DE2847355A1

DE2847355A1 - Walzwerk

Info

Publication number: DE2847355A1
Application number: DE19782847355
Authority: DE
Inventors: Evgeny Nikolaevitsch Berezin; Vladimir Grigorievitsch Dremin; Vladimir Nikolaevitsch Vydrin
Original assignee: TSCHELJABINSKIJ POLITEKHN I IM
Current assignee: TSCHELJABINSKIJ POLITEKHN I IM
Priority date: 1977-11-01
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1979-05-03
Also published as: DE2847355C2; GB2009648B; JPS5488857A; GB2009648A; JPS5717602B2; SU904851A1; US4213320A

Description

HOFFMANN · EITLE & PARTNER

PAT E N TAN WALTE

DR. ING. H. HOFFMANN (1930-1976) · Dl PL-I NG. W.EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN · DIPL.-ING. W. LEHN

DIPL.-ING. K. FOCHSLE · DR. RER. NAT. D. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERNHAUS) · D-8000 MD N CH EN 81 · TELEFON (089) 911087 · TELEX 05-29Ä19 (PATHE)

31 326 t/ga

Chelyabinsky Politekhnichesky Institut irneni Leninskogo Komsomola,

Chelyabinsk/UdSSR

Walzwerk

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzwerk, mit einem auf einem Bett aufgestellten, längs der Walzachse durch einen Antrieb hin- und herbewegbaren Walzgerüst mit Arbeitswerkzeugen, die mittels an einer Stütze angelenkten Stangen in Schwingungsbewegung versetzbar sind und bezieht sich im besonderen auf ein Stauchwalzwerk. Die Erfindung eignet sich besonders für den Betrieb zusammen mit Stranggießmaschinen, d.h. als Bestandteil eines Gießwalzaggregates, mit dem das Gießen und Walzen eines Stranges in einem ununterbrochenen technologischen Prozeß erfolgt.

Eine unabdingbare Voraussetzung für den sicheren Betrieb eines Gießwalzaggregates ist das Vermeiden der Bildung von Axialkräften im zu verformenden Metall. Diese Axialkräfte

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können sich im Metall beim Betrieb des Walzwerkes infolge des Zusammenwirkens von Walzen und Walzmetall entwickeln. Derartige in Axialrichtung wirkende Kräfte pflanzen sich von dem Walzwerk im Metall bis an die Kokille der Stranggießmaschine fort und verursachen Störungen während des Betriebes des Gießwalzaggregates.

Zur Sicherung der wirtschaftlichen Zweckdienlichkeit bei der Vereinigung der Stranggießmaschine mit dem Walzwerk muß eine weitere Voraussetzung erfüllt werden, nach welcher das Walzwerk mit einer geringen Masse Metall unter großen Streckungen in einem Stich zu verformen hat.

Somit ist die Zweckmäßigkeit der Vereinigung einer Stranggießmaschine mit einem Walzwerk innerhalb eines Gießwalzaggregates von der Erfüllung von zwei Voraussetzungen abhängig.

Die erste der genannten Voraussetzungen kann durch Vereinigung eines üblichen Duogerüstes -- ausgerüstet mit Kaliberwalzen nach z.B. OE-PS 280 191 — mit einer Stranggießmaschine innerhalb einer Fließstraße erfüllt werden.

Durch eine Änderung der Umlaufgeschwindigkeit der Walzen können die Metallgießgeschwindigkeit und die Walzgeschwindigkeit einander gleichgesetzt werden, wodurch Axialkräfte im Walzmetall vermieden werden. Jedoch erfährt in diesem Fall das Metall eine geringe Streckung, deren Größe auf die Bedingungen des Greifens des Metalls durch die Walzen und des Auffüllens des Kalibers eingeschränkt wird.

Die Erhöhung der Zahl von Duogerüsten (Einsatz eines kontinuierlich arbeitenden Walzwerkes) zwecks Vergrößerung der Gesamtstreckung ergibt ein Anwachsen der Masse des Walzwerkes, und - wie Erfahrungen im Betrieb solcher Walzwerke

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im Ausland gezeigt haben - können derartige Aggregate reibungslos und ohne Auftreten von Axialkräften im Walzmetall nicht betrieben werden. Die Ursache dafür sind große Schwierigkeiten bei der Übereinstimmung der Walzgeschwindigkeit der Walzgerüste.

Das Problem der Vereinigung einer Stranggießmaschine mit einem Walzwerk läßt sich durch den Einsatz eines Stauchwalzwerkes lösen, welches eine geringe Masse hat und Knüppel mit großen Streckungen in einem Stich walzen kann.

Ein derartiges bekanntes Stauchwalzwerk enthält ein auf dessen Bett aufgestelltes, längs der Walzachse durch einen Antrieb hin- und herbewegbares Walzgerüst mit Arbeitswerkzeugen, wie Stauchbacken, die mittels an einer Stütze angelenkten Stangen in Schwingungsbewegung versetzt werden. Hierbei sind die Stütze und der Antrieb für Hin— und Herbewegungen des Walzgerüstes auf dem Bett starr befestigt.

Infolge der fortschreitenden Bewegung des Walzgerüstes vollziehen die Stauchbacken unter Einwirkung der Stangen eine Oszillation und stauchen das Walzmetall über den Verformungskegel. Nach jedem Hub in Walzrichtung mit dem Stauchen des Walzmetalls erfolgen ein rückwärtiger Leerlauf und die Bewegung des Walzmetalls um die Vorschublänge, wobei der Vorschub durch eine auf der Eintrittsseite zum Eintreten des Walzmetalls in das Walzgerüst befindliche Vorschubeinrichtung bewerkstelligt und die Zuführung des hinteren Endes des Walzmetalls während des Walzens durch eine auf der Austrittsseite des Walzgerüstes angeordnete Greifvorrichtung gesichert wird.

Der Betrieb des beschriebenen Stauchwalzwerkes ist durch dajs Entstehen von Axialkräften im Walzmetall begleitet, was

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auf die starre Befestigung der Stütze und des Antriebes für Hin- und Herbewegungen des Walzgerüstes zurückzuführen ist.

Beim Walzen auf diesem Walzwerk bleibt das Metall während seiner Stauchung unbeweglich. Im Falle der Vereinigung einer Stranggießmaschine mit einem Walzwerk bewegt sich das Metall jedoch ständig. Dies führt unweigerlich zum Auftreten von Axialkräften im Metall bei dessen Stauchen, sobald das beschriebene Walzwerk und eine Stranggießmaschine innerhalb einer Linie vereinigt sind. Bei der Vereinigung des Walzwerkes mit der genannten Maschine ist jedoch das Vorhandensein von Axialkräften im Walzmetall - wie oben ausgeführt - unzulässig.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Walzwerk, insbesondere Stauchwalzwerk zu entwickeln _r bei welchem der Antrieb der Arbeitswerkzeuge derart ausgelegt ist, daß die beim Stauchen im Walzmetall auftretenden Axialkräfte bei der Schaffung von Gießwalzaggregaten vermieden werden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Stütze des Walzwerkes derart aufgestellt ist, daß sie längs der Walzachse auf unbeweglichen Führungen über auf dem Bett des Walzwerkes befestigte Kraftzylinder zur Übereinstimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Walzmetalls mit der des Walzgerüstes während der Stauchung verlagerbar ist, wobei der Antrieb für die Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes an der Stütze angebracht ist.

Eine derartige technische Lösung gestattetes, das Auftreten von Axialkräften im Walzmetall zu vermeiden. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Stütze mit dem daran befestigten Antrieb für die Hin- und Herbewegungen des Walzgerüstes beweglich aufgestellt und mit den an einer unbeweglichen Traverse befestigten Kraftzylindern gekoppelt ist. Durch die Ein-

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Stellung eines bestimmten Druckes in den Kraftzylindern kann während der Stauchung des Walzmetalls mittels des Werkzeuges eine Verlagerung des Systems "Walzgerüst - Stütze - Antrieb" mit der Bewegungsgeschwindigkeit des Walzmetalls erreicht werden, welche dem Walzmetall beim Austreten aus der Stranggießmaschine verliehen wird (d.h. das System "Walzgerüst Stütze - Antrieb" "schwimmt" gegenüber dem unbeweglichen Bett des Walzwerkes). Dadurch ist eine Übereinstimmung in der Bewegungsgeschwindigkeit des Walzmetalls mit dem System "Walzgerüst - Stütze - Antrieb" gegeben, wodurch die Ausbildung einer Axialkraft im Walzmetall vermieden wird.

Erfindungsgemäß stellen die Führungen des Walzwerkes Säulen dar, die parallel zur Walzachse angeordnet und an unbeweglichen Traversen befestigt sind, von welchen sich in Walzrichtung die eine vor dem Walzgerüst und die andere hinter der Stütze befindet.

Die Ausgestaltung der Führungen in Form von parallel zur Walzachse verlaufenden Säulen ermöglicht eine genaue Zentrierung des Walzgerüstes mit der Stütze. Dies ist besonders ausschlaggebend für den synchronen Betrieb der Werkzeuge. Desweiteren ist erfindungsgemäß in der Mitte jeder Traverse eine Öffnung vorgesehen, in welcher eine Führung zum Durchlauf des Walzmetalls untergebracht ist.

Das Vorhandensein der Öffnungen in den Traversen zur Unterbringung von Führungen für das Walzgut ermöglicht eine einfache konstruktive Gestaltung der Führungsarmatur unter Verwendung von bestehenden Teilen'. Die Anfertigung von besonderen Mitteln zum Befestigen dieser Führungen ist nicht notwendig.

Zur Vereinfachung des Aufbaues des Walzwerkes sind die für die Verlagerung der Stütze verantwortlichen Kraftzylinder·

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in der hinter der Stütze befindlichen Traverse montiert, wobei die Stangen dieser Zylinder mit der Stütze verbunden sind. Für die Befestigung der Zylinder in der Traverse sind keine besonderen Vorrichtungen notwendig.

Zum besseren Verständnis der Erfindung sind nachstehend konkrete Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch eine Ausführungsform des er

findungsgemäßen Stauchwalzwerkes in einer Draufsicht im Längsschnitt;

Fig. 2 ' eine weitere Ausfuhrungsform des erfindungs-

gemäßen Stauchv/alzwerkes in einem Längsschnitt;

Fig. 3 · eine Seitenansicht der Ausführungsform gemäß

Fig. 2;

Fig. 4 eine Draufsicht der Ausführungsform gemäß

Fig. 2; und

Fig. 5 bis 7 mögliche Profilvarianten der hergestellten

Rohstücke.

Das vorliegende Stauchwalzwerk (Fig. 1) besitzt ein Walzgerüst 1, eine Stütze 2 und Traversen 3, 4, von welchen sich die Traverse 3 vor dem Walzgerüst in Walzrichtung und die Traverse 4 hinter der Stütze.befindet. Das Walzgerüst und die Traverse sind auf gemeinsamen unbeweglichen Führungen 5 aufgestellt. Sämtliche wichtigen Bauteile des Walzwerkes sind auf dem gemeinsamen Bett 6 angeordnet.

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Das Walzgerüst 1 besitzt einen monolithischen Ständer 7, in welchem Arbeitswerkzeuge 8 an Achsen 9 befestigt sind. Als Arbeitswerkzeuge können Walzen oder Stauchbacken einer Sonderausführung eingesetzt werden. Im vorliegenden Fall sind Stauchbacken dargestellt.

Das Walzgerüst 1 ist beweglich angeordnet und längs der Walzachse durch einen bekannten Antrieb hin- und herbewegbar. Im vorliegenden Fall ist der Antrieb als an der Stütze 2 angebrachter Hydraulikzylinder 10 ausgebildet, der über den Kolben 11, die Stangen 12 an den Ständer 7 des Walzgerüstes gekoppelt ist.

Die Arbeitswerkzeuge 8 vollziehen während der hin- und hergehenden Bewegung des Gerüstes aufgrund der Stangen 13 eine Schwingbewegung. Das eine Ende der Stangen ist dabei gelenkig mit den Werkzeugen und das andere Ende gelenkig mit der Stütze 2 verbunden.

Die Stütze 2 ist längs der Walzachse auf den unbeweglichen Führungen 5 zusammen mit dem Walzgerüst 1 verschiebbar angeordnet. Die Stütze 2 samt dem daran angebrachten Antrieb für das Walzgerüst wird durch einen Antrieb verlagert, der als auf dem Bett 6 des Walzwerkes befestigter Kraftzylinder ausgebildet ist. Im vorliegenden Fall findet als Kraftzylinder ein Hydraulikzylinder 14 mit Kolben 15 und Stangen 16 Verwendung, die mit der Stütze 2 verbunden sind. In diesem Fall ist die Verbindung über das Gehäuse der Hydraulikzylinder des Antriebes des Walzgerüstes hergestellt.

Das Walzgerüst 1 und die Stütze 2 stützen sich gegenüber den Führungen über eine Hülse 17 ab. Für den Durchlauf des Walzmetalls 18 durch das Walzwerk v/eisen die Traversen 3, 4 und die Stütze 2 Öffnungen auf, in denen Führungen 19, 20, 21 untergebracht sind.

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Zur Vereinfachung des Aufbaues des Walzwerkes bietet sich eine andere Ausführung an, die in den Fig. 2, 3, 4 dargestellt ist. Die Besonderheit dieser Ausführungsform besteht darin, daß die Führungen 5 als Säulen 22 ausgebildet sind, die parallel z.ur Walzachse angeordnet und in den unbeweglichen Traversen 3, 4 befestigt sind. Dadurch entfallen besondere Vorrichtungen für die Befestigung der Führungen auf dem Bett 6 des Walzwerkes.

Ein weiterer Unterschied ist darin zu sehen, daß die Kraftzylinder 14 in der Traverse 4 befestigt sind. Dies trägt ebenfalls zur Vereinfachung des Aufbaues des Walzwerkes bei, weil keine Sondervorrichtungen für deren Befestigung auf dem Bett des Walzwerkes notwendig sind.

Das erfindungsgemäße Walzwerk bietet die Möglichkeit, Rohstücke unterschiedlicher Profile herzustellen. So ist zum Beispiel in Fig. 5 die Herstellung eines Streifens durch Stauchen des Walzmetalls mit zwei Werkzeugen dargestellt. Fig. 6 zeigt die Herstellung eines komplizierten Dreieckprofils durch Stauchen des Walzmetalls mit drei Werkzeugen, die es über den Umfang des Querschnittes umfassen. In Fig. 7 ist die Herstellung eines Rohstückes quadratischen Querschnittes durch Stauchen des Walzmetalls mit zwei Werkzeugpaaren dargestellt, von welchen das eine Paar das Metall in horizontaler Ebene und das andere in vertikaler Ebene staucht.

Die Wirkungsweise des Walzwerkes ist wie folgt:

Das Walzmetall 18, das sich mit der Gießgeschwindigkeit der Stranggießmaschine bewegt, wird durch die Einführung 19 zu den Stauchbacken des Walzgerüstes 1 bewegt. Unter Einwirkung des an der Stütze 2 befestigten Antriebes (Hydraulikzylinder 10 mit Kolben 11 und Stangen 12) vollführt das

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Walzgerüst 1 gegenüber der Stütze und dem Walzmetall eine Hin- und Herbewegung, im Verlaufe deren die Stauchbacken aufgrund der Stangen 13 ebenfalls eine Schwingbewegung ausführen. Wird ein Druck innerhalb des kolbenstangenseitigen Raumes des Hydraulikzylinders 10 erzeugt, so verlagert sich das Walzgerüst 1 in Walzrichtung, wobei es eine Arbeitsbewegung ausführt, bei welcher das Stauchen des Streifens durch die Stauchbacken über den Verformungskegel stattfindet. Im Falle einer Druckumsteuerung im Hydraulikzylinder 10 vollzieht sich ein rückwärtiger (Leer)Lauf ohne Stauchvorgang.

Das Walzgerüst 1, das mit der Stütze 2 mittels der Stangen 13 und mit den an der Stütze .2 befestigten Hydraulikzylindern 10 mittels der Stangen 12 in Verbindung steht, bildet eine geschlossene kraftschlüssige Baugruppe "Walzgerüst - Antrieb - Stütze" aus. Die während des Walzvorganges innnerhalb der genannten Gruppe auftretenden Kräfte werden auf die anderen Bauteile des Walzwerkes nicht übertragen.

Beim Ergreifen des Walzmetalls 18 durch die Stauchbacken beginnt sich die gesamte Gruppe "Walzgerüst - Stütze - Antrieb" mit einer Geschwindigkeit zu verlagern, die gleich der Bewegungsgeschwindigkeit des Walzmetalls auf der Eintrittsseite des Walzgerüstes (also der Gießgeschwindigkeit) ist. Erreicht wird dies durch eine Kraft, die von den Kraftzylindern 14 erzeugt wird, an der Gruppe über die Stangen 16 angreift und in ihrer Größe gleich den Kräften (vorwiegend den Reibungskräften) ist, die der Bewegung dieser Gruppe entgegenwirken. Zu diesem Zweck wird im kolbenstangenseitigen Raum der Kraftzylinder 14 ein Druck erzeugt, wodurch sich die Gruppe "Walzgerüst - Stütze - Antrieb" in Walzrichtung mit einer Geschwindigkeit bewegt, die gleich der Metallgießgeschwindigkeit ist. Im Moment des Fehlens eines Kontaktes zwischen den

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Stauchbacken und dem Walzmetall erfolgt die Umsteuerung des Druckes in den Kraftzylindern 14 und die Gruppe "Walzgerüst - Stütze - Antrieb" kehrt schnell in ihre Ausgangsstellung zurück, die sie vor dem Arbeitslauf des Walzgerüstes, d.h. vor dem Stauchzyklus eingenommen hat.

Die beschriebene Arbeitskinematik des Walzwerkes bewirkt während der Stauchung eine Bewegungsgeschwindigkeit für die Gruppe "Walzgerüst - Stütze - Antrieb", die der Bewegungsgeschwindigkeit des Walzmetalls entspricht, wodurch eine Axialkraft im Walzmetall vermieden wird. Damit ist eine der wichtigsten Voraussetzungen für die Vereinigung eines Walzwerkes mit einer Stranggießmaschine innerhalb eines Gießwalzaggregates erfüllt.

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Claims

PAT E N TAN WÄr,T 33 DR. ING. E. HOFFMANN (1930-197i) . DIPL.-I N G. W.EITLE · D R. RER. NAT. K. HOFFMANN · Dl Pl.-ING. W. LFHN DIPL.-ING. K. FDCHSLE · DR. RER. NAT. B. HANSEN ARABELLASTRASSE 4 (STERN HAUS) · D-8000 MDNCH EN 81 . 1ELEFON (08?) 911087 · TELEX 05-2?il9 (PATHE) 31 326 t/ga Chelyabinsky Politekhnichesky Institut iraeni Leninskogo Komsomola, Chelyabinsk/UdSSR Walzwerk P a tentansprü ehe

1.J Walzwerk, mit einem auf einem Bett aufgestellten, längs ler Walzachse durch einen Antrieb hin- und herbewegbaren Walzgerüst mit Arbeitswerkzeugen, die mittels an einer Stütze angelenkten Stangen in Schwingungsbewegung versetzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Stütze (2) des Walzwerkes derart aufgestellt ist, daß sie längs der Walzachse auf unbeweglichen Führungen (5) über auf dem Bett (6) des Walzwerkes befestigte Kraftz^linder (14) zur Übereinstimmung der Bewegungsgeschwindigkeit des Walzmetalls mit der des Walzgerüstes (1) während der Stauchung verlagerbar ist, wobei der Antrieb (10, 11, 12) für die Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes (1) an der Stütze (2) angebracht ist.

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2. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Führungen (5) von Säulen (22) gebildet werden, die parallel zur Walzachse angeordnet und an unbeweglichen Traversen (3, 4) befestigt sind, von welchen sich die eine Traverse (3) in Walzrichtung vor dem Walzgerüst (1) und die andere Traverse (4) hinter der Stütze (2) befindet.

3. Walzwerk nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß in der Mitte jeder Traverse (3, 4) eine Öffnung vorgesehen ist, in welcher eine Führung (19, 20) für das Walzraetall (18) untergebracht ist.

4. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verlagerung der Stütze (2) vorgesehenen Kraftzylinder (14) in der hinter der Stütze (2) befindlichen Traverse (4) montiert sind und die Stangen der Zylinder mit der Stütze (2) verbunden sind.

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