DE2651958A1 - Verfahren zur herstellung von blechen, insbesondere von grobblechen, und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrens - Google Patents
Verfahren zur herstellung von blechen, insbesondere von grobblechen, und einrichtung zur durchfuehrung des verfahrensInfo
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Description
F/H 2558/76
'. .T.v's. Rudoif Peerbooms
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Vereinigte Österreichische Eisen- und
Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft Wien, Österreich
Stahlwerke - Alpine Montan Aktiengesellschaft Wien, Österreich
Verfahren zur Herstellung von Blechen, insbesondere von Grobblechen, und Einrichtung zur
Durchführung des Verfahrens
709822/0707
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Blechen, insbesondere von Grobblechen mit einer Dicke über 100 mm,
durch Warmwalzen von Brammen, insbesondere von Stranggußbrammen, in mehreren Stichen, wobei das Walzgut während mindestens eines
Stiches zwischen einem Walzenpaar abwechselnd stärker und schwächer verformt wird, sowie eine Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens.
Der Stahlbau benötigt in zunehmendem Maß Grobbleche in größeren Blechdicken; insbesondere werden für den Bau von Kernkraftwerken
Grobbleche bis zu einer Dicke von 350 mm benötigt. Für die Erzeugung von Grobblechen in einem Dickenbereich von 100 bis 350 mm
werden Rohbrammen mit einem Gewicht von 20 t bis etwa 100 t verwendet. Beim Herstellungsprozeß solcher Grobbleche treten mit zunehmendem
Rohbraitunengewicht in verstärktem Maß Fehler auf. Die Fehler sind Innenfehler, wie Lockerstellen und Spaltungen. Ein
weiterer Fehler, der bei der Herstellung von dicken austenitischen Cr-Ni-Stahlblechen auftreten kann, ist Grobkornbildung, die
häufig aufgrund einer zu geringen Durcharbeitung pro Stich - im besonderen in der Kernzone des Bleches - auftritt.
Die Erfindung bezweckt die Vermeidung dieser Nachteile und Schwierigkeiten und stellt sich die Aufgabe, ein Verfahren der
eingangs beschriebenen Art zu schaffen, das es ermöglicht, selbst bei Blechdicken über 100 mm fehlerfreie Bleche herzustellen. Es
sollen Lockerstellen und Spaltungen zuverlässig zum Verschweißen gebracht und das Gußgefüge in der Kernzone des Walzgutes in ein
Walzgefüge umgewandelt werden.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei
der schwächeren Verformung die Bedingung oC1 gleich oder kleiner
als ) und bei der stärkeren Verformung die Bedingung j kleiner
als cpC kleiner als 2) eingehalten werden, und oC , ti^C1 die Eingriff
swinkel und $ den Reibungswinkel bedeuten, worauf in einem folgenden Stich die Dickenunterschiede in der Längsrichtung
des Walzgutes wieder ausgeglichen werden. Diese Bedingung, die erfindungsgemäß während mindestens eines Walzstiches
eingehalten wird, kann auch bei mehreren Stichen erfüllt sein, muß aber nicht bei jedem Stich angewendet werden, d.h. es können
mehrere Stiche, insbesondere beim Breiten, durchgeführt werden, bei denen das Walzgut während eines WalzStiches abwechselnd unverformt
bleibt und geringer verformt wird, als der Bedingung )
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kleiner als i?G kleiner als 2 \ entspricht.
Vorteilhaft wird das Walzgut bei der schwächeren Verformung um 2 bis 6% und bei der stärkeren Verformung um 5 bis 12% verformt.
Zweckmäßig wird.das Walzgut in mehreren WalzStichen mit abwechselnd
stärkerer und schwächerer Verformung gewalzt, wobei nach jedem dieser Walzstiche die Dickenunterschiede ausgeglichen werden.
Nach einer bevorzugten Ausführungsform werden die Verformung
sbedingungen so eingestellt, daß das Verhältnis der Differenz Δ H der größten Hmax und kleinsten Hmin Dicke des Walzgutes zu deren
kürzestem Abstand L im Bereich zwischen 0,07 und 0,012 liegt.
Eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Einrichtung, die mindestens ein Arbeitswalzenpaar mit sich über ihren Umfang
erstreckender konvexer Walzenoberfläche aufweist, ist dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens eine der Arbeitswalzen eine achsparallele, über einen Kreisquerschnitt hinausragende Erhebung
über ihre gesamte Länge aufweist.
Eine bevorzugte Ausführungsform ist dadurch gekennzeichnet, daß eine Walze des Arbeitswalzenpaares einen elliptischen Querschnitt
aufweist, wobei die Drehachse im Mittelpunkt der Ellipse liegt, und daß gegebenenfalls ein weiteres Arbeitswalzenpaar,
dessen Arbeitswalzen zylindrischen Querschnitt haben, nachgeordnet ist.
Nach weiteren Merkmalen der Erfindung weisen zwei einander gegenüberliegende Arbeitswalzen elliptischen Querschnitt auf,
wobei die Ellipsenhalbachsen a, b der einen Arbeitswalze in den Stellungen der Arbeitswalzen, in denen der Walzspalt am größten
bzw. am kleinsten ist, parallel zu den entsprechenden Ellipsenhalbachsen a1, b1 der anderen Arbeitswalze sind.
Weiters beträgt vorteilhaft die Länge der kurzen Achse der den Querschnitt der Arbeitswalze bildenden Ellipse 90 bis 99 %
der Länge der langen Achse der Ellipse.
Die Erfindung ist anhand der schematischen Zeichnung sowie anhand von zwei Beispielen näher erläutert.
In der Zeichnung ist ein Walzgut 1 im Längsschnitt nach Anwendung des erfindungsgemäßen Walzstiches dargestellt, wobei die
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geringste Dicke des erfindungsgemäß behandelten Walzgutes mit
Hmin und die größte Dicke mit Hmax bezeichnet sind. Die einander
gegenüberliegenden Arbeitswalzen 2, 3 weisen einen elliptischen Querschnitt auf. In der dargestellten Stellung der Arbeitswalzen
hat der von ihnen gebildete Walzspalt die geringste Höhe. Die Ellipsenhalbachsen a, b der Arbeitswalze 2 sind in dieser Lage
parallel zu den entsprechenden Ellipsenhalbachsen a1 b1 der Arbeitswalze
3. Die Drehachse jeder Arbeitswalze liegt im Mittelpunkt der Ellipse. Das erfindungsgemäß gewalzte Walzgut weist
wellenförmig geformte Oberflächen auf, wobei ein Wellental von einem Wellenberg einen Abstand, der mit L bezeichnet ist, aufweist.
Dieser Abstand entspricht etwa einem Viertel des Walzenumfanges der Arbeitswalzen 2, 3.
Zur näherungsweisen Bestimmung des Eingriffswinkels wird
zweckmäßig die elliptische Arbeitswalze durch eine kreiszylindrische Walze 4 mit einem Walzenradius, der dem Krümmungskreisradius
5 des mit dem Walzgut 1 in Kontakt stehenden Bogens der elliptischen Arbeitswalze entspricht, ersetzt.
Beispiel 1: Aus einer Stahlqualität, die zur Herstellung von
niedriglegierten, warmfesten Kesselblechen verwendet wird, wurde ein Block mit den Abmessungen 3000 χ 2000 χ 950 mm gegossen, der
auf ein Blechformat von 6620 χ 3600 χ 240 mm3 gewalzt wurde. Nach
Erwärmung auf 1280° C wurde der Block einer zweigerüstigen Grobblechstraße
zugeführt. Als Vorgerüst war erfindungsgemäß ein Ellipsenwalzengerüst mit zwei Arbeitswalzen vorgesehen; die
Ellipsenachsen der untereinander gleichen elliptischen Arbeitswalzen betrugen 1000 mm und 9 60 mm. Die stärkere Verformung entspricht
bei einer Abnahme von 80 mm pro Stich einem Eingriffswinkel von ca. 24°5'. Der empirisch gefundene Wert für den Reibungswinkel
? beträgt 16 30'. Bei dieser Verformung ist also
die Bedingung ^ kleiner als oc kleiner als 2Q (16°3O' kleiner als
24 5' kleiner als 3 3 ) erfüllt. Die geringere Verformung entspricht
bei einer Abnahme von 40 mm einem Eingriffswinkel oCl von ca.
15 35'. Der empirisch festgestellte Reibungswinkel beträgt wieder 16°3O'. Damit ist die Bedingung OC ' gleich oder kleiner als
(15°35' klei ier als 16°3O") erfüllt. Ein Fertiggerüst war als
Quartowalzen\7erk mit zylindrischen Arbeitswalzen nachgeordnet.
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Der Walzvorgang ist im nachstehenden Stichplan 1 wiedergegeben. Hmin bedeutet die geringste Dicke und Hmax die größte Dicke des
Walzgutes nach Anwendung des erfindungsgemäßen Walzstiches am Ellipsenwalzengerüst. Begonnen wurde bei jedem erfindungsgemäßen
Walzstich in der Position, in der der Walzspalt des elliptischen Walzenpaares am größten ist.
Stichplan 1
WaIz- richtung |
Stich Nr. |
Vorg Ellipsen Hmax Verformungs- (mm) grad (%) |
4,2 | erüst walzengerüst Hmin Verformungs- (mm) grad (%) |
8,5 | Fertiggerüst zylindrische Arbeitswalzen H (mm) |
Längen | 1 | 910 | 870 | |||
2 | 860 | |||||
3 | 820 | 4,65 | 780 | 9,3 | ||
4 | 5,5 | 11 | 770 | |||
5 | 730 | 690 | ||||
6 | 680 | |||||
Drehen | 0 | 5,9 | ||||
Breiten | 7 | 680 | 640 | |||
8 | 0 | 6,3 | 630 | |||
9 | 630 | 590 | ||||
10 | 0 | 6,9 | 580 | |||
11 | 580 | 540 | ||||
12 | 0 | 7,5 | 530 | |||
13 | 530 | 490 | ||||
14 | 0 | 8,3 | 480 | |||
15 | 480 | 440 | ||||
16 | 0 | 9,3 | 430 | |||
17 | 430 | 390 | ||||
18 | 380 | |||||
Drehen | am Fertig gerüst |
|||||
Längen | Weite | er Weise | 240 | |||
rwalzung in üblict | ||||||
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-r-
Während der Stiche 1, 3 und 5 wurde das Walzgut abwechselnd
stärker und schwächer entsprechend den früher angegebenen Bedingungen oc ' gleich oder kleiner als ^ bzw. ^ kleiner als o<: kleiner
als 2 ^ verformt. Die Stiche 2, 4 und 6 sind Planstiche, in
denen die Dickenunterschiede ausgeglichen werden. Bei den Stichen 7, 9, 11, 13, 15 und 17 ist die Walzenanstellung der Ellipsenwalzen
derart, daß das Walzgut während eines Stiches abwechselnd unverformt bleibt und geringer verformt wird als der Bedingung
^ kleiner als oc kleiner als 2 ^ entspricht. Die Stiche 8, 10,
12, 14, 16 und 18 sind wieder Planstiche zum Ausgleich der Dikkenunterschiede.
Eine Untersuchung des erzeugten Bleches mittels einer Ultraschallprüfung
ergab eine einwandfreie Qualität ohne Fehler. Proben wurden dem Kopf und Fußende des Bleches entnommen. Der metallographische
Befund zeigte nach Anätzen mit verdünnter Salpetersäure eine mittlere Korngröße nach ASTM von 6 bis 7. Spaltungen
und Lunkerstellen konnten nicht festgestellt werden.
Beispiel 2: Eine Stranggußbramme aus einem Cr-Ni-Stahl des
Types 18/8 wurde im Stoßofen auf 1220° C erwärmt und dem erfindungsgemäßen Ellipsenwalzengerüst zur Verformung zugeführt. Die
Stranggußbramme hatte die Abmessungen 3000 χ 1600 χ 300 mm^.
Daraus wurde ein Blech mit den Abmessungen 6000 χ 2200 χ 110 mm
erzeugt. Die Ellipsenachsen der Arbeitswalzen betrugen 1010 mm und 995 mm. Das nachgeordnete Fertiggerüst war mit zylindrischen
Arbeitswalzen ausgestattet. Die Stranggußbramme wurde gemäß nachstehend angeführtem Stichplan verwalzt.
Die stärkere Verformung entspricht bei einer Abnahme von 50 mm einem Eingriffswinkel oc von ca. 18°3O'. Der Reibungswinkel· ^
ist, wie empirisch festgestellt wurde, 16°3O'. Es ist also bei
der stärkeren Verformung die Bedingung f kleiner als oc kleiner
als 2^ (16°3O' kleiner als 18°3O' kleiner als 33°) erfü^t. Die
geringere Verformung entspricht bei einer Abnahme von 35 mm einem Eingriffswinkel· oc' von ca. 15°5', wobei aiso die Bedingung
oc' gl·eich oder deiner ais J (15°5' deiner ais 16°3O') erfül·^
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Stichplan 2
Walz richtung |
Stich Nr. |
I Hmax (mm) |
Vo lllipse Hmin (mm) |
rgerüst lwalzengerüst Verformungsgrad (%) |
Fertiggerüst zylindrische Arbeitswalzen H (mm) |
Längen | 1 | 265 | 250 | 11 ,7 - 16,6 | |
2 | 250 | 235 | 0 -11,3 | ||
3 | 235 | 220 | 0 - 12,0 | ||
4 | 220 | ||||
Drehen | |||||
Breiten | 5 | 205 | 190 | 6,8 - 13,7 | |
6 | 190 | 175 | 0 - 14,6 | ||
7 | 175 | 160 | 0 - 15,8 | ||
Drehen | |||||
Längen | Weiter | walzung in üb I |
licher Weise am Fertiggerüst |
110 |
Die Stiche 1 bis 3 wurden am Ellipsenwalzengerüst durchgeführt. Während der Stiche 2 und 3 ist der Verformungsgrad abhängig
von der Walzspaltgröße beim Anstechen, d.h. abhängig davon, in welcher Stellung sich die elliptischen Arbeitswalzen beim
Greifen des Walzgutes befinden. Anschließend an Stich 3 erfolgte zum Ausgleich der Dickenunterschiede ein Längsstich am Fertiggerüst.
Das Breiten erfolgte am Ellipsenwalzengerüst, wobei für die Stiche 6 und 7 der Verformungsgrad in gleicher Weise wie
für die Stiche 2 und 3 von der Größe des Walzspaltes beim Anstechen abhängig war.
Wie eine metallographische Untersuchung zeigte, war das Blech frei von Grobkorn. Die Korngröße nach ASTM wurde mit 5
bis 6 ermittelt.
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AO
Leerseite
Claims (8)
- Patentansprüche:\ 1 ./' Verfahren zur Herstellung von Blechen, insbesondere von Grobblechen mit einer Dicke über 100 mm, durch Warmwalzen von Brammen, insbesondere von Stranggußbrammen, in mehreren Stichen, wobei das Walzgut während mindestens eines Stiches zwischen einem Walzenpaar abwechselnd stärker und schwächer verformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß bei der schwächeren Verformung die Bedingung oc' gleich oder kleiner als j7 und bei der stärkeren Verformung die Bedingung j1 kleiner als oc kleiner als 2^ eingehalten werden, und oC, oc1 die Eingriffswinkel· und $ den Reibungswinkel· bedeuten, worauf in einem folgenden Stich die Dickenunterschiede in der Längsrichtung des Waizgutes wieder ausgegiichen werden.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut bei der schwächeren Verformung um 2 bis 6 % und bei der stärkeren Verformung um 5 bis 12 % verformt wird.
- 3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Walzgut in mehreren Wal;;stichen mit abwechseind stärkerer und schwächerer Verformung gewal·zt wird, wobei nach jedem dieser Waizstiche die Dickenunterschiede ausgegiichen werden.
- 4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verformungsbedingungen so eingesteht werden, daß das Verhäitnis der Differenz (ΔΕ) der größten (Hmax) und kieinsten (Hmin) Dicke des Waizgutes zu deren kürzestem Abstand (L) im Be^- reich zwischen 0,07 und 0,012 liegt.
- 5. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4 mit mindestens einem Arbeitswalzenpaar mit sich über ihren Umfang erstreckender konvexer Waizenoberfl·äche, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine der Arbeitswaizen eine achsparallele, über einen Kreisquerschnitt hinausragende Erhebung über ihre gesamte Länge aufweist.709822/0 707ORIGINAL INSPECTED^ 26b1958
- 6. Einrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Walze des Arbeitswalzenpaares einen elliptischen Querschnitt aufweist, wobei die Drehachse im Mittelpunkt der Ellipse liegt, und daß gegebenenfalls ein weiteres Arbeitswalzenpaar, dessen Arbeitswalzen zylindrischen Querschnitt haben, nachgeordnet ist.
- 7. Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwei einander gegenüberliegende Arbeitswalzen (2, 3) elliptischen Querschnitt aufweisen, wobei die Ellipsenhalbachsen (a, b) der einen Arbeitswalze in den Stellungen der Arbeitswalzen, in denen der Walzspalt am größten bzw. am kleinsten ist, parallel zu den entsprechenden Ellipsenhalbachsen (a1, b') der anderen Arbeitswalze sind.
- 8. Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge der kurzen Achse der den Querschnitt der Arbeitswalze bildenden Ellipse 90 bis 99 % der Länge der langen Achse der Ellipse beträgt.709822/0707
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