DE2936680C2

DE2936680C2 - Verfahren und Vorrichtung zum Warmwalzen von Doppel-T-Trägern

Info

Publication number: DE2936680C2
Application number: DE2936680A
Authority: DE
Inventors: Kiyoshi Kurashiki Okayama Hitomi; Teruyuki Kibi Okayama Nakanishi
Original assignee: Kawasaki Steel Corp
Current assignee: JFE Steel Corp
Priority date: 1978-09-12
Filing date: 1979-09-11
Publication date: 1985-05-23
Also published as: US4367642A; CA1125550A; FR2435976B1; US4322962A; GB2031770A; JPS5540057A; DE2936680A1; GB2031770B; JPS5921681B2; FR2435976A1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Warmwalzen von Doppel-T-Trägern mit den in den Oberbegriffen des Anspruchs 1 (Verfahren) bzw. des Anspruchs 2 (Vorrichtung) angegebenen Merkmale.

.«· Auf herkömmliche Welse erfolgt das Warmwalzen von Doppel-T-Trägern derart, daß ein In einem Reduziergerüst vorgewalzter Block In mehreren Walzstichen in einer aus mehreren Universalgerüsten und Stauchgerüsten bestehenden Zwischenstraße zu einem Zwischenprofil mit Flanschen und einem Steg ausgewalzt wird und das Zwischenprofll In einer aus einem Universalgerüst bestehenden Fertigstraße fertiggeformt wird.
Eine herkömmliche Zwischenstraße zum Ausführen des herkömmlichen Warmwalzens von Doppel-T-Trägern umfaßt mindestens zwei hlntereinanderllegend angeordnete Universalgerüste, wobei jedes Universalgerüst jeweils ein Vertikalwalzenpaar zum Formen der Flanschaußenseiten und ein Horizontalwalzenpaar zum Formen der Flanschlnnenselten sowie des Flanschsteges aufweist.

Bei Doppel-T-Trägern nach dem Stand der Technik weisen die Siegwurzeln, d. h. die Übergangsbereiche zwischen den beiden Trägerflanschen und dem Trägersteg unbefriedigende mechanische Eigenschaften aus, die

4() sich nachteilig von den Eigenschaften des übrigen Trägers abheben. Als mögliche Ursache für diese unbefriedigenden mechanischen Eigenschaften der Stegwurzeln Im Vergleich zu den übrigen Bereichen des Doppel-T-Trägers wird diskutiert, daß die Stegwurzeln während des Walzens nicht ausreichend von den mit den Horizontalwalzen zusammenwirkenden Vertikalwalzen beaufschlagt werden. Außerdem dürfte es eine Rolle spielen, daß die Stegwurzel eine größere Dicke als der Steg und die Flansche besitzt, was zur Folge hat, daß die Wärmeabstrahlung auf die Walzen vergleichsweise geringer Ist. Demzufolge erfahren die Stegwurzeln während des Walzens die höchsten Temperaturen. Auf das Walzen nach dem Stand der Technik wird In der Figurenbeschreibung noch eingehend eingegangen.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren bzw. eine Vorrichtung der aus dem Stand der Technik bekannten Gattung so zu verbessern, daß Doppel-T-Träger hergestellt werden können, die sich durch ausge-

5n zeichnete Festlgkelts- und Zähigkeitseigenschaften Im Bereich ihrer Siegwurzeln auszeichnen.

Diese Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebene Erfindung hinsichtlich des Walzverfahrens sowie durch die im Anspruch 2 angegebene Erfindung hinsichtlich der Walzvorrichtung gelöst.

Die Erfindung stellt darauf ab, daß die Verformungsintensität Im Bereich der Stegwurzeln gesteigert wird, um auf diese Welse als Folge eines verstärkten Materlalflusses die Werkstoffeigenschaften hinsichtlich Festigkeit und Zähigkeit zu verbessern. Dabei werden in aufeinanderfolgenden Walzstichen In den Vorwalz-L'niversalgerüsten In den Zwlschenprofllen im Bereich der Stegwurzeln überstehende Materialüberschüsse abwechselnd auf den Flanschaußenseiten bzw. den Stegselten ausgebildet, welche in der Fertigstraße niedergewalzt werden, so daß das fertige Erzeugnis keinerlei Spuren von überstehenden Materialüberschüssen zeigt. Dadurch, daß diese Materialüberschüsse abwechselnd wenigstens an der Innenseite oder an der Außenseite des Steges sowie der

^Wl Flansche ausgebildet werden, wird ein verstärkter Materialfiuß In die Stegwurzeln erzwungen, was die im Bereich dieser Stegwurzeln ingesamt vorgenommene Verformung erhöht.

Die erfindungsgemäß hergestellten Doppel-T-Träger weisen so ausgezeichnete mechanische Eigenschaften auf, daß sie starken plastischen Verformungen gewachsen sind. Dadurch lassen sich erfindungsgemäß hergestellte Träger ohne Gefahr mil Hilfe von Walzcnrlchtmaschlnen richten, was eine Verbesserung der Produktivität zur

^(lS Folge hai LiiHl bei auf herkömmliche Welse hergestellten Doppcl-T-Trllgcrn wegen der Gefahr von Brüchen Im Bereich tier Stegwur/.eln praktisch nicht möglich war

Ein weilerer Vorteil der erlindungsgemäß hergestellten Träger lsi darin zu sehen, daß sie aus halbberuhigtem Stahl hergestellt werden können, sofern eine Verwendung bei tiefen Temperaturen vorgesehen ist. Nach dem

Stand der Technik hergestellte Doppel-T-Träger mußten aus beruhigtem Stahl hergestellt werden, um auf diese Weise der Ausbildung von Rissen vorzubeugen, welche beim Brennschneiden gebildet werden. Ferner können erfindungsgemäß hergestellte Doppel-T-Träger als Laufschienen für Einschienenbahnen verwendet werden, ohne daß es erforderlich wäre, ihre Dimensionen zu verstärken, wohingegen auf herkömmliche Weise hergestellte Träger nur nach Verstärkung ihrer üblichen Dimensionen als Laufschienen für Einschienenbahnen zugelassen sind. Da keine Dimensionsvergrößerungen bei erfindungsgemäß hergestellten Trägern für den in Rede stehenden Zweck bei Einschienenbahnen vorgesehen sind, ergibt sich eine Gewichtseinsparung je Längeneinheit im Vergleich zu auf herkömmliche Weise hergestellten Doppel-T-Trägern.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungsbeispielen und unter Bezug auf die Zeichnung sowie vor dem Hintergrund einer Erläuterung des bekannten Standes der Technik näher erläutert. In der Zeich- in nung zeigt

Fig. la bis If eine schematische Darstellung des herkömmlichen Verfahrens zum Erzeugen von Doppel-T-Trägern,

Fig. 2a bis 2c grafische Darstellungen der mechanischen Eigenschaften von Steg, Flansch und Stegwurzeln bei herkömmlich hergestellten Doppel-T-Trägern, '>

Fig. 3 eine schematische Darstellung, die erkennen läßt, wie die Querschnittsveränderung für Flansch. Stegwurzel und Steg beim herkömmlichen Auswalzen erfolgt,

Fig. 4a und 4b schematische Darstellungen des Verhaltens herkömmlich hergestellter Doppel-T-Träger beim Richten in Walzenrichtmaschinen,

Fig. 5a bis 5d schematische DarsteKang, die die Rißbildung und -ausbreitung beim Brennschneiden herkömmlich hergestellter Träger erläutern,

Fig. 6 einen schematischen Schnitt durch eine Einschienenbahn, wobei ein Doppel-T-Träger als Laufschiene dient,

Fig. 7a und 7b Schnitte durch die Walzenanordnung eines beim erfindungsgemäßen Verfahren benutzten Vorwalz-Universalgerüstes,

Fig. 8a und 8b Schnitte durch das Walzgut, welche die Materialüberschüsse erkennen läßt, die beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren zeitweilig erzeugt werden.

Flg. 9 und 10 schematische Darstellungen des Metallflusses Im Querschnitt des erfindungsgemäß gewalzten Walzgutes,

Flg. 11 ein Schaubild, welches die Beziehungen zwischen der Umformung und der Spannungsverteilung im M Querschnitt beim erfindungsgemäßen Verfahren veranschaulicht,

Fig. 12 einen Schnitt durch das beim herkömmlichen Verfahren benutzte Kaliber der Vertikalwalzen und Horizontalwalzen eines Vorwalz-Unlversalgerüsies,

Flg. 13a und 13b Querschnitte durch ein anderes Beispiel der Kalibergestall, welches erfindungsgemäß für Vertikalwalzen und Horizontalwalzen verwendet wird, und -^1?

Fig. 14 ein Schaubild, welches schematisch Beispiele von Gerüstanordnungen zeigt, die bei einer Ausführungsform der Erfindung verwendet werden.

Das herkömmliche Walzverfahren zum Erzeugen von Doppel-T-Trägern umfaßt: einen Brecher-Walzvorgang, bei welchem das In Fig. la dargestellte Walzgut 10 mit einem dor: dargestellten Querschnitt in einem Walzgerüst mit zwei Walzen 12 der in Fig. Ib dargestellten Gestalt ausgewalzt wird, einen Vorwalzvorgang, bei -w welchem das Walzgut in einem Stich oder in einer Vielzahl von Stichen In einem Universal-Walzweik ausgewalzt wird, welches wenigstens ein Universalgerüst enthält, welches grob- und Intermediäre Horizontalwalzen 14 sowie entsprechende Vertikalwalzen 16 aufweist, wie In Flg. Ic dargestellt. Außerdem wird bei dein herkömmlichen Verfahren wenigstens ein Siauchwaizwerk mit Stauchwalzen 18 einer In Flg. Id dargestellten Querschnittsgestalt sowie eine Ferilgwalzung angewendet, während welcher eine Walzung η einem Fertlg-Uni- 4> versalgerüst mit horizontalen Fertigwalzen 20 sowie vertikalen Fertigwalzen 22 erfolgt, deren Querschnittsgestalt in Fig. Ie dargestellt ist. Der auf diese Welse hergestellte Träger 23 hat Flansche 24, einen Steg 26 und Stegwurzeln 28, die, wie dargestellt, jeweils zwischen Flansch- und Stegabschnitten liegen. Ein Beispiel für die mechanischen Eigenschaften eines jeden Abschnittes von auf diese Welse gewalzten herkömmlichen Trägern ist In Fig. 2 grafisch dargestellt. Fig. 2a zeigt die Beziehung zwischen der Endwalztemperatur und der Streck- >n grenze. Flg. 2b zeigt die Beziehung zwischen der Endwalztemperatur und der Zugfestigkeit. Fig. 2c zeigt die Beziehung zwischen der Endwalztemperatur und der Übergangstemperatur einer spröd-duktll gebrochenen Oberfläche. In dem grafischen Schaubild zeigen die ausgezogene Kurve A, die gestrichelt gezeichnete Kurve B und die aus Strichen, Punkten und Kreuzen besiehende Kurve C die mechanischen Eigenschaften des Steges 26, des Flansches 24 bzw. der Stegwur;el 28. Wie lus der Darstellung ersichtlich, sind die Streckgrenze und die Zugfestigkeit der Stegwurzel 28 bei übereinstimmenden Endwalztemperaturen niedriger als die entsprechenden Gülewerte des Flansches 24 und des Steges 26, wobei die Übergangstemperatur beim Kerbschlagversuch mit der Charpy-Probe am höchsten liegt. Als mögliche Ursache für die derart unbefriedigenden mechanischen Eigenschaften der Stegwurzeln 28 Im Vergleich zu den übrigen Materialproben wird vermutet, daß die Stegwurzel 28 während des Walzens durch die Vertikalwalzen 16 bis 22 bei der Vor- und Fertigwalzung nicht ausreichend ver- ^w formt wird. Außerdem besitz! die Stegwurzel 28 eine größere Dicke als der Steg 26 und als der Flansch 24, mit der Wirkung, daß die Wärmeabstrahlung auf die Walzen gering Ist. Demzufolge erfährt die Stegwurzel während des Walzens die höchsten Temperaturen.

FIg. 3 zeigt das Ausmaß der Qucrschniusvcrformung durch Walzen in den jeweiligen Walzgutabschnitten. Haben der Flansch a. die Stegwurzeln b und der Steg c des Waizgutes 10 jeweils einen quadratischen Ausgangs- ^fl? querschnitt, so liegen diese Abschnitte nach dem Walzen in Form der Abschnitte a', b' bzw. c' im ausgewalzten Trager 23 vor. Aus Flg. 3 wird deutlich, daß die Querschnittsveränderung für den Flansch vom Zustand α zum Zustand u' sowie für den Steg vom Zustand c zum Zustand c' durch große Änderungen der Vertikal- bzw. Hori-

zontalabmessung gekennzeichnet 1st, wohingegen für die Stegwurzel die Querschnittsveränderung vom Zustand b zum Zustand b' In vertikaler und horizontaler Richtung ähnlich und geradezu gleichartig erfolgt Ist. Dieses ist eine Folge des Metallflusses aus der Stegwurzel In den Steg, weil, wie bereits erwähnt, die Verformungen durch die Vertikalwalzen 16 bis 20 nicht ausreichend wirksam sind. Wird vorausgesetzt, daß die Verformung des Steges und des Flansches ebenachsig erfolgt und daß die Verformung der Stegwurzel als eindimensionale Zugbeanspruchung erfolgt, so ergibt sich für den Steg und den Flansch eine wahre Gesamtverformung, die etwa 1,15ma! so groß Ist wie diejenige für die Stegwurzel.

Beim Herstellen von Doppel-T-Trägern wird der, wie vorstehend erläutert, erzeugte Träger durch einen Walzoder einen Preßvorgang gerichtet, um Krümmungen und Biegungen zu beseitigen. Wird jedoch ein auf ¹⁽¹ herkömmliche Welse erzeugter Träger mit Hilfe der In Flg. 4a dargestellten Walzen 30 gerichtet, so kann die Stegwurzel 28 als Folge Ihrer unzureichenden mechanischen Eigenschaften ggf. beschädigt werden, wie in Flg. 4b durch den schraffierten Bereich 32 veranschaulicht. Aus diesem Grunde muß für herkömmlich erzeugte Träger das Richten mit Hilfe von Preßwerkzeugen erfolgen, sofern stärkere Verformungen beim Richten nicht zu umgehen sind. Die Forderung nach Preßwerkzeugen für das Richten behinhaltet jedoch eine beträchtliche ¹^ Herabsetzung der Produktionsleistung.

Vor Ihrer Verwendung werden Träger häufig mit Brennschneidgeräten getrennt, was bedeutet, daß ein Teil des Flansches 24, wie in Fig. 5a durch schräge Linien 34 veranschaulicht, geschnitten wird, während ein Teil des Steges 26 entsprechend den In Flg. 5b dargestellten schrägen Linien 36 geschnitten wird. Werden herkömmlich erzeugte Doppel-T-Träger diesem Brennschneiden unterworfen, so können als Folge des Brennschneidens gebildete Vertiefungen 37 als Ausgangspunkte für Risse 38 dienen, die sich längs der Stegwurzel 28 erstrecken oder ausdehnen, wie in den Flg. 5c und 5d dargestellt, wobei die Rißbildung bzw. -ausdehnung eine Folge der unzureichenden mechanischen Eigenschaften der Stegwurzeln Ist. Der RIß 38 Ist verursacht durch den Einfluß der in der Stegwurzel 28 vorliegenden Restspannungen. Die Rißausbreitung Ist um so stärker, je niedriger die Tieftemperaturzähigkeit der Stegwurzel 28 bei einer Kaltverformung Ist. Um diese Rlßblldung zu verhin-²^ dem, ist vorgeschlagen worden, ein Loch vor der Stegwurzel 28 auszubilden, um die Rißausbreitung zu verhindern. Mühevolle Vorgänge, wie eine Nacherwärmung der Stegwurzel 28, sind vorgenommen worden. Außerdem sind kostenintensiv beruhigte Stähle mit ausgezeichneter Zähigkeit anstelle der (üblichen) halbberuhigten Stähle für normale Träger verwendet worden. Das hat jedoch zur Folge, daß die Erzeugungskosten beträchtlich steigen. Doppel-T-Träger werden gelegentlich als Laufschienen für Einschienenbahnen verwendet, wie In Fig. 6 darge-■"' stellt. In Fig. 6 bezeichnet das Bezugszeichen 39 ein Fahrzeug, das Bezugszeichen 40 ein Führungsrad und das Bezugszeichen 41 einen Schienenträger, an welchem ein als Laufschiene dienender Träger befestigt ist. Bei herkömmlich hergestellten Trägern, die als Laufschienen für Einschienenbahnen verwendet werden, ist bis jetzt gefordert worden, die Stegwurzeln 28 dicker zu dimensionieren, um ihre unzureichende Festigkeit zu kompensieren.

- Das erfindungsgemäße Verfahren unterscheidet sich von dem eingangs erörterten herkömmlichen Verfahren in erster Linie dadurch, daß während des Vorwalzschrittes alternierend ein Schritt durchgeführt wird, bei welchem das Walzen In einem Universalgerüst erfolg!, welches eine Horizontalwalze 42 und eine Vertikalwalze 16 besitzt, wobei die Horizontalwalze 42 konkave Einbuchtungen 44 an der Innenseite einer jeden Stegwurzel des zu walzenden Materials aufweist und die Vertikalwalze 16 die gleiche Querschnittsgestalt aufweist, wie die ⁴⁽¹ in Fig. 7a dargestellte herkömmliche Vertikalwalze. Bei dem oben erwähnten alternierenden Arbeltsschritt handelt es sich um einen Vorgang, bei welchem das Walzen mit Hilfe eines Universalgerüstes ausgeführt wird, dessen Vertikalwalze 48 einen eine konkave Ausnehmung 46 In der Nähe der Außenseite der Stegwurzel des zu walzenden Trägers aufweisenden Querschnitt besitzt und dessen Horizontalwalze 14 herkömmlich gestaltet 1st, wie in Fig. 7b dargestellt.

Das in einem Universalgerüst mit einer Kalibergestalt gemäß Flg. 7a ausgewalzte Walzgut 10 besitzt vorstehende Materialüberschüsse 50. die an der Innenseite einer jeden Stegwurzel ausgebildet sind, wie In Fig. 8a dargestellt. Ein Walzgut 10 hingegen, welches In einem Universalgerüst mit einer Kalibergestalt gemäß Fig. 7b gewalzt worden Ist, besitzt vorstehende Materialüberschüsse 52, die an der Außenseite einer jeden Stegurzel ausgebildet sind, wie in Fig. 8b dargestellt. Aus diesem Grunde erhält das Walzgut 10 nach wiederholtem Durchgang durch derartige Universalgerüste alternierende Gestaltungen gemäß Flg. 8a und Fig. 8b. Das bedeuiei, daß das Walzgut alternierend konvexe Vorspränge 50 an der Innenseite einer jeden Stegwijrze! und konvexe Vorsprünge 52 an der Außenseite einer jeden Stegwurzel erhält. Eine derartige Verlagerung dieser vorstehenden Materialüberschüsse verläuft natürlich durch die Stegwurzeln hindurch und Ist mit entsprechendem Materialfluß durch die Stegwurzeln zur Innenseite bzw. zur Außenseite verbunden, was dazu führt, daß im Bereich der Steg- ^ wurzeln vergleichsweise hohe Spannungen oder Beanspruchungen auftreten. Diese Spannungen oder Verformungen können frei in Abhängigkeit von der erforderlichen Stichzahl und der Kalibergestalt in den Horizontal- und Vertikalwalzen des Universalgerüstes zum Einsatz gebracht werden.

Nach Abschluß des Walzens in den Vorgerüsten werden die Materialüberschüsse in einem Fertig-Universalgerüst niedergewalzt, in welchem das Walzgut zu einem Doppel-T-Träger mit den angestrebten Abmessungen ausgewalzt wird. Bei dieser Fertigwalzung werden die Stegwurzeln gleichfalls stark beansprucht.

Im allgemeinen werden die Effekte materieller Stahlverbesserungen durch Warmverformung wie folgt klassifiziert. Der erste Effekt ergibt sich als Folge des Verformens In einem Temperaturgebiet, in welchem Austenit leicht rekristallisieren kann. Das Verformen in diesem Gebiet gestattet das Erzielen eines feinkörnigen Austenits als Folge wiederholter Rekristallisationsvorgänge, wobei gleichfalls feinkörniger Ferrit nach entsprechender ''■ Umwandlung erhalten werden kann. Der zweite Effekt beruht auf dem Verformen in einem Temperaturbereich, in welchem keine Austenit-Rekristallisation auftreten kann. Das Verformen in diesem Temperaturbereich führt zur Ansammlung von Spannungen Im Austenit, ruft eine Deformationszone hervor und führt dazu, daß der Austenit zur Zeit der Umwandlung der Ursprung von Ferritausscheidungen wird, so daß die Ferritkörner fein

werden. In jedem dieser Temperaturgebleie trägt eine erhöhte Spannung oder Verformung zur Feinkörnigkeit des Ferrits bei, was zu verbesserten Festigkelts- und Zählgkeltselgenschaftcn des Werkstoffs führt.

Fig. 9 veranschaulicht den Inneren Metallfluß bei einem Stich für den Fall, dnß ein durch ein Gerüst mit der in Fig. 7b ge/clgtcn Kallbcrgcslall gewalztes Wal/gut und (nachfolgend) In einem Gerüst mil der in Γ Ig. 7a gezeigten Kallbergesialt gewalzt wird. Flg. IO /dgl den Inneren Mctallfluß bei einem Stich für den Fall, daß ein in einem Gerüst mit der Kallbergesialt gemäß Fig. 7b gewalztes Walzgut anschließend In einem Ferilg-Unlversalgerüst ausgewalzt wird. In jedem Fall wird beim Walzen die vor dem Walzen vorliegende Gitterstruktur des Querschnitts in eine parallelogrammartige Struktur verformt, woraus hervorgeht, daß zusätzlich zu der Kompressionsbeanspruchung noch eine große Scherbeanspruchung aufgetreten 1st. Fig. 11 zeigt die Spannungsverteilung über den Querschnitt bei einem Metallfluß entsprechend Flg. 10, beispielsweise für denjenigen Temperaturbereich, in welchem keine Austenlt-Rekrlstalllsatlon auftritt Die Spannungsverteilung ist durch äquivalente plastische Verformungen angegeben. Das Schaubild zeigt die Beziehung zwischen den Größen der Spannungen an typischen Orten innerhalb des Spannungsverteilungsdlagramms und dem Grad der Ferrii-Felnkörnigkelt, wobei auf den Unterschied der Feinkörnigkeit abgestellt lsi, die zum einen bei Ausführung des herkömmlichen Verfahrens und zum anderen mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens erreicht wird. i>

Aus Fig. !! wird deutlich, daß die Größe der Spannung In jeder Ortslage der Feinkörnigkeit des Ferritkorns entspricht und daß die Scherbeanspruchung wirksam zu einer Verfeinerung des Gefüges beiträgt.

Somit kann mit Hilfe der Erfindung die Größe der Verformung der Stegwurzel hinreichend gesteigert werden und kann jede angestrebte Werkstoffgüte durch Einstellen der Kallbergestalt der Vorwalz-Unlversalgerüste, durch Wahl der geeigneten Stichzahl sowie durch Wahl der geeigneten Walztemperatur, für jeden Stich erhalten 2" werden.

Die In den Horizontalwalzen und Vertikalwalzen von Universalgerüsten auszubildenden konkaven Umfangsausnehmungen können jegliche Gestalt aufweisen, sofern den beiden folgenden Bedingungen genügt wird. Erstens muß die Gestalt so gewählt sein, daß keine Schäden, wie Überwalzungen auftreten, wenn die ausgebildeten konvexen Gebilde des Walzgutes bis zur Elnebung In nachfolgenden Gerüsten reduziert werden. Zweitens muß ein ausreichender Metallfluß in die Verbindungsstücke gewährleistet sein, wenn ein alternierendes Walzen |

mit Hilfe von zwei Vorwalzunlversalgerüsten durchgeführt wird.

Fig. 12 zeigt eine konkrete Kalibergestalt, die bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens verwendet wird. Die in der Horizontalwalze 42 ausgebildeten konkaven Ausnehmungen 44 sind durch einen Kreisbogen r\ geblickt, der durch Berührungspunkte m und η hindurchgeht, in welchen ein Kreisbogen R an -¹¹' der Ecke der Horizontalwalze die Oberfläche und die Seilen dieser Horizontalwalze berührt. Ferner sind die Ausnehmungen 44 definiert durch einen gemeinsamen tangentlalen Kreisbogen rl, der den Zweck hat, weiche Übergänge in den Schniitpunktbereichen zu bilden. Die Tiefe der konkaven Ausnehmungen 44 ist gleich dem Abstand d\ zwischen dem Schnittpunkt / des Kreisbogens R und dem Schnittpunkt / des Kreisbogens rl, jeweils mit der Halbierungslinie des von der Oberfläche und der Seite der Horizontalwalze gebildeten Winkels. -'?

Die in der Vertikalwalze 48 ausgebildete konkave Ausnehmung 46 liegt in einem Abstand dl von dem Scheitelpunkt k des Mittelbereiches der Vertikalwalze und ist gebildet durch eine Gerade 1, die parallel zur Achse der Vertikalwalze verläuft, einen Kreisbogen r3, der durch den Schnittpunkt P der Oberfläche der Vertikalwalze und der von einem Punkt η auf der Horizontalwalze zu der Oberfläche der Vertikaiwalze gezogenen Senkrechten hindurchgeht und die Gerade 1 berührt. Ferner Ist die Ausnehmung 46 definiert durch einen gemeinsamen ■»·' tsngenii&len Kreisbogen .^r4, der den Zweck hat. Im Bereich des Schnittpunktes P einen weichen Übergang herbeizuführen. Die Tiefe der konkaven Ausnehmung 46 der Vertikalwalze Ist gleich dem Abstand dl.

Die Kreisbögen rl und r4 haben jeweils eine geeignete Gestalt, um der oben erwähnten ersten Bedingung zu genügen. Außerdem 1st wegen der vorstehend erwähnten zweiten Bedingung die Beziehung zwischen der Tiefe d\ der konkaven Ausnehmung 44 und der Tiefe dl der konkaven Ausnehmung 46 so bestimmt, daß das Zwei- ·»? fache der Querschnittsfläche der konkaven Ausnehmung 44 nahezu gleich der Querschnlttsfläche der konkaven Ausnehmung 46 ist und daß die Absolutwerte der Tiefen d\ und dl in Abhängigkeit von der Spannungsgröße oder Beanspruchungsmenge gewählt werden, die für die Stegwurzeln benötigt werden.

Die Gesamtquerschnittsfläche der konkaven Ausnehmung 44 In den Horizontalwalzen Ist gleich der Querschnittsfläche der konkaven Ausnehmung 46 in der Vertikalwalze für den Fall, daß aufeinanderfolgende >" Walzungen mit Hilfe von zwei Vorwalzunlversalgerüsien durchgeführt werden. Erfolgt das Walzen demgegenüber mit lediglich einem Stich je Walzgerüst, so können die Querschnittsflächen von konkaven Ausnehmungen in in Walzrichtung nachfolgenden Walzgerüsten herabgesetzt werden, in Übereinstimmung mit der Querschnittsvermtnderung, die das Walzgut In jedem Walzgerüst erfährt.

Die Kombination der Kalibergestaltungen kann von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel >> verschieden sein, so lange gewährleistet Ist, daß die genannten ersten und zweiten Bedingungen erfüllt werden. So kann beispielsweise gemäß Fig. 13a eine Kombination aus konkaven Ausnehmungen 56 und 58, die in den Vertikalwalzen 54 bzw. 55 ausgebildet sind, verwendet werden. Gleichfalls läßt sich gemäß Fig. 13b eine Kombination von konkaven Ausnehmungen 62 und 64 verwenden, die In den oberen und unteren Horizontalwalzen 60 bzw. 61 ausgebildet sind.

Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich In jeder Walzwerkseinrichtung ausführen, sofern zwei oder mehr Universalgerüste zusätzlich zu einem Fertig-Universalgerüst vorgesehen sind. Die Flg. !4a, 14b und 14c zeigen Beispiele von Walzgerüstanordnungen. In der Figur bezeichnet das Bezugszeichen 70 ein Zunderbrechgerüst, das Bezugszeichen 72 ein Unlversal-Vorwalzwerk, das Bezugszeichen 74 ein Stauchgerüst und das Bezugszeichen 76 ein Universal-Fertigwalzwerk. ⁶·"

Bei der in Fig. 14a dargestellten Walzgerüstanordnung wird in einem Stich oder in zwei oder mehr Stichen mit Hilfe einer Universal-Vorwalzgerüstgruppe ausgewalzt, die aus dem Universal-Vorwalzwerk 72a mit der in Fig. 7a dargestellten Kalibergestalt, dem Stauchwalzwerk 74a, dem Universal-Vorwalzwerk 11b mit der in

Fig. 7b dargestellten Kalibergestalt und dem Stauchwalzwerk 746 besteht. Die Fertigwalzung erfolgt sodann mit Hilfe des Universal-Fertigwalzwerkes 76, dessen Kaliber dem herkömmlichen Kaliber ähnlich lsi. Bei der in Fig. 14b dargestellten Walzgerüstanordnung erfolgt das Auswalzen In einem oder In zwei oder sogar mehr Stichen mit Hilfe einer Unlversal-Vorwalzgerüstgruppe, die aus dem Unlversal-Vorgerüst 72a mit der In Fig. 7a dargestellten Kalibergesialt und den im Anschluß genannten Walzgerüsten besteht. Die Abmessungen rl. rl. R sowie it\ der konkaven Ausnehmungen 44 der Horizontalwalze 42 sind so gewählt, daß ein W-Profll mit den Abmessungen 400x200x8x13 erhalten wird (Höhe: 400 mm; Flanschbreite: 200mm; Stegdicke: 8mm; Flanschdicke: 13 mm). rl hat eine Abmessung von 36 mm, rl hat eine Abmessung von 10 mm. R hat eine Abmessung von 19 mm und ill hat eine Abmessung von 6 mm. Ferner gehören zu der Walzgerüstgruppe ein Stauchwalzwerk 74a und ein Universal-Vorwalzgerüst 726 mit der in Flg. 7b gezeigten Kalibergestalt, wobei die konkave Ausnehmung 46 der Vertikalwalze 48 folgende Abmessungen besitzt: r3 = 40 mm, r4 = 25 mm und dl = 8 mm. Das Auswalzen erfolgt sodann mit Hilfe einer Unlversal-Fertiggerüstgruppe, die aus einem Unlversal-Vorgerüst 72c mit der In Fig. 7a dargestellten Kalibergestalt oder einer herkömmlichen Kalibergestalt, einem Stauchwalzwerk 746 und einem Unlversal-Fertlggerüst 76 besteht. Die in Fig. 14c dargestellte Walzanordnung 1st ein Beispiel für eine vollständig kontinuierlich arbeitende Walzwerksanordnung, bei welcher das Unlversal-Vorgerüst 72-1 die in Fig. 7a dargestellte Kaübergestalt aufweist. Das in Fig. !4c dargestellte Universal-Vorwalzwerk 72-2 besitzt die In Flg. 7b dargestellte Kalibergestalt, und das Universal-Fertlggerüst 76 hat eine konventionelle Kalibergestalt. Werden die In den Flg. 7a und 7b dargestellten Kalibergestalten alternierend In wenigstens zwei oder mehr aufeinanderfolgenden Universalgerüsten benutzt, so können in Walzrichtung davor- und dahinterliegende Universalgerüste eine herkömmliche Kalibergestalt aufweisen.

Versuchsergebnisse an erfindungsgemäß gewalzten Doppel-T-Trägern sind In der folgenden Tabelle 1 zusammengestellt.

Die bei der Versuchsdurchführung verwendete Walzenanordnung entspricht der in Flg. 14b dargestellten. Die Kalibergestalt des Universal-Vorgerüstes 72a entspricht der in Flg. 7b dargestellten Kalibergestalt, und die Kalibergestalt des Universal-Vorgerüstes 726 entspricht der in Flg. 7a dargestellten Kalibergestalt. Die Kalibergestalt des Universal-Vorgerüstes 72c- entspricht der In Fig. 7b dargestellten Kalibergesiali. und das Fertig-Universalwalzgerüst 76 hat eine herkömmliche Kalibergestalt. Es wurde In drei Stichen in einer Universal-Vorwalz-Gerüstgruppe gewalzt, die aus dem Universal-Vorgerüst 72o, dem Stauchwalzwerk 74a und dem Universal-Vorwalzgerüst 726 bestand. Die einstichige Fertigwalzung erfolgte auf dem Universal-Vorwalzgerüst 72r, dem Stauchwalzwerk 746 und dem Universal-Fertlggerüst 76. Wie au=; Tafel 1 ersichtlich, ergibt sich aus einer Gegenüberstellung von erfindungsgemäß gewalzten Trägern mit auf herkömmliche Welse gewalzten Trägern, daß die Stegwurzeln sowohl bessere Festigkeiten als auch bessere Zähigkeiten haben, wobei die Stegwurzeln Meßergebnisse aufweisen, die den an den Flanschen bei der gleichen Fertigwalztemperatur ermittelten Ergebnissen nahekommen.

Tafel 1

Abmessungen

Chemische Zusammensetzung der Stähle

Arbeitsweise

Temperatur der
Stegwurzel

Werkstoff der
Stegwurzel

Werkstoff des Flansches
mit gleicher Fertigwalztemperatur

Vorgerüst 72c (3. Stich)

Vorgerüst 72c Fertiggerüst 76 Streckgrenze Zugfestigkeit Übergangstemperatur bei Kerbschlagversuch

Streckgrenze Zugfestigkeit Übergangstemperatur bei Kerbschlagversuch

400 x 200 x 8 x 13

C: 0,19 Si: 0,07 Mn: 0.61 P: 0.021 S: 0.015

herkömmlich erfindungsgemä'ß

920⁰C

C: 0,18 Si: 0,21 Mn: 1.25 P: 0.023 S: 0.013

herkömmlich erfindungsgemäß

920⁰C

905° C 900° C

880° C 875° C

30,6 kg/mm² 33.5 kg/mm² 36,5 kg/mm² 39,0 kg/mm²

45,0 kg/mm^: 45,7 kg/mm² 53,0 kg/mm² 53.8 kg/mm²

+5⁰C -1O⁰C -15° C -32.5° C

33,2 kg/mm²
46.0 kg/mm²
-1O⁰C

39,2 kg/mm² 54,2 kg/mm² -30⁰C

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Warmwalzen von Doppel-T-Trägern, bei dem ein In einem Reduziergerüst vorgewalzter Block in mehreren Walzstichen in einer aus mehreren Universalgerüsten und Stauchgerüsten besiehenden Zwischenstraße zu einem Zwischenprofil mit Flanschen und einem Steg ausgewalzt wird, und bei dem das Zwischenprofil In einer aus einem Universalgerüst bestehenden Fertigstraße fertiggeformt wird, dad ure π gekennzeichnet, daß in den aufeinanderfolgenden Walzstichen am Zwischenprofil im Bereich der Stegwurzel (28) ein überstehender Materialüberschuß (50, 52) abwechselnd auf den Flanschaußenseiten bzw. den Stegseiten gebildet wird, der in der Fertigstraße niedergewalzt wird.

2. Zwischenstraße mit mindestens zwei hlntereinanderllegend angeordneten Universalgerüsten für das Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei jedes Gerüst jeweils ein Vertikalwalzenpaar 2um Formen der Flanschaußenselten und ein Horizontalwalzenpaar zum Formen der Flanschinnenseiten und des Steges aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß an einem UnIversa!walzengerüst (72) wenigstens eine Horizcntalwalze (42, 60, 61) an dem, den Übergangsbereich zwischen Steg und Flansch ausformenden Teil Ausnehmungen (44, 62, 64) aufweist, und daß an dem vor- oder nachgeordneien Universalgerüst (72) die Vertikalwalzen (48, 54, 55) in Höhe des Steges Ausnehmungen (46, 56, 58) aufweisen.

3. Z.vlschenstraße nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausnehmungen (44, 46, 65, 68, 62, 64)) an den Horizontal- (42, 60, 61) und Vertikalwalzen (48, 54, 55) kreisbogenförmig sind und an ihren Übergängen abgerundet sind.

4. Zwischenstraße nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtquerschnittsfläche der in der Horizontalwalze ausgebildeten Ausnehmungen (44; 62; 64) nahezu gleich der Querschnlitsfiäche der In den Vertikalwalzen (58, 54, 55) ausgebildeten Ausnehmungen (46; 56; 58) lsi