalwalzgerüst werden die Horizontalwalzen von j J einem Motor über eine Antriebsspindel angetrieben. Die Verti- j ikalwalzen liegen an dem Walzgut an und folgen der Bewegung desj selben als Schleppwalzen, so daß keine gesonderte-Antriebsvor- ; richtung für die Vertikalwalzen vorhanden ist. Beim Walzen von. | j symmetrischen Profilen wie Η-Profilen mit Flanschen gleicher !"Dicke erfolgt die Einstellung des Universalwalzgerüsts so, daß j sich durch Einstellung der Breitenänderung zwischen Flanschj teilen und Stegteil des Walzguts ein möglichst leistungsgün-I stiger Betrieb ergibt.

Wenn jedoch unsymmetrische Formstücke wie T-Profile mit einem Flansch an einer Seite, ein Winkelprofil mit ungleich langen und ungleich dicken Schenkeln, ein Η-Profil mit Flanschen

409829/0786

unterschiedlicher Dicke auf einem Universalwalzgerüst der be- ;schriebenen Art hergestellt werden sollen, lassen sich Ver- · j

[ i

ibiegungen, Verwindungen oder Wellenbildungen in dem Walzgut j

ι nicht vermeiden, auch wenn die Einstellung des Abnahmeverhältjnisses zwischen Flanschteil und Stegteil beim Durchgang des j Walzgutes durch den Walzspalt möglichst günstig eingestellt wird.j Es läßt sich also kein Walzdurchgang ohne Störungen erwarten, so daß die Erzeugung von Walzgut der genannten Formgebung in j wirtschaftlichem Umfang erschwert wird. " · j

■ ■ ' I

Eine solche Verbiegung, Verwindung oder Wellenbildung tritt r auch beim Walzen in einem Walzgerüst mit zwei Hochkantkalibern ! auf. ' ;

i Aufgabe der Erfindung ist die Bereitstellung eines Verfahrens, j mit dem sich Verbiegungen, Verwindungen oder Wellenbildungen in Formteilen der genannten Art vermeiden lassen, so daß das Walzgut unter genauer Einhaltung der gewünschten Abmessungen erhalten wird. Die Erfindung erstrebt damit ein Verfahren, wonach unsymmetrische Flanschprofile unter stabilen und ausgeglichenen Walzbedingungen mit hoher Wirtschaftlichkeit hergestellt werden können.

!Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß mindestens beim Fertigwalzen innerhalb jedes Universalwalzgerüsts mindestens eine Vertikalwalze, deren Achse in der die Achse der jeweils zugeordneten Horizontalwalzen enthaltenden Vertikalebene liegt, zwangsweise angetrieben wird.

Ein Universalwalzgerüst zur Durchführung dieses Verfahrens ist nach der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß zwei Vertikalwalzen mit ihren Walzenadisen in einer Vertikalebene angeordnet sind, die die Achsen der Horizontalwalzen enthält, und daß eine Dreheinrichtung für mindestens eine als Gegenhalter dienende Vertikalwalze vorhanden ist.

409829/0786

i Im' folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung unter j j Bezugnahme auf die anliegenden Zeichnungen erläutert, in denen j ! darstellen: ■ ι

Fig.1 einen Anordnungsplan von Universalwalzgerusten
in einer Universalstraße nach der Erfindung,

Fig.2 einen ähnlichen Anordnungsplan, wo die Universal- : walzgerüste in der Fertigstraße nach der Erfindunj angeordnet sind,

Fig.3 eine teilweise geschnittene Vertikalansicht eines j

1 Universalgerüsts nach der Erfindung, ί

i ι

!■ I

Fig.4 eine schematische Darstellung eines anderen Uni- j versalwalzgerüstes nach der Erfindung und j

i ■ ;

'< Fig.5 ein Schaubild zur Erläuterung der Verbiegungen J j im Walzgut nach dem Stand der Technik im Vergleich·

I mit der Erfindung. j

I !

I Für die Ungleichmäßigkeit des Walzgutes, die unmittelbar auf j ! dem ungleichmäßigen Durchgang des Walzgutes durch die Walzen
i beruht, ist als Hauptursache der Unterschied der-Walzgeschwin-

i I

■ digkeit zwischen dem Flanschteil des Walzgutes unter dem Ein-

: fluß der Schlepp-Vertikalwalzen und dem Stegteil des Walzgutes j

• unter dem Einfluß der angetriebenen Horizontalwalzen zu sehen, j

; Dieser Unterschied ist den unterschiedlichen Verformungsbe- i

; dingungen der jeweiligen Walzgutteile zuzuschreiben, nämlich: [ ¹ ' i

das Walzen des Stegteils erfolgt nach den gleichen Gesetzen, wie; sie beim Walzen von Blech anwendbar sind. Das Walzen des Flanschteils gehorcht dagegen der Theorie des Gesenkwalzens. Im
! einzelnen ergibt sich für die Verformungszone des Flanschteils, j

die der Einwirkung der Vertikalwalzen ausgesetzt ist, keine i. j Voreilung im Sinne der Walztheorie. Dieses führt zu einem Unter-i

40982970786

I - 4 -

! schied in der Austrittsgeschwindigkeit zwischen dem Stegteil

iund dem Flanschteil, wodurch in dem Walzgut Verbiegungen, Verj ι

j windungen oder Wellenbildungen bewirkt werden. ι

Die vorliegende Erfindung dient dazu, den Unterschied der > Walzgeschwindigkeit zwischen dem Flanschteil und dem Stegteil ; des Walzgutes auszuschalten, indem mindestens eine der beiden ! Vertikalwalzen als Gegenhalter für den Flanschteil zwangsweise | angetrieben wird. Dieses gilt für einen einseitigen Flansch ! oder für einen Flansch mit größerer Dicke bei einem Profil mit | beidseitigen Flanschen. Dadurch erreicht man, daß dieser Gegen- j

J- halter unter den Vertikalwalzen sich mit der gleichen Umfangs- j geschwindigkeit wie die Horizontalwalzen dreht. Zum Walzen von j Formstahl mit beidseitigen Flanschen können beide Vertikal-

j walzen angetrieben werden. . j

i :

Fig,1 zeigt ein Anordnungsschema einer Walzenstraße zum Walzen

j von Formstahl mit einseitigem Flansch. Dabei haben die in der ^!

Vorwalzenstraße, der Zwischenwalzenstraße und der Fertigwalzen- ι

straße jeweils hintereinander angeordneten Universalwalzge- j ι rüste jeweils einen zwangsweisen Antrieb^ für .eine als Gegen-

j halter dienende Walze der beiden Vertikalwalzen. In Fig.1 sind \

I die Horizontalwalzen H und die Vertikalwalzen V, V angegeben, ;

i von denen die gestrichelt dargestellten Vertikalwalzen V ;

t ι

; zwangsweise angetrieben werden, wogegen die anderen Vertikal-
! walzen V als Schleppwalzen mitlaufen. Die Anzahl der Walzgej rüste kann nach den jeweiligen Erfbr^erMssen^uhd^unter^Feruck- ι ; sichtigung der Groß« des Walzgutes verschieden sein.

I !

j Fig.2 erläutert das Walzen von unsymmetrischem Formstahl mit j ! einem einseitigen Flansch. Im ersten Abschnitt beim Vorwalzen i ! finden Universal-Vorwalzgerüste Ru Verwendung. Im zweiten Ab- j j schnitt erfolgt die Zwischenformung mit Kaliberwalzgerüsten J j K^. Im letzten Abschnitt wird das Walzgut in Universalwalzge- j rüsten Vu fertiggewalzt, bei denen jeweils sine als Gegenhalter

40 9 8 29/0786 ~

' dienende Vertikalwalze V zwangsweise angetrieben wird.

iFig.3 zeigt ein Universalwalzgerüst im Vertikalschnitt mit in
ι der Schnittebene liegenden Achsen der Horizontalwalzen. Ein
j Ständer 2 des Universalwalzgerüsts 1 ist auf einer Sohlplatte
3 befestigt, die im Hallenboden fest, verankert ist. Die Befestigung erfolgt mithilfe von Schraubbolzen 4. An dem Ständer 2 sitzt lösbar ein Joch 5, das die obere Horizontalwalze 6 und die untere Horizontalwalze 7 frei drehbar aufnimmt. Diese Horizontalwalzen 6 und 7 sind jeweils mit dem Steg W des Walzgutes S I in Eingriff. Zwei ebenfalls in dem Joch 5 aufgenommene Vertikal-i j walzen 8 und 10 sind in der gleichen Vertikalebene wie die j I Achsen der Horizontalwalzen drehbar. Die angetriebene Vertikal-
; walze 8 ist mit dem Flansch F des Walzgutes in Eingriff. Diese
i Vertikalwalze 8 besitzt jeweils am Oberende und am Unterende
j der nicht dargestellten Welle Verzahnungen 12. Auf der genannten ! Welle sitzt der Walzenballen 9. Diese Walze sitzt in einem . !

! I

I Einbaustück 13 > das als Gegenhalter- dient und auf dem Joch 5 \ gegenüber der Oberfläche des Walzgutes frei verschiebbar ist. ι

i Ein Antri.ebj3zahnrad_14 besitzt im Mittelbereich 15 eine den i' j Walzenballen 9 übergreifende Nut 15. Die beiden Zahnkränze sind I J-JBit^den Verzahnungen 12 in Eingriff. Dieses Antriebsrad 14 ist ! j in dem Einbaustück 13 drehbar gelagert. Ein Antriebszapfen 16 ! j ist durch einen Keil 17 fest mit dem Antriebszahnrad 14 verbundejn j und über eine Gelenkkupplung 18 mit einer Spindel 19 gekoppelt.
¹ -Die—Sp^ndei-i^^ih^er-seits—-sirebtr über eine weitere Gelenkkupplung j 20 mit einer Welle 21 im Eingriff, die in einem Ansatz 23 des

I ι

Querhauptes des Walzgerüstes 1 gelagert ist.. Ein Kegelrad 22 j j kämmt mit einem Ausgangszahnrad eines Untersetzungsgetriebes 24,j j. das von einem Antriebsmotor 25 für die Vertikalwalze angetrie- . j : ben wird. Ein Ende einer Anstellspindel 26 für die angetriebene | Vertikalwalze 8 ist am Hinterende des Einbaustücks 13 befestigt, das andere Ende dieser Anstellspindel ist mit einer reversierbaren Antriebsvorrichtung gekoppelt, bspw. einem Elektromotor
j am Außenende des Jochs, damit das Einbaustück vorwärts und rück-

409829/0786

■ wärts bewegt werden kann und die Vertikalwalze 8 senkrecht I j zur Bewegungsrichtung des Walzgutes verschiebbar ist. Eine Ver- '. tikalwalze 10 arbeitet als Schleppwalze. Der Walzenballen 11 i ist mithilfe der Welle 27 in einem Trägerteil etwa einem Ein- [ baustück 28 frei drehbar gelagert. Für die Vertikalwalze 10 ist
: eine Anstellspindel 29 vorgesehen, deren eines Ende an der Hin- ι terseite des Einbaustücks 28 und deren anderes Ende an einer · ' reversierbaren Antriebsvorrichtung am Außenende des Jochs 5 ^; befestigt ist, damit die Vertikalwalze 10 senkrecht zur Durch- '' laufrichtung des Walzgutes frei verschiebbar ist. Der Antrieb ' der Horizontalwalzen 6 und 7 erfolgt über Spindeln 30, die
von einem Kammwalzengerüst 31 angetrieben werden. Dieses wird i ivon einem Antriebsmotor 32 angetrieben. Die einzelnen Spindeln \ j sind durch Gelenkkupplungen miteinander verbunden. Die Horizontalwalze 6 besitzt ebenfalls eine Anstellvorrichtung 33·

Bei der beschriebenen Ausführungsform sind die obere und untere j Horizontalwalze 6,7 sowie die angetriebene und die" geschleppte ,· Vertikalwalze 8,10 innerhalb des Joches 5 eingeschlossen und
entfernbar an dem Walzgerüst 1 montiert. Die Erfindung ist
selbstverständlich nicht auf diese Konstruktion beschränkt,
sondern kann auch dann zur Anwendung kommen, wenn die beiden
Horizontalwalzen und die beiden Vertikalwalzen unmittelbar ^! J an dem Walzgerüst 1 montiert sind. Das an dem Walzgerüst 1 ange-j ι ordnete Joch 5 nach Fig.3 kann inform von vorspringenden Joch- : teilen ausgebildet sein. In diesen Jochteilen können verschieb- . bar die Einbaustücke 13 und 28 zur Aufnahme der angetrieben en ' Vertikalwalze 8 und der geschleppten Vertikalwalze 10 sitzen.
Die angetriebene Vertikalwalze 8 kann mit einer Antriebsvorj richtung verbunden sein. Mit einer solchen Konstruktion läßt
sich die gleiche Wirkung wie bei der obenbeschriebenen Ausführungsform erzielen. Die Antriebseinrichtung für die Vertikalwalze 8, nämlich der Motor 25 und das Untersetzungsgetriebe 24
sind auf dem Ansatz des Querhauptes des Walzgerüsts 1 angeordnet, so daß die Vertikalwalze 8 durch die Antriebsvorrichtu

angetrieben werden kann. Die Antriebsvorrichtung kann im Rahmen ι

409829/0786

.1 - - ⁷ - I

:.;■■ 24Q0411 j

der Erfindung auch in anderer- Weise ausgebildet sein. Die An- j

j triebsvorrichtung kann am Ende des Joches 5 untergebracht sein, |

■ so daß die Vertikalwalze 8 durch eine Übertragungsvorrichtung ,

( angetrieben werden kann. Man kann auch andere Antriebsmittel j

im Rahmen der Erfindung einsetzen. I

Die Auswahl der jeweils angetriebenen Vertikalwalze ist hinsichtlich des Einflusses auf das Walzen von unsymmetrischen Flansch^ |

profilen mit einseitigem Flansch beliebig. Da jedoch die An- > triebsvorrichtung für die obere und untere Vertikalwalze 6,7 ι auf der Antriebsseite angeordnet ist, führt die Auswahl der j auf der Antriebsweite der Horizontalwalzen gelegenen Vertikal- J walze als angetriebene Walze zu einem komplizierten mechanischen! Antriebssystem. Der Walzenwechsel und die Wartungsarbeiten an
j dem Antriebssystem werden erschwert. Infolgedessen wird vorzugsiweise die Vertikalwalze auf der Arbeitsseite, also der nicht ! angetriebenen Seite der Horizontalwalzen als angetriebene ! Vertikalwalze ausgewählt. I

J Beim Walzen unsymmetrischer Formprofile werden die obere und
j untere Horizontalwalze 6,7 und die angetriebene sowie ge- . ! schleppte Vertikalwalze 8,10 entsprechend den Abmessungen des \

Walzgutes in die angegebene Stellung gebracht. Die Vorgabe dieser J Stellungen für die Horizontalwaizen und die Vertikalwalzen er- ' ifolgt in herkömmlicher Weise. Der Antrieb der oberen und ! unteren Horizontalwalze 6,7 erfolgt durch den Motor 32 und ·
der Antrieb der Vertikalwalze 8 durch den Motor 25 jeweils über · ! entsprechende Übertragungseinrichtungen, wobei die Umfangsgeschwindigkeit der Walzen so eingestellt wird, daß die Aus- > trittsgeschwindigkeit des Steges der Austrittsgeschwindigkeit
des Flansches gleich ist. ;

Die folgende Ausführungsform betrifft ein Universalwalzgerüst,
wo beide Vertikalwalzen angetrieben sind. Auch hier sind für die Horizontalwalzen und die Vertikalwalzen Antriebsvorrichtungen
mit Üb ertragung s spindeln derart eingesetzt, daß die Übertragungs vorrichtungen einander nicht überkreuzen. Nach Fig.4 liegen die

409829/0786

Antriebsseiten der oberen und der unteren Horizontalwalzen I

einander gegenüber; jeweils auf der nichtangetriebenen Seite |

der betreffenden Horizontalwalzen sind die Antriebsvorrich- [

tungen für die entsprechenden Vertikalwalzen vorgesehen. Mit j

dieser Anordnung ist ein gleichmäßiges Walzen von H-Formstahl !

mit unsymmetrischem Querschnitt, insbesondere mit unterschied- ,

lieh dicken Flanschen möglich. Selbstverständlich kann mit ;

einem solchen Universalwalzgerüst auch ein H-Formstahl mit '

symmetrischem Querschnitt gewalzt werden. Die obere Horizontal- !

walze 106 wird durch den Motor 131 angetrieben, die untere ;

Horizontalwalze 107 durch den Motor 131'. Die angetriebene Ver- :

tikalwalze 108 wird von dem Motor 125 angetrieben, die andere, ₍

ebenfalls angetriebene Vertikalwalze 110 von dem Motor 125'. j !Der Antrieb der Vertikalwalzen 108 und 110 erfolgt jeweils
iüber Antriebszahnräder 114 und 114'. -

j !

j Nach den in Fig.5 angegebenen Messungen führt das Walzen mit !

j einer angetriebenen Vertikalwalze zu einer Verringerung der |

j Verbiegungen des Walzgutes auf die Hälfte oder ein Viertel ' gegenüber den Werten, die man mit geschleppten Vertikalwalzen i erhält. Die jeweilige Länge des Walzgutes beträgt in den durch- ', geführten Versuchen für den ersten Stich 300mm, für den zweiten ,

Stich 350mm und für den dritten Stich 400mm. j

Die durchgeführten Überlegungen und Versuche haben gezeigt, daß I ! sich Verbiegungen, Verwindungen und Wellenbildungen beim Walzen j

von unsymmetrischem Formstahl wie Winke lpröf"ilen" mit ungleicher""; I Schenkellänge und Dicke durch entsprechende Einstellung des j j Verhältnisses der Umfangsgeschwindigkeit von Horizontalwalzen !

ί und Vertikalwalzen beherrschen lassen. Dabei muß auch die ' ι Abnahme durch die Vertikalwalzen so eingestellt werden, daß \ die Breitenänderung des Stegteiles und des Flanschteiles gleich j groß sind. Durch den zwangsweisen Antrieb einer als Gegenhalter

wirksamen Vertikalwalze eines Universalwalzgerüstes kann man
die Austrittsgeschwindigkeit von Flansch und Steg bei Formstahl

409829/0786

gleich groß machen, so daß Unregelmäßigkeiten der Formung i

j beim Durchgang des Walzgutes zwischen den Walzen ausgeschaltet i

j werden. Man kann infolgedessen unsymmetrische Profile mit ein- ι

I seitigem Flansch sehr genau walzen. Die Anwendung der Erfin- j

dung in technischem Maßstab bringt eine- hohe Qualitätsver- ·

besserung beim Walzgut und eine Senkung der Herstellungskosten. !

I !

i ■ ί

Ϊ · ι

i i

¹ . I

ι i

! ■ i

ι I

¹ · · ■ ■ ι

i -

ι !

r ■ · . ■ · i

409829/0786

Claims

tentan'sp rüche !

T) Verfahren zum Walzen unsymmetrischer Flanschprofile beim I

ι Vorwalzen, Zwischenwalzen und Fertigwalzen, dadurch gekennzeich-i I net, daß mindestens beim Fertigwalzen innerhalb jedes Universal-: ■ walzgerüsts mindestens eine Vertikalwalze, deren Achse in der !

I ι

! die Achssider jeweils zugeordneten Horizontalwalzen enthaltenden, iVertikalebene liegt, zwangsweise angetrieben wird. :

ι 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die '

jeweils angetriebene Vertikalwalze des Vertikalwalzenpaares j J den Gegenhalter für die Abstützung des Flanschteils des Form- ^! '· teils mit einem einseitigen Flansch bildet. !'

i \

J 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die J j angetriebene Vertikalwalze des Vertikalwalzenpaares den Gegen- ^l j halter für die Abstützung des Flanschteils größerer Dicke ; ! bei einem Formstück mit zwei Flanschen unterschiedlicher Dicke j j bildet. '

¹ * I

4. Universalwalzgerüst zur Durchführung des Verfahrens nach ! j einem der Ansprüche 1 bis 3» mit einem Ständer, mit zwei darin j

ί ,

! gelagerten Horizontalwalzen sowie mit einer Antriebseinrichtung j • für dieselben, dadurch gekennzeichnet, daß zwei Vertikalwalzen j j mit ihren Walzenachsen in einer Vertikalebene angeordnet sind, ! j die die Achsen der Horizontalwalzen enthält, und daß eine Dreh- j einrichtung für mindestens eine als Gegenhalter dienende Verti- .

kaiwalze vorhanden ist. '

j 5. Universalwalzgerüst nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet

daß an dem Ständer ein Joch (5) zur Aufnahme der beiden Verti- . j kalwalzen (8,10) angeordnet ist. j

6. Universalwalzgerüst nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß das Joch (5) zwei einander auf verschiedenen Seiten des
Walzgutes gegenüberstehende Einbaustücke (13,28) zur Aufnahme

409829/0786

i !

i je einer Vertikalwalze trägt und daß für jedes Einbaustück eine j !Anstellspindel (26,29) zur Anstellung des jeweiligen Einbau-

:stücks vorgesehen ist. _;

I ■ I

I7. Universalwalzgerüst nach einem der Ansprüche k bis 6, da- ■ j durch gekennzeichnet, daß die Antriebsvorrichtungen für die I ! Horizontalwalzen und die Antriebsvorrichtungen für die Vertikal-: j walzen jeweils auf einander gegenüberliegenden Seiten des ! !Ständers angeordnet sind, damit die jeweiligen Antriebseinrich- !

ι tungen einander nicht überkreuzen ( Fig.4). " _;

j . - ■ ι

■ i

ι '-'-"■■- - ι

\ ■ ι

i i

ι i

409829/0786

Leerseite