DE2621330B2

DE2621330B2 - Verfahren zum Herstellen vdn Bewehrungsstäben aus Stahl

Info

Publication number: DE2621330B2
Application number: DE19762621330
Authority: DE
Inventors: Bernhard 3151 Peine Hussy; Horst Dipl.-Ing. 3380 Goslar Lange
Original assignee: Fels-Werke Peine-Salzgitter 3380 Goslar GmbH
Current assignee: Fels-Werke Peine-Salzgitter 3380 Goslar GmbH
Priority date: 1976-05-14
Filing date: 1976-05-14
Publication date: 1979-02-15
Also published as: DE2621330A1

Description

C	0,06	bis	0,18%	bis	0,06%	bis	1,50%	bis	0,15%
Si	0,01	bis	0,10%	bei beruhigtem Stahl	bis	0,06%	bis	0,20%,
	bei halbberuhigtem Stahl oder	030	bis	0,05%
Si	0,10	0,00	bis	0,010%
	0,00	bis	0,013%
Mn	0,00	bei Elektro-Stahl
P	0,00	0,02
S	0,02
N
N

Nb
V

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen von im Gesamtquerschnitt etwa runden Bewehrungsstäben aus Stahl, insbesondere für Bewehrungsmatten, bei dem aus einem Stahlvormaterial warmgewalzte Stäbi durch Kaltverformung mit einer die Haftung im Beton verstärkenden Oberflächenstruktur, insbesondere mit Rippen oder Profilierungen, versehen werden, wobei die Oberflächenverformungen im wesentlichen in mehreren über dem Stabumfang verteilten achsparallelen Bereichen liegen.

Für die Eigenschaften von Bewehrungsstäben der angegebenen Art werden nach den bestehenden Vorschriften (DIN 488) bestimmte Mindestforderungen gestellt Bei einem ersten bekannten Verfahren zum Herstellen von Bewehrungsstäben mit der geschilderten haftungsverstärkenden Oberflächenstruktur, die in aller Regel als Rippen oder Profilierungen ausgeführt werden, ist es bekannt die Oberflächenstruktur aus den

wobei Si durch äquivalente Anteile an Al ersetzt werden kann und Nb und/oder V durch äquivalente Gehalte an Cr und/oder Ni und/oder Mo und/oder Ti ersetzt werden können, und daß die warmgewalzten Stäbe aus diesem Stahl mit einer Volumenänderung von 15 bis 25% in einem Arbeitsgang kaltverformt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet daß die Kaltverformung in einem einzigen Walzvorgang mit festgelegtem Abstand von Walzen- und Drahtachse durchgeführt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß die Zusammensetzung des Stahl-Vormaterials derart bemessen wird, daß eine Streckgrenze von etwa 400 N/mm² und eine Zugfestigkeit von etwa 570 N/mm² gegeben sind.

warmgewalzten Stäben selbst ohne weitere Kaltverformung zi?_; formen. Hierbei haben sich jedoch wesentliche Nachteile gezeigt: Es ist beim reinen Warmwalzen nicht möglich, die gestellten Forderungen hinsichtlich der Nenndurchmesser und der Maß- und Gewichtstoleranzen mit der erforderlichen Sicherheit und der wirtschaftlich gewünschten Genauigkeit einzuhalten. Die Anwendung des reinen Warmwalzens beschränkt sich auf Stabdurchmesser von gleich oder größer 5,5 mm. Bewehrungsstab mit kleinerem Durchmesser, z.B. 5 mm, die für die Herstellung von Bewehrungsmatten jedoch von erheblicher Bedeutung sind, können allein durch Warmwalzen nicht oder nicht mit der erforderlichen Maßhaltigkeit und Wirtschaftlichkeit mit den durch die genannten Vorschriften geforderten Eigenschaften hergestellt werden.

Es sind daher bekannte Verfahren der eingangs angegebenen Art vorgeschlagen worden, bei denen die warmgewalzten Stäbe zur Erzeugung der haftungsverstärkenden Oberflächenstruktur kaltverformt werden. Die bekannten Verfahren erfordern jedoch zur Erzielung: der geforderten Eigenschaften eine verhältnismäßig hohe Kaltverformung, nämlich ungefähr 30 bis 50% Volumenänderung, bezogen auf eine vorgegebene Länge. Es hat sich nun gezeigt, daß die geforderten Festigkeitswerte und insbesondere das geforderte Verhältnis von Zugfestigkeit zur Streckgrenze aufgrund der bei dem bekannten Verfahren eingesetzten starken Kaltverformung nicht oder jedenfalls nicht mit der erforderlichen Sicherheit erzielt werden könnea Außerdem erfordern die nach dem bekannten Verfahren hergestellten Bewehrungsstäbe eine Wärmebehandlung in Form des Anlassens der Bewehrungsmatten zur sicheren Einhaltung der vorgeschriebenen Mindestbnichdehnung entsprechend der DIN-Vorschrift und den Erfordernissen bei der Anwendung. Ferner wurde festgestellt, daß die nach diesem üblichen und bekannten Verfahren mit 30 bis 50% Kaltverformung gefertigten Stäbe ein Biegen an der Schweißstelle der mit diesen Stäben hergestellten Bewehrungsmatten nur mit sehr großen Biegeradien zulassen, was die bauliche Anwendung solcher Bewehrungsmatten ganz wesentlich einschränkt, da es auf der Baustelle bei üblichen Standardmatten nahezu unmöglich ist, die Forderung einzuhalten, in bestimmten Abständen von der Schweißstelle zu biegen. Weitere Nachteile der bekannten Verfahren sind fertigungstechnisch und damit wirtschaftlich darin zu sehen, daß die Kaltverformung ja nach den zu erzielenden Nenndurchmessern der Bewehrungsstäbe in mehreren Kaltverformungsstufen vor dem anschließenden endgültigen Kaltverformen zum Aufbringen der haftungsverstärkenden Oberflächenstruktur mittels Ziehsteinen und Walzensätzen oder Umlenkrollen durchgeführt werden muß, wobei zwangsläufig bei einem Durchmesserbereich gleich oder kleiner 6,5 mm die Übertragung der Verformungsenergie bei der Kaltverformung in zwei getrennten Stufen erfolgen muß, um Drahtabrisse zu verhindern (Doppelzug bei Ziehmaschinen). Dieses Verfahren erhöht den Fertigungsaufwand ganz erheblich. Insbesondere wird der wirtschaftliche Bereich der möglichen Verformungsgeschwindigkeit bei dem bislang üblichen Kaltverformungsverfahren stark eingegrenzt Eben diese zuletzt geschilderten Nachteile des erheblich erhöhten Fertigungs- und Maschinenaufwands und der Einschränkung der Herstellungsgeschwindigkeit weist auch ein bekanntes Verfahren der eingangs angegebenen Art auf (DE-AS 12 66 333), bei dem der Querschnitt

der Stabe in zwei gesonderten Verfahrensschritten durch Kaltverformung verringert wird, nämlich in einer ersten Verfestigungsstufe durch Ziehen um 15 bis 30% und in einer zweiten Verfestigungsstufe durch Walzen um 5 bis 15% Vohimenänderung.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs angegebenen Art zu schaffen, bei dem die geschilderten Nachteile der bekannten Verfahren vermieden werden, nämlich einerseits die von den bestehenden Vorschriften geforderten Eigenschaften mit Sicherheit erfüllt werden können, die Toleranzen mit Sicherheit eingehalten werden können, verbesserte technologische Eigenschaften des Bewehrungsstabes und der aus solchen Stiften hergestellten Bewehrungsmitten erzielt werden und schließlich die Fertigung insbesondere im Hinblick auf den Vorgang des Kaltverformens wesentlich vereinfacht wird und der maschinelle und personelle Aufwand wesentlich verringert werien kann.

Dies wird nach der Erfindung bei einem Verfahren der eingangs angegebenen Art dadurch erreicht, daß als Stahlvormaterial ein Stahl mit wenigstens folgender Zusammensetzung verwendet wird:

C	0,06	bis	0,18%	bis	0,60	bis	1,50%	bis	0,15%
Si	0,01	bis	0,10%	bei beruhigtem Stahl	bis	0,06%	bis	0,20%,
	bei halbberuhigtem Stahl oder	0,30	bis	0,05%
Si	0,10	0,00	bis	0,010%
	0,00
Mn	0,00	bis	0,013%
P	oder	bei Elektro-Stahl
S	0,00	0,02
N	0,02

N

Nb
V

wobei Si durch äquivalente Anteile an Al ersetzt werden kann und Nb und/oder V durch äquivalente Gehalte an Cr und/oder Ni und/oder Mo und/oder '-Π ersem werden können, und daß die warmgewalzten Stäbe aus diesem Stahl mit einer Volumenänderung von 15 bis 25% in einem Arbeitsgang kaltverformt werden. Es hat sich gezeigt, daß die nach diesem Verfahren hergestellten Bewehrungsstäbe das durch die genannten DIN-Vorschriften geforderte Verhältnis von Zugfestigkeit zur Streckgrenze mit vollständiger Sicherheit erreichen. Eine aus derartigen Bewehrungsstäben hergestellte Bewehrungsmatte kann an den Schweißstellen wegen der außerordentlich guten Verschweißbarkeit der erfindungsgemäß hergestellten Bewehrungsstäbe mit kleinen Biegeradien gebogen werden, was die bauliche Anwendung ganz wesentlich erweitert und erleichtert Nicht nur das Schweißverhalten der erfindungsgemäß hergestellten Stäbe, sondern auch die Dauerschwingfestigkeit der Stäbe und der geschweißten Bewehrungsmatten ist erheblich verbessert Da gegenüber den geschilderten bekannten Verfahren mit Kaltverformung erfindungsgemäß nur etwa die Hälfte des Verformungsausmaßes nötig ist, wird eine ganz erhebliche Verringerung des Fertigungsaufwands erzielt, der Energie-, Personal- und vor allem zeitliche Aufwand kann, bezogen auf die jeweils erzeugte Menge, erheblich verringert werden. Die Verarbeitungsgeschwindigkeit bei der Kaltverformung wird ohne höheren maschinenbaulichen Aufwand ganz wesentlich erhöht Gegenüber dem Verfahren mit Verwendung von ausschließlich warmgewalzten Stahlmaterial wird der entscheidende Vorteil erzielt, daß mit geschildertem geringem Aufwand und mit den geschilderten guten Eigenschaften Bewehrungsstäbe auch unterhalb eines Durchmessers von 5,5 mm hergestellt werden können, was für die Erstellung von Bewehrungsmatten eine erhebliche Vergrößerung des Anwendungsbereichs mit sich bringt Ferner hat sich gezeigt, daß eine Wärmebehandlung in Form des Anlassens der mit den erfindungsgemäß

ίο hergestellten Bewehrungsstäben aufgebauten Bewehrungsmatten entfallen kann. Es wird noch einmal betont, daß bei dem Verfahren nach der Erfindung der Bewehrungsstab mit ganz wesentlich präziseren Eigenschaften und Abmessungen hergestellt, nämlich kaltverformt werden kann, so daß die Vielseitigkeit in der Anwendung solcher Bewehrungsstäbe erheblich verbessert wird.

Wird ferner die Kaltverformung erfindungisgemäß in einem Arbeitsvorgang, also einer Verfaforensstufe durchgeführt, so wird zusätzlich zu der erfimdungsgemäß schon erheblich verringerten Kaltverformung der Arbeits- und insbesondere der Zeitaufwand ganz erheblich verringert, die Arbeitsgeschwindigkeit des Verfahrens kann ganz erheblich erhöht werden, was wiederum die Wirtschaftlichkeit wesentlich verbessert Wird erfindungsgemäß die Kaltverformung im Gegensatz zu den mehreren aufeinanderfolgenden Schritten des bekannten Verfahrens in einer einzigen Stufe durchgeführt, so läßt sich der Bewehrungsstab mit

3D wesentlich präziseren Maßen und damit Gewichtstoleranzen herstellen, da bei dem bekannten Verfahren die einzelnen aufeinanderfolgenden Arbeitsschritte mehrere Vorrichtungen, insbesondere mehrere Walzensätze oder Ziehsteine voraussetzen, die sich gegenseitig im Hinblick auf die Toleranzen nachteilig beeinflussen können. Eine zweistufige Übertragung der Verformungskraft bei der Kaltverformung, wie sie bei dem bekannten Verfahren häufig und insbesondere bei geringeren Stabdurchmessern nötig wird, wird vollständig vermieden.

Es ist an sich aus der DE-AS 16 08 736 bekannt, bei der Herstellung von gut schweißbarem Betonrippenstahl einen Stahl mit einer Zusammensetzung zu verwenden, der bis auf den Bestandteil Vanadin dem

■'> erfindungsgemäß eingesetzten Stahl entspricht Der Veröffentlichung ist jedoch über ein besonderes Ausmaß der Kaltverformung und über die Art der Durchführung einer solchen Kaltverformung nichts zu entnehmen.

to Nach einer weiteren Ausführungsform der Erfindung wird die Kaltverformung in einem einzigen Walzvorgang mit festgelegtem Abstand von Walzen- und Drahtachse durchgeführt Dies hat den Vorteil, daß die Kaltverformung mit einem einzigen Walzensatz, insbe-

v» sondere mit einer Walzenkassette mit festem Abstand von Walzenachse zur Drahtachse, durchgeführt werden kann, wobei die Walzen untereinander mechanisch, z. B. über Kegelräder, gekoppelt sein können und über die Achse einer der Walzen vorzugsweise mit regelbarem Antrieb angetrieben werden können, z. B. hydraulisch oder elektrisch. Damit sind einerseits kurze Umrüstzeiten möglich, außerdem ist eine definierte Zuordnung verschiedener Oberflächenstrukturen, z. B. verschiedener Rippen, in verschiedenen achsparallelen Bereichen

*>^r> gegeben. Durch den Einsatz eines einzigen Walzensatzes bzw. einer einzigen Walzenkassette wird der maschinelle Aufwand einerseits und wird vor allem der Raumbedarf andererseits ganz erheblich herabgesetzt

Dies bringt die Möglichkeit mit sich, die Walzeneinrichtung für die Kaltverformung des Bewehrungsstabes vor den Zuführeinrichtungen von Quer- und Längsdrähten an BetonstahlgitterschweiBanlagen anzuordnen, so daß gesondert eingerichtete und aufgestellte Zieh- und Richtvorrichtungen entfallen können. Außerdem ist es möglich, in Vorschubrichtung anschließend an die Walzeneinrichtung eine Rieht- und Schneidanlage einzusetzen, was ebenfalls die kompakte und raumsparende Anordnung an einer Schweißanlage für Bewehrungunatten ermöglicht bzw. fördert und somit weitere wirtschaftliche Vorteile bringt

Zweckmäßig wird in weiterer Ausgestaltung der Erfindung die Zusammensetzung des Stahlvormaterials derart bemessen, daß eine Streckgrenze von ungefähr 400 N/mm² und eine Zugfestigkeit von ungefähr 570 N/mm² gegeben sind. Hieraus ergibt sich bei den geschilderten Vorteilen der Vereinfachung des Verfahrens die erforderliche Erhöhung dieser Festigkeitswerte zwecks Einhaltung der gültigen Vorschriften für den vorgesehenen Verwendungszweck.

Insgesamt lassen sich daher durch das Verfahren nach der Erfindung Bewehrungsstäbe in einem praktisch unbegrenzten Durchmesserbereich mit gegenüber den bekannten Bewehrungsstäben erheblich verbesserten

Eigenschaften mit jeweils gewünschter Sicherheit herstellen und dabei sämtliche Forderungen der bestehenden Vorschriften in eben diesem großen Durchmesserbereich erfüllen, und es wird dies ferner auf erheblich wirtschaftlichere und technisch einfachere Weise erreicht Wird fiber das zur Erfüllung der gestellten Forderungen notwendige geschilderte Ausmaß hinaus die Kaltverformung verstärkt, so können auch Bewehrungsstab« mit wesentlich höheren Festigkeitseigenschaften als mit den bekannten Verfahren hergestellt werden. Da schließlich durch das erfindungsgemäße Verfahren die geforderten Toleranzen des Bewehrungsstabes genau bzw. mit wesentlich größerer Genauigkeit eingehalten werden können als dies bei den bekannten Verfahren möglich ist, entfällt die bei den bekannten Bewehrungsstäben häufig erhebliche Oberdimensionierung mit unnötig erhöhtem Gewicht bzw. die Gefahr einer unzulässigen Unterdimensionierung. Da mit derartigen Bewehrungsstäben hergestellte Bewehrungsmatten nach auf die Stückzahl bezogenem rechnerischem Gewicht verkauft werden, ergibt sich neben der geschilderten gesteigerten Wirtschaftlichkeit in der Herstellung und den erforderlichen Einrichtungen auch hierdurch eine wesentliche Kostenersparnis.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen von im Gesamtquerschnitt etwa runden Bewehrungsstäben aus Stahl, insbesondere für Bewehrungsmatten, bei dem aus einem Stahlvormaterial warmgewalzte Stäbe durch Kaltverformung mit einer die Haftung im Beton verstärkenden Oberflächenstruktur, insbesondere mit Rippen oder Profilierungen, versehen werden, wobei die Oberflächenverformungen im wesentlichen in mehreren über dem Stabumfang verteilten achsparaUelen Bereichen liegen, dadurch gekennzeichnet, daß als Stahlvormaterial ein Stahl mit wenigstens folgender Zusammensetzung verwendet wird: