DE2418454A1 - Mehradrige drahtstrasse fuer hohe produktionsleistung und grosse bundgewichte - Google Patents

Mehradrige drahtstrasse fuer hohe produktionsleistung und grosse bundgewichte

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Description

PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER
SCHLOEMANN-SIEMAG AG, 4 Düsseldorf 1
Mehradrige Drahtstraße für hohe Produktionsleistung und große Bundgewichte
Die Erfindung betrifft eine mehradrige Drahtstraße für hohe Produktionsleistung und große Bundgewichte mit einem Ofen sowie diesem nachgeordneter Vorstaffel und mit separaten, je für einadrige Walzung ausgelegten Zwischen- und Fertigstaffeln.
Es ist bekannt, daß die Produktionsleistung von mehradrigen Drahtstraßen in der Hauptsache durch vier Einflußgrößen bestimmt wird, und zwar ist sie abhängig vom Anstichquerschnitt der Knüppel in der Vorstaffel, von der Länge der in die Vorstaffel einlaufenden Knüppel und weiterhin von der Zahl der Walzadern sowie schließlich von der Draht-Endgeschwindigkeit.
Die praktische Erfahrung hat aber gezeigt, daß allen diesen Einflußgrößen beim Betrieb einer kontinuierlichen mehradrigen Drahtstraße eine bestimmte Problematik eigentümlich ist.
So kann der Anstichquerschnitt der Knüppel bei einer dem sogenannten Kontigesetz unterliegenden mehradrigen Drahtstraße nicht beliebig vergrößert werden, weil jede Vergrößerung derselben auch eine Erhöhung der Anzahl von Walzstichen sowie eine verringerte Einlaufgeschwindigkeit der Knüppel in die Vorstaffel erzwingt. Es verlängert sich dadurch nicht nur zwangsläufig die Laufzeit der Knüppel durch die gesamte Drahtstraße,, was einen ungünstigen Einfluß auf die Wärmebilanz hat, sondern bei einem Absinken der Einlaufgeschwindigkeit in die Vorstaffel unter o,o7 m/sec ergibt sich noch die zusätzliche Gefahr des Entstehens von Brandrissen an den Walzen.
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Die Länge der auszuwalzenden Knüppel kann theoretisch zwar beliebig groß sein, weil sich Knüppel von geeignetem Anstichquerschnitt in der Praxis beliebig aneinanderschweißen lassen. Dieser Arbeitsweise stellt sich jedoch die Schwierigkeit in den Weg, daß dann ein mehradriger Betrieb der Drahtstraße nicht ohne weiteres möglich ist.
Auch die Draht-Endgeschwindigkeit ist theoretisch zwar steigerbar. Praktisch hat sie jedoch ihre Grenzen, weil die der Drahtstraße notwendigerweise zugeordneten Hilfsmascninen, wie beispielsweise Scheren- und Haspelanlagen, beim heutigen Stand der Technik nur bis zu einer maximalen Auslaufgeschwindigkeit von 60 m/sec betriebssicher arbeiten können.
Schließlich kann die Zahl der Walzadern aus maschinentechnischen Gründen nicht beliebig groß gewählt werden. So bildet beim heutigen Entwicklungsstand die vieradrige Drahtstraße die obere Grenze.
Es sind schon verschiedene Versuche unternommen worden, um mehradrige Drahtstraßen für hohe Produktionsleistungen und große Bundgewichte optimal zu betreiben.
So ist beispielsweise durch die DT-OS 1 527 694 eine einem Wärmofen nachgeordnete, aus Vorstaffel, Zwischenstaffel und Fertigstaffel bestehende, kontinuierliche Feineisenstraße bekanntgeworden, bei der die Vorstraße und/oder die Zwischenstraße je für einadrigen Walzbetrieb, die Fertigstraße aber für mehradrigen Walzbetrieb ausgelegt ist und bei der der Fertigstraße für jede Walzader ein besonderer Wickelspeicher vorgeordnet ist. Diese Wickelspeicher werden abwechselnd aus der Zwischenstraße mit einer Walzader beschickt und sind als Nachwärmöfen oder Ausgleichsöfen ausgestaltet. Hierdurch wird erreicht, daß Vorstraße und Zwischenstraße unabhängig von der
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Walzgeschwindigkeit der Fertigstraße betrieben werden können, weil die Wickelspeicher nach der Fertigstraße hin einen Puffer bilden. Es läßt sich so der in die Vorstaffel einlaufende Anstichquerschnitt der Knüppel vergrößern, ohne daß deren Einlaufgeschwindigkeit in die Vorstaffel unter den kritischen Wert von o,o7 m/sec. abgesenkt werden müsste, weil nämlich durch die als Puffer wirkenden Nachwärm- oder Ausgleichsöfen das sogenannte Konti-Gesetz durchbrochen wird.
Eine ähnliche, hinsichtlich der Anordnung von Nachwärm- oder Ausgleichsöfen etwas modifizierte, mehradrige Drahtstraße ist auch durch die DT-AS 1 8o8 '822 bekanntgeworden. Es ist hier nämlich der Nachwärm- oder Ausgleichsofen zwischen der Vorstaffel und der Zwischenstaffel angeordnet, wobei er nicht als Wickelspeicher sondern als Durchlaufspeicher angeordnet ist. Der mehradrige Betrieb setzt hier auch schon in der Zwischenstaffel der Drahtstraße ein.
Obwohl bei diesen bekannten, kontinuierlich arbeitenden, mehradrigen Drahtstraßen durch die Anordnung der als Zwischenspeicher dienenden Nachwärm- oder Ausgleichsöfen im Bereich zwischen aufeinander folgenden Walzstaffeln das sogenannte Konti-Gesetz durchbrochen wird und dadurch die Möglichkeit gegeben ist, in die Vorstaffel Knüppel mit einem Anstichquerschnitt von beispielsweise 180 mm bei einer Einlaufgeschwindigkeit von mindestens o,o7 m/sec. einzuführen, ergeben sich durch die bekannte Anlagenart noch beträchtliche Nachteile. Da bekanntlich die erzielbare Stichabnahme in den einzelnen Walzgerüsten beschränkt ist,machtpraktisch jede Vergrößerung des Anstichquerschnitts eine angemessene Vermehrung der Gerüstanzahl zumindest in der Vorstaffel erforderlich. Wird also zur Erzielung einer hohen Produktionsleistung bei großen Bundgewichten statt des klassischen Anstichquerschnitts von 1Ö0mm ein auf 180 mm vergrößerter Anstichquerschnitt eingesetzt, dann vergrößert sich der Anlagenaufwand für die Vorstaffel
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um mehr als das doppelte. Weil aber durch die Vergrößerung der Gerüstanzahl zwangsläufig auch eine Verlängerung der Vorstaffel eintritt, ist zu deren Unterbringung auch eine entsprechend größere Hallenlänge erforderlich. Hinzukommt noch, daß auch die als Zwischenspeicher dienenden Nachwärm- oder Ausgleichsöfen in die Drahtstraße eingeschaltet werden müssen, um während der Zwischenspeicherung die Temperaturhaltung in den Walzadern zu gewährleisten. Auch diese Maßnahme bedingt eine Erhöhung des Anlagenaufwandes im Verein mit einer entsprechenden Vergrößerung der Hallenlänge.
Die Ausbildung der Zwischenspeicher als Nachwärm- oder Ausgleichsöfen bringt neben einer Erhöhung des Energieaufwandes aber auch noch den weiteren Nachteil mit sich, daß durch das Nachwärmen der Walsadern Verzunderungsgefahr entsteht.
Die Erfindung hat sich zum Ziel gesetzt, sämtliche Nachteile der vorstehend beschriebenen, kontinuierlich arbeitenden mehradrigen Drahtstraßen zu vermeiden, trotzdem aber den Einsatz von Knüppeln mit großem Anstichquerschnitt zur Erzielung einer hohen Produktionsleistung und großer Bundgewichte zu ermöglichen. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine mehradrige Drahtstraße für hohe Produktionsleistung und große Bundgewichte mit einem Ofen sowie diesem nachgeordneter Vorstaffel und mit separaten, je für einadrige Walzung ausgelegten Zwischen- und Fertigstaffeln zu schaffen, in der unter Benutzung von zur Auswalzung der klassischen Anstichquerschnitte von bspw. 100 mm ausgelegten Zwischen- und Fertigstaffeln in der Vorstaffel große Anstichquerschnitte bis zu 200 mm mit einer minimalen Anzahl von Gerüsten niedergewalzt werden können, ohne daß dort die Einlaufgeschwindigkeit der Knüppel unter das kritische Maß von o,o7 m /see. absinkt und ohne daß eine den Wärmehaushalt der gesamten Drahtstraße gefährdende Laufzeitverlängerung der Knüppel durch die Vorstaffel eintritt.
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Basierend auf einer mehradrigen Drahtstraße der eingangs erwähnten Gattung besteht die Lösung dieses komplexen Problems nach der Erfindung im wesentlichen darin, daß jeder Walzader ein Planeten-Schrägwalzwerk als eigene Vorstaffel zugeordnet ist.
Die durch Planetenschrägwalzwerke gebildeten Vorstaffeln können unmittelbar aus dem Ofen mit Knüppeln von bspw. 195 oder 2oo mm Querschnitt beschickt werden, deren Einlaufgeschwindigkeit nicht weniger als o,o7 m/sec beträgt. In einem einzigen Walzstich lassen sich diese Knüppel durch die Planetenschrägwalzwerke z.B. auf 65 mm Querschnitt herunterwalzen, wobei dann die Walzader mit einer Geschwindigkeit von o,4 m/sec in die Zwischenstaffel einlaufen. Die Auslaufseite der Fertigstaffel verlassen die Walzadern bspw. mit einem Querschnitt von 5,5 mm mit einer Auslaufgeschwindigkeit von 6o m/sec.
Bei einer zweiadrigen Straße können die beiden Vorstaffeln ohne weiteres aus einem Ofen mit zwei Ausstoßöffnungen beliefert werden, Nach der Erfindung hat es sich aber als besonders zweckmäßig erwiesen, zwischen dem Ofen und den Vorstaffeln eine Knüppel-Verteilvorrichtung anzuordnen, über die die beiden Vorstaffeln dann bedarfsweise mit Knüppeln beliefert werden können.
Die Walzarbeit in den als Planetenschrägwalzwerk ausgebildeten Vorstaffeln gestaltet sich dann völlig problemlos, wenn die ihnen zugeführten Knüppel bereits einen Rundquerschnitt aufweisen. Es lassen sich jedoch auch Vierkantknüppel verarbeiten, wie sie in Drahtwalzwerken regelmäßig zur Verfügung stehen. In diesem Falle können sich jedoch insofern Schwierigkeiten ergeben, als durch das Niederwalzen in nur einem Walzstich innerhalb der Walzader wesentlich verschiedene Materialstreckungen auftreten, weil das Material in den Eckbereichen der Vierkantknüppel naturgemäß in größerem Maße der Verformungsarbeit ausgesetzt ist.
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Um diesen Schwierigkeiten vorzubeugen, wird nach der Erfindung für eine mit Vierkantknüppeln beschicktet Drahtstraße vorgeschlagen, daß die Vorstraße aus einem hinter dem Ofen angeordneten ümformgerüst, einem den freien Auslauf des Walzgutes aus dem Umformgerüst zulassenden Auslaufrollgang in der als Quertransport ausgebildeten Verteilvorrichtung und den anschließenden, jeder Walzader getrennt zugeordneten Planetenschrägwalzwerken besteht. Wenn dann, gemäß einem weiteren Erfindungsmerkmal das Umformgerüst mit einem Universalwalzensatz für Achtkantwalzung ausgestattet ist, ergeben sich die beim unmittelbaren Auswalzen von Vierkantknüppeln möglicherweise auftretenden Schwierigkeiten der unterschiedlichen Materialstreckung in der Walzader nicht. Es wurde nämlich gefunden, daß beim Niederwalzen von Knüppeln mit Achtkant-Querschnitt in einem Planetenschrägwalzwerk die gleich guten Ergebnisse erreicht werden wie bei der unmittelbaren Beschickung mit Rundquerschnitten.
Da einerseits das Umformgerüst aus den bekannten Gründen nicht mit einer Einlaufgeschwindigkeit von weniger als o,o7 m/sec. arbeiten kann und andererseits die Vorstaffeln im Hinblick auf die noch sicher beherrschbaren Auslaufgeschwindigkeiten am Ende der Fertigstraße nicht mit einer wesentlich höheren Einlaufgeschwindigkeit als o,o7m/sec. betrieben werden können, wenn ihnen nachgeordnete Zwischenspeicher vermieden werden sollen, ist dem Umformgerüst innerhalb der als Quertransport ausgebildeten Verteilvorrichtung der Auslaufrollgang nachgeordnet. Er kann den vom Umformgerüst umkalibrierten und sich mit einer Auslaufgeschwindigkeit von bspw. o,35m/sec. bewegenden Knüppel auf seiner ganzen Länge aufnehmen, woraufhin dieser bedarfsweise über die Verteilvorrichtung den verschiedenen Planetenschrägwalzwerken zugeführt werden kann.
Die aus dem Umformgerüst, dem Auslaufrollgang, der Verteilvorrichtung und den Planetenschrägwalzwerken bestehende Vorstaffel benptigt in diesem Falle keinen größeren Einbauraum als
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eine konventionelle Vorstaffel für einen Anstichquerschnitt von 80 mm.
Ein weiterer wesentlicher Vorteil ist nach der Erfindung noch erzielbar, wenn der Knüppelverteilvorrichtung eine Heißflämmmaschine zugeordnet ist. Dadurch kann nämlich eine Vorbearbeitung der Knüppel, insbesondere das Putzen derselben von Hand, vor deren Aufheizung im Ofen entfallen. Die Beseitigung von Fehlstellen in der Oberfläche der Knüppel durch das Heißflämmen nach dem Aufheizen ergibt nämlich eine optimale Oberflächenbeschaffenheit der Knüppel beim Beginn des eigentlichen Walzvorgangs. Das Heißflämmen der Knüppel ist gemäß der Erfindung nach dem Verlassen des Ofens im Bereiche der Verteilvorrichtung deshalb noch wirtschaftlich möglich, weil dort die Knüppel noch einen Querschnitt von etwa I80 mm haben.
Da bei der erfindungsgemäßen mehradrigen Drahtstraße die Vor-, Zwischen- und Fertigstaffeln durchweg im einadrigen Betrieb arbeiten, kann im Bedarfsfalle die Drahtstraße auf einfache Weise erweitert werden, indem Vor-, Zwischen- und Fertigstaffel für eine weitere Walzader hinzugesetzt wird. Der durchweg einadrige Betrieb der erfindungsgemäßen Drahtstraße macht auch eine bessere Ausnutzung derselben als bei bekannten Drahtstraßen möglich. Es ist nämlich ein Ausnutzungsgrad von etwa 85% erreichbar, während konventionelle Drahtstraßen bestenfalls zu 65% auslastbar sind. Das wird dadurch beg-ründet, daß bei der erfindungsgemäßen Drahtstraße im Gegensatz zu konventionellen Drahtstraßen bei einer Störung nicht die gesamte Anlage
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stillgesetzt werden muß/ sondern lediglich der Anlagenbereich für die von der Störung betroffene Walzader.
In der Zeichnung ist der Gegenstand der Erfindung an zwei Ausführungsbeispielen dargestellt. Es zeigt
Fig. 1 in schematischer Draufsichtdarstellung eine erste Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, zweiadrigen Drahtstraße und
Fig. 2 ebenfalls in schematischer Draufsichtdarstellung eine zweite Ausführungsform einer erfindungsgemäßen, zweiadrigen Drahtstraße mit baulich erweiterter Anlage.
Zunächst sei erwähnt, daß die beiden in den Fign. 1 und 2 gezeigten Drahtstraßen hinsichtlich Anordnung und Aufbau ihrer Zwischenstaffeln und Fertigstaffeln völlig übereinstimmen. Sie weisen nämlich jeweils zwei Walzlinien 1 und 2 auf, auf denen jeweils eine beispielsweise in H-V-Anordnung vorgesehene Zwischenstaffel und eine ebenfalls in H-V-Anordnung gestaltete Fertigstaffel liegt. Die auf der Walzlinie 1 angeordnete Zwischenstaffel hat die Bezeichnung 1 ,während die Fertigstaffel die
Bezeichnung 1 besitzt. Die auf der Walzlinie 2 befindliche Zwischenstaffel ist mit 2 und die ihr nachgeordnete Fertig-
2
Staffel 2 gekennzeichnet.
Auf jeder der beiden Walzlinien 1 und 2 befindet sich bei der Drahtstraße nach Fig. 1 noch eine Vorstaffel 1 bzw. 2 , wobei jede dieser Vorstaffeln durch ein einzelnes Planetenschrägwalzwerk gebildet ist.
3 3
Die Vorstaffeln 1 und 2 der beiden Walzlinien 1 und 2 werden aus dem gleichen Wärmofen 3 unmittelbar mit Knüppeln beschickt, die eine Querschnittsabmessung bis zu 200 mm haben können. Die Knüppel laufen mit einer minimalen Geschwindigkeit von
3 3 o,o7m see. in die Planetenschrägwalzwerke 1 bzw. 2 ein
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und werden dort in einem einzigen Walzstich auf eine Querschnittsabmessung von 65 mm heruntergewalzt, wobei ihre Auslaufgeschwindigkeit bspw. o,4 m see. beträgt. Mit dieser Geschwindigkeit laufen dann die Walzadern in die bspw. 1o-gerüsti-
1 1
ge Zwischenstraße 1 bzw. 2 ein und werden darin bis auf> einen Querschnitt von 18 mm niedergewalzt, wobei ihre.Auslaufgeschwindigkeit z.B. 8,5 m/sec. beträgt. Nunmehr laufen die Walzadern mit dieser Geschwindigkeit in die ebenfalls jeweils 1o-gerüstige
2 2
Fertigstaffel 1 bzw. 2 ein und werden dort bis auf den Endquerschnitt von 5,5 mm heruntergewalzt, der mit einer Geschwindigkeit von 6o m/sec. ausläuft und bspw. aufgehaspelt werden kann.
3 3
Zum Beliefern der beiden Vorstaffeln 1 und 2 für die nebeneinanderliegenden Walzlinien 1 und 2 kann der Ofen 3 mit getrennten Ausstoßöffnungen versehen werden. Es ist aber auch
3 3 möglich, zwischen dem Ofen 3 und den Vorstaffeln 1 und 2 der beiden Walzlinien 1 und 2 eine Knüppel-Verteilvorrichtung anzuordnen, die bedarfsweise die beiden Vorstaffein 1 , 2 mit den aus dem Ofen 3 ausgestoßenen Knüppeln beschickt.
Die zweiadrige Drahtstraße nach Fig. 2 unterscheidet sich von derjenigen nach Fig. 1 im wesentlichen nur dadurch, daß den
3 3
beiden Vorstaffeln 1 und 2 an der Ausstoßöffnung des Ofens 3 ein Umformgerüst 4 vorgeordnet ist, an das sich in Richtung
3 3
nach den Vorstaffeln 1 und 2 der beiden Walzlinien 1 und 2 hin ein Auslaufrollgang 5 anschließt. Die Walzachse des Umformgerüstes 4 und die Längsachse des Auslaufrollgangs 5 liegen auf der Mitte der zweiadrigen Drahtstraße, wobei sich beidseitig an den Auslaufrollgang 5 eine als Quertransport
1 2 ausgebildete Knüppel-Verteilvorrichtung 6 , 6 anschließt.
1
Über den Zweig 6 der Knüppel-Verteilvorrichtung können die aus dem Umformgerüst 4 in ihrer ganzen Länge auf den Auslauf-
rollgang 5 gelangenden Knüppel den Zuführrollgang 7 für die Vorstaffel 1 übergeben werden, während in gleicher Weise
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der Zweig 6 der Knüppel-Verteilvorrichtung den Zuführrollgang
2 3
7 für die Vorstaffel 2 versorgen kann.
Das Umformgerüst 4 ist mit einem Universal-Walzensatz ausgestattet, der die aus dem Ofen 3 ausgestoßenen Knüppel von ihrem Vierkantquerschnitt von 200 mm auf einen Achtkantquerschnitt von etwa 195 mm umformt. Ein solcher Achtkantquerschnitt
3 3 der Knüppel läßt sich nämlich in den Vorstaffeln 1 und 2 der beiden Walzlinien 1 und 2 besser weiterverarbeiten als Knüppel mit Vierkantquerschnitt, überraschenderweise hat sich dabei ergeben, daß Knüppel mit Achtkantquerschnitt bei ihrer Auswalzung auf Planetenschrägwalzwerken gleich gute Ergebnisse erbringen wie Knüppel mit Rundquerschnitt.
Zu erwähnen ist noch, daß die als Quertransport ausgebildete
1 2
Knüppel-Verteilvorrichtung 6 , 6 einen Zwischenspeicher zwischen dem Umformgerüst 4 und den beiden auf verschiedenen WaIz-
3 3 linien 1 und 2 liegenden Planetenschrägwalzwerken 1 und 2 bildet. Dieser Zwischenspeicher ist vorgesehen, weil die aus dem Umformgerüst 4 auslaufenden Knüppel eine Auslaufgeschwindigkeit haben, die größer als die Einlaufgeschwindigkeit der
3 3
Planetenschrägwalzwerke 1 und 2 ist.
1 2 Der Knüppel-Verteilvorrichtung 6 , 6 kann zweckmäßigerweise auch noch eine Heißflämmmaschine zugeordnet werden, die die Knüppel von Fehlstellen in der Oberfläche befreit, bevor sie
3 3 den Planetenschrägwalzwerken 1 bzw. 2 zugeführt werden.
Zum Abschluß sei nur noch darauf hingewiesen, daß es vorteil-
1 1 haft ist, die Zwischenstaffeln 1 bzw. 2 und die Fertigstellen
2 2
1 bzw. 2 für jede Walzader 1 bzw. 2 als Blockstaffeln auszubilden, wie das in Fig. 2 angedeutet ist.
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Claims (1)

  1. PATENTANWÄLTE F.W. HEMMERICH · GERD MÜLLER ■ D. GROSSE · F. POLLMEIER
    16. April 1974 f.th. 3129^8I 8454
    SCHLOEMANN-SIEMAG AG, 4 Düsseldorf 1.
    Patentansprüche
    ( 1. Mehradrige Drahtstraße für hohe Produktionsleistung und große Bundgewichte mit einem Ofen sowie diesem nachgeordneter Vorstaffel und mit separaten, je für einadrige Walzung ausgelegten Zwischen- uns Fertigstaffeln, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Walzader (1 bzw. 2) ein Planetenschrägwalzwerk (1 bzw. 2 ) als eigene Vorstaffel zugeordnet ist.
    2« Drahtstraße nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    3 3 daß zwischen dem Ofen (3) und den Vorstaffeln(1 und 2 )
    1 2 eine Knüppelverteilvorrichtung (6,6) angeordnet ist.
    3. Drahtstraße nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorstaffel aus einem hinter dem Ofen angeordneten Umformgerüst (4) einem, den freien Auslauf des Walzgutes aus dem Umformgerüst (4) zulassenden Auslaufrollgang (5) in der als Quertransport ausgebildeten Verteilvorrichtung
    1 2
    (6,6) und den anschließenden, jeder Walzader (Lr 2)
    3 3 getrennt zugeordneten Planetenschrägwalzwerken (1 und 2 ) besteht.
    4. Drahtstraße nach Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Umforragerüst (4) mit einem Universalwalzensatz für Achtkantwalzung ausgestattet ist.
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    PATENTANWÄLTE F.W. HEMMEBICH ■ GERD MÜLLER · D. GROSSE · F. POLLMEIER
    -U-
    5. Drahtstraße nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet,
    1 2 daß der Knüppel-Verteilvorrichtung (6,6) ei] Heißflämmmaschine zugeordnet ist.
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