DE3026427C2 - - Google Patents
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- DE3026427C2 DE3026427C2 DE3026427A DE3026427A DE3026427C2 DE 3026427 C2 DE3026427 C2 DE 3026427C2 DE 3026427 A DE3026427 A DE 3026427A DE 3026427 A DE3026427 A DE 3026427A DE 3026427 C2 DE3026427 C2 DE 3026427C2
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
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-
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff der im
Patentanspruch angegebenen Gattung. Ein gattungsgemäßes Verfahren ist
bereits aus der FR-OS 23 86 363 bekannt.
Bei diesem gattungsgemäßen Verfahren wird die Bramme zunächst
durch einen Längswalzvorgang in eine Gestalt umgeformt, in welcher
in Längsrichtung der Bramme gesehen, die Mitte dicker ist als die
Endbereiche. Anschließend wird die Bramme durch Querwalzen gebreitert
und schließlich wird die so erzeugte Vorbramme durch
weiteres Längswalzen auf die gewünschte Grobblechdicke gebracht.
Bei dem gattungsgemäßen Verfahren werden somit bei aufeinanderfolgenden
Längswalzungen und Querwalzungen jeweils Materialüberschüsse
im Walzgut bereitgestellt, um bei der nächstfolgenden
Walzung Dickenschwankungen des Walzgutes zu kompensieren, die bei
einer vorangegangenen Walzung entstanden sind. In der Praxis wird
das gattungsgemäße Verfahren unter Verwendung von Walzen mit
unstetiger Balligkeit ausgeführt. Es versteht sich, daß das gattungsgemäße
Verfahren sehr mühevoll durchzuführen ist und eine komplizierte
Walzenballigkeitsausbildung erfordert.
Aus der DE-PS 6 25 129 ist es bekannt, einfachkonische oder
doppeltkonische Brammen in einem Walzwerk mit zueinander schräg
gestellten Walzen und dadurch einseitig verengtem Walzspalt auszu
walzen, um nach mehreren Durchgängen durch die Walzen ein Walzgut
zu erzeugen, welches an allen Stellen die gleiche Breite hat, aber
entsprechend des einseitig verengten Walzspaltes Unterschiede in
der Dickenabmessung aufweist.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Herstellung der
Vorbramme zu vereinfachen.
Diese Aufgabe wird bei einem gattungsgemäßen Verfahren erfindungs
gemäß dadurch gelöst, daß vor dem Längswalzen oder nach dem Quer
walzen der Bramme deren vorderes und hinteres Ende durch Quer
walzen abgeschrägt wird. Zu diesem Zweck wird ein Walzgerüst mit
einer schräg angeordneten Oberwalze und einer horizontal
angeordneten Unterwalze verwendet.
Durch das erfindungsgemäße Abschrägen der vorderen und hinteren
Brammenenden, wobei diejenigen beiden Endabschnitte der Bramme,
welche später das vordere und hintere Ende des Grobbleches bilden,
vor dem Längswalzen oder nach dem Querwalzen mittels eines in
Richtung des Querwalzens erfolgenden Walzvorganges zu den Enden
hin abgeschrägt werden, ist es ohne besonderen Aufwand möglich geworden,
die Endabschnitte des Walzgutes so zu behandeln, daß der
Kanten- und Endenschrottanteil deutlich vermindert wird. Dabei
wird die Schräganstellung der Oberwalze so gewählt, daß eine
bereits eingetretene oder durch Abschätzung zu erwartende Breitungs
differenz zwischen dem Mittelabschnitt und den beiden Endabschnitten
des Walzgutes kompensiert wird.
Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen
sowie unter Bezug auf die Zeichnung näher beschrieben. In der
Zeichnung zeigt
Fig. 1 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen
dem Seitenschrottanfall und dem Querwalzverhältnis,
Fig. 2 eine schematische Darstellung des Berechnungs
verfahrens für den Winkel zwischen der oberen und der
unteren Arbeitswalze bei der Durchführung des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Bedingungen im
Walzgut während des erfindungsgemäßen Walzens,
gesehen in Horizontalrichtung,
Fig. 4 eine graphische Darstellung der Beziehungen zwischen
dem Walzgut und den beiden Arbeitswalzen während des
erfindungsgemäßen Walzens,
Fig. 5A bis 5E eine schematische Darstellung der aufeinanderfolgenden
Walzungen, wobei die aufeinanderfolgenden Walzschritte
nach einer ersten Ausführungsform der Erfindung
dargestellt sind,
Fig. 6A bis 6E eine schematische Darstellung der aufeinanderfolgenden
Walzungen, wobei die aufeinanderfolgenden Walzschritte
nach einer zweiten Ausführungsform der Erfindung
dargestellt sind,
Fig. 7 eine schematische Darstellung des Aufbaus eines
Reduktions-Steuersystems zum Ausführen des
erfindungsgemäßen Verfahrens,
Fig. 8 ein Flußdiagramm, welches die aufeinanderfolgenden
Schritte zum Berechnen des Winkels zwischen den
Arbeitswalzen erläutert und
Fig. 9 eine perspektivische Darstellung eines erfindungs
gemäß ausgewalzten Grobbleches.
Beim Verfahren nach der Erfindung werden vor dem Längswalzen oder
nach dem Querwalzen einer Bramme 10 deren vorderes und hinteres
Ende, d. h. diejenigen Enden, welche später das vordere und hintere
Ende des Grobbleches bilden, durch Querwalzen abgeschrägt. Zu diesem
Zweck werden die Anstellspindeln der Arbeitswalzen entsprechend
eingestellt, wie in Fig. 8 schematisch angegeben. Nachdem der
erste Endabschnitt dementsprechend gewalzt wurde, wird der andere
Endabschnitt entsprechend ausgewalzt, worauf das Walzgut um 90°
gedreht und senkrecht zur derjenigen Walzrichtung, in welcher
das Abschrägen der Enden erfolgte, ausgewalzt, worauf das Walzgut
einer Längswalzung unterworfen wird, um die Dickenunterschiede
zu beseitigen, die durch das Endenabschrägen hervorgerufen worden
sind.
Im folgenden wird das Berechnen der Anstellspindeleinstellung
unter Bezug auf die Fig. 2 und 3 näher beschrieben.
Ein einseitig verengter Walzspalt zwischen der oberen und der
unteren Arbeitswalze in deren axialer Richtung, d. h. eine
Differenz in der Position ΔSo zwischen den rechten und linken
Anstellspindeln und eine Neigung α der oberen Arbeitswalze
gegenüber der Horizontalen sind aus dem Dreieck DEC (Fig. 2) durch
die folgende Gleichung gegeben.
In welcher bedeutet:
Δ So
eine Positionsdifferenz (mm) zwischen den
rechten und linken Walzen-Anstellspindeln,
So
die Stellungen der Anstellspindeln unmittelbar
nach dem Querwalzen (mm),
GM
die Walzgutdicke (mm) unmittelbar nach dem
Querwalzen,
l
die Walzgutlänge (mm) unmittelbar nach dem
Längswalzen,
β
einen Seitenschrott-Korrekturfaktor (ein experi
menteller Wert, der etwa 12% der Walzgutlänge l
nach Abschluß des Querwalzens beträgt) und
L
den Abstand zwischen den Mittelpunkten der
Walzenlager.
Die Positionsdifferenz Δ So zwischen den rechten und linken
Anstellspindeln ergibt sich aus der vorstehenden Gleichung
(2) wie folgt:
Aus dem Dreieck DGF ergibt sich ferner:
Ferner ergibt sich aus Fig. 3 der benötigte Wert Δ t
durch die folgende Gleichung (5), wobei es sich bei
diesem Wert um einen Wert handelt, um welchen der Endab
schnitt des Walzgutes 10 während des erfindungsgemäßen
Walzens zu verkleinern ist.
Fig. 3 zeigt die konvexe Gestalt, welche das Walzgut
nach Abschluß des Querwalzens einnimmt.
In dieser Gleichung bedeutet:
Ws
eine Walzgutbreite unmittelbar nach dem
Querwalzen und
t
eine Walzgutdicke nach Beendigung des
Querwalzens.
Aus den vorstehenden Gleichungen (3), (4) und (5) ergibt sich
Δ So wie folgt:
Ferner führen die Gleichungen (4) und (5) zu
In den rechten Seiten der vorstehenden Gleichungen (6)
und (7) wird der Seitenschrott Δ W in Abhängigkeit von
den Änderungen des Querstichwalzverhältnisses, der Quer
schnittsverminderung bei der Längswalzung und im Walzen
profil verändert. Δ W ist jedoch im Prozeßrechner als eine
Funktion der folgenden Gleichung (8) gespeichert, so daß
Δ So für die vorstehende Gleichung (6) und α für die Gleichung
(7) automatisch vom Prozeßrechner berechnet werden kann.
In dieser Gleichung bedeutet:
Wr
eine erforderliche Walzgutbreite (mm),
ein Querwalzverhältnis,
Ts
eine Dickenabnahme (mm) bei der Längswalzung und
R
einen veränderten Wert im Walzenprofil.
Im folgenden werden unter Bezug auf Fig. 5 die Walzschritte
näher erläutert.
- 1. Die Ziffern 1, 2, 3 und 4 bezeichnen die Ecken eines Endabschnitts des auszuwalzenden Walzgutes 10 gemäß Fig. 5A. Wird das gemäß dem Vorstehenden auszuwalzende Walzgut 10 der Längswalzung in der in Fig. 5B mit Pfeilen bezeichneten Richtung unterworfen, so werden die Ecken 1, 2, 3 und 4 der Walzgutenden so ausgebeult wie dargestellt. Dieses Ausbeulen der Ecken 1, 2, 3 und 4 der Endabschnitte erfolgt ganz natürlich bei der Längswalzung.
- 2. Wird die geforderte Walzgutbreite durch Querwalzen in den in Fig. 5C durch Pfeile bezeichneten Richtungen erreicht, so beulen sich die Linien zwischen 1 und 4 sowie 2 und 3 aus den Ecken der Endabschnitte des Walzgutes 10 heraus und bilden konvexe Formen wie dargestellt.
- 3. Die Endabschnitte des Walzgutes 10 werden dem erfindungs gemäßen Grobblechwalzen unterworfen. Bei diesem Walzen rufen die obere Arbeitswalze 11 und die untere Arbeits walze 12 zum Walzen des Walzgutes 10 den erfindungsgemäßen Walzeffekt beim Auswalzen der Endabschnitte des Walzgutes in axialer Richtung in einem Zustand hervor, in welchem die obere Arbeitswalze 11 um einen Differenzwinkel α in axialer Richtung geneigt ist, entsprechend dem Seitenschrott, wobei die als Δ So bezeichnete Positionsdifferenz zwischen den rechten und linken Anstellspindeln in Fig. 4 dargestellt ist. Beim erfindungsgemäßen Walzen werden die Vielecke 1-2-6-5 und 4-3-7-8 an den Endabschnitten des Walzgutes 10 den erfindungs gemäßen Walzungen in den mittels der Pfeile in Fig. 5D angegebenen Richtungen unterworfen, wobei das Vieleck 1-2-6-5 in ein Vieleck 1′-2′-6-5 und das Vieleck 4-3-7-8 in ein Vieleck 4′-3′-7-8 verformt wird, wodurch das Problem einer konvexen Gestalt umgangen wird.
- 4. Anschließend wird das Walzgut 10 einer Schlußwalzung unterworfen, um die angestrebte Blechdicke zu erzielen, wie in Fig. 5E mittels der Pfeile angegeben.
Die folgende Tafel 1 enthält Ergebnisse von Walzungen, die
entsprechend der Erfindung durchgeführt wurden. Wie dieser
Tafel 1 zu entnehmen, ist es mit Hilfe der Erfindung möglich,
ein Grobblech ohne konvexe Gestalt auszuwalzen.
Die Erfindung zeichnet sich dadurch aus, daß im (+)-Bereich
des Seitenschrotts gemäß Fig. 1 die Arbeitswalzen zueinander
in einem Ausmaß geneigt sind, welches der Seitenschrottdifferenz
nach Vollendung des Querwalzens oder vor dem Querwalzen
entspricht, so daß die Endabschnitte des Walzgutes 10 während des
erfindungsgemäßen Grobwalzens auf eine geringere Dicke gebracht
werden können. Dieser Seitenschrott ist eine Funktion
des Querwalzverhältnisses, der Dickenabnahme bei der Längs
walzung sowie des Walzenprofils, wie bereits in Gleichung (8)
ausgedrückt. Erfindungsgemäß wird diese Funktion auf die vorstehend
genannte Gleichung (6) angewandt, in dem das Walzen
mit einer Walzspaltdifferenz zwischen den Walzen in axialer
Richtung entsprechend der Seitenschrottdifferenz erfolgt, derart,
daß ein Verlustflächenverhältnis als Folge des Seitenschrotts
nahezu Null gemacht werden kann, selbst wenn das Material einen
Seitenschrott aufweist und eine konvexe Gestalt besitzt. Das
erwähnte Verlustflächenverhältnis als Folge des Seitenschrotts
ist wie folgt definiert:
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführungsform wird
das erfindungsgemäße Walzen zum Korrigieren der Seiten
schrottdifferenz nach Abschluß des Querwalzens durchgeführt.
Es ist jedoch möglich, vor dem Ausführen des Querwalzens
den möglichen Seitenschrott, der während des Querwalzens
entstehen könnte, vorwegzubestimmen. Die einandergegen
überliegenden Endabschnitte des Walzgutes werden dem
erfindungsgemäßen Walzen zwecks Dickenabnahme unterworfen,
so daß die Seitenschrottbildung, die sonst als Folge des
Breitwalzens und dergleichen entstehen würde, innerhalb
enger Grenzen gesteuert werden kann. Die Fig. 6A bis
6F erläutern eine im folgenden erläuterte zweite Ausführungs
form der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform
können gleichfalls die bereits erwähnten Gleichungen (2)
bis (8) zur Berechnung der erforderlichen Dickenabnahme
beim erfindungsgemäßen Walzen, der Walzspaltdifferenz in
Axialrichtung und dergleichen verwendet werden, weshalb
hier auf eine erneute spezielle Beschreibung verzichtet
wird.
- 1. Die Ecken der jeweiligen Endabschnitte des Walzgutes 10 sind mit den Ziffern 1, 2, 3 und 4 bezeichnet, wie in Fig. 6A angegeben. Werden die Endabschnitte des Walz gutes 10 wie vorstehend beschrieben in den mit Pfeilen in Fig. 6B bezeichneten Richtungen ausgewalzt, so beulen sich die Ecken 1, 2, 3 und 4 der Endabschnitte des Walzgutes 10 nach außen aus, wie mit den Bezugszeichen 1′, 2′, 3′ und 4′ angegeben. Die beiden Arbeitswalzen, nämlich die obere Arbeitswalze 11 und die untere Arbeitswalze 12, zwischen welchen das Walzgut 10 ausgewalzt wird, beaufschlagen die Endabschnitte des Walzgutes 10, d. h. die außerhalb der gestrichelt gezeichneten Linien in Fig. 6B derart, daß die obere Arbeitswalze 11 um einen Differenzwinkel α in axialer Richtung geneigt ist, wobei dieser Winkel dem angenommenen Seitenschrott entspricht und die Positions differenz zwischen der rechten und der linken Anstell schraube gemäß Fig. 4 Δ So beträgt.
- 2. Das Längswalzen wird sodann in den in Fig. 6C mit Pfeilen veranschaulichten Richtungen durchgeführt, wodurch die während des erfindungsgemäßen Walzens auf eine verminderte Dicke ausgewalzten Abschnitte des Walzgutes 10 in Längsrichtung abgeflacht werden.
- 3. Das Walzgut 10 wird gemäß Fig. 6D dem Querwalzen unterworfen, wodurch die angestrebte Walzgutbreite erzielt wird.
- 4. Anschließend wird das Walzgut 10 in einer Schluß walzung auf die angestrebte Dicke entsprechend den Pfeilen in Fig. 6E ausgewalzt, so daß ein im wesentlichen recht eckiges Grobblech 1′-2′-3′ und 4′ ohne konvexe Gestalt erzielt werden kann.
Die folgende Tafel 2 zeigt die Ergebnisse, die beim Ausführen
der Erfindung entsprechend den vorstehenden Verfahrens
schritten gemäß Fig. 6A-6E erhalten wurden. Tafel 2
zeigt, daß die zweite Ausführungsform der Erfindung gleich
falls zu einem befriedigenden Grobblech ohne konvexe
Gestalt führt.
Es wird nunmehr das Steuersystem zum Ausführen des erfindungs
gemäßen Verfahrens beschrieben.
In Fig. 7 ist ein Ausführungsbeispiel des Steuersystems
zum Ausführen des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt.
Gemäß Fig. 7 wird das Walzgut zwischen einer oberen
Arbeitswalze 11 und einer unteren Arbeitswalze 12 in der
gleichen Weise ausgewalzt, wie in Fig. 4 dargestellt. Die
Bezugszeichen 13 und 14 (Fig. 7) bezeichnen Stützwalzen,
während die Bezugszeichen 15 und 16 Walzen-Einbauteile an
der Antriebsseite und der Bedienungsseite bezeichnen.
Eine Reduktionssteuerungseinheit zum Aufbringen von Walz
kräften auf die Walzeneinbaustücke 15 und 16 der Antriebs-
und Betriebszeiten umfaßt ein Reduktionssteuersystem 17,
einen Prozeßrechner 18 zum Eingeben eines die Walzenneigung
und die Dickenverminderung des Walzgutes betreffenden Signals
an das Reduktionssystem 17, automatische Reduktions
einstelleinrichtungen (Reduktion APC) 19 und Codierein
richtungen 20. Außerdem ist dieses Reduktionssteuerungs
system an zwei Motoren 23 an den Antriebs- und Betätigungs
seiten verbunden, welche mittels einer elektromagnetischen
Kupplung 22 untereinander verbunden sind. Diese beiden
Motoren 23 sind jeweils über ein Getriebe mit zwei Getriebe
einrichtungen 25, 26 verbunden, wobei die Getriebeeinrichtung
25 an eine Reduktionsspindel (Anstellspindel) 27 ange
schlossen ist, um eine die Walzgutdicke reduzierende Kraft
auf das Walzeneinbauteil 15 zur Einwirkung zu bringen. Die
andere Getriebeeinrichtung 26 ist über einen Reduktions
stellungsfühler 28 mit der Codiereinrichtung 20 verbunden.
Im folgenden wird die Arbeitsweise dieser Steuereinheit
beschrieben. Zunächst werden, wie in Fig. 8 dargestellt, die
Reduktionspositionen an den Antriebs- und Betätigungsseiten
vom Prozeßrechner 18 berechnet. Der Prozeßrechner 18
legt ein die Walzenneigung und die Walzgutreduktion
betreffendes Signal an das Reduktionssteuersystem
17, wobei dieses Signal auf der zuvor
erwähnten Berechnung basiert. Nach Empfang des Signals
löst das Reduktionssteuersystem 17 die elektromagnetische
Kupplung 22 und gibt gleichzeitig ein das Lösen der Kupplung
bestätigendes Signal an den Prozeßrechner 18. Nach Empfang
dieses das Lösen der Kupplung bestätigenden Signals gibt
der Prozeßrechner 18 einen Reduktionseinstellwert an die
automatischen Reduktionseinstelleinrichtungen an die Antriebs
seite und an die Betätigungsseite. Die jeweiligen
automatischen Reduktionseinstelleinrichtungen 19 vergleichen
den vom Prozeßrechner 18 übermittelten Reduktionseinstellwert
und die tatsächlichen Reduktionseinstellungen vermittels
der Reduktionseinstellfühler 28 und der Codiergeräte 20 und
melden die Abweichung an das Reduktionssteuerungssystem 17,
damit die Reduktionspositionen in Übereinstimmung mit den
Einstellpositionen gelangen. Nach Vollendung dieses Steuerungs
vorganges wird eine erforderliche Reduktionsschraube 27,
entweder an der Antriebsseite oder an der Betätigungsseite,
mittels des Motors 23 angetrieben, um eines der Walzeneinbau
teile 15 herabzudrücken, wodurch die (obere) Arbeits
walze 1 so gegenüber der anderen Arbeitswalze geneigt wird,
daß der Walzspalt zwischen diesen beiden Walzen in axialer
Richtung eine stetige Vergrößerung bzw. Verkleinerung aufweist.
Unter diesen Bedingungen wird der Endabschnitt an
einer Seite der erfindungsgemäßen Einseitenwalzung unter
worfen und anschließend wird diese Walzung an der anderen
Seite wiederholt. Falls die einander gegenüberliegenden End
abschnitte an der Außenoberfläche dem erfindungsgemäßen Grob
blechwalzen, wie vorstehend beschrieben, unterworfen werden,
so wird ein Walzgut 10 wie in Fig. 9 erhalten, welches sich
durch eine befriedigende Gestalt als Folge der erfindungs
gemäßen Walzung auszeichnet.
Es versteht sich, daß statt der beschriebenen Reduktions
steuereinheit andere Reduktionssteuereinheiten verwendet
werden können. Ferner sei bemerkt, daß der Wert für das
erfindungsgemäße Grobblechwalzen an jedem Endabschnitt
an jeder Oberflächenseite des Walzgutes 10 gesondert
gesteuert werden kann.
Die Erfindung läßt sich auf Walzungen anwenden, bei welchen
die Längsachse des Walzgutes zur Walzgutbreite gemacht wird,
d. h. bei sogenannten Walzungen in Querrichtung. Erfindungsgemäß
erfolgt das Walzen unter Verwendung eines in Längsrichtung
der Walzen ungleichmäßigen Walzspaltes und die Abweichung
der Walzenneigung von der Horizontalen entspricht
der Seitenschrottdifferenz nach oder vor Abschluß der Quer
walzung, wodurch der Seitenschrottverlust vermindert wird.
Besitzt das Walzgut in Längsrichtung eine sich über die
Breite verjüngende Gestalt, so verbleiben nach dem Quer
walzen die Unterschiede in der Breitenabmessung wie zuvor.
Wird ein derart gestaltetes Material jedoch erfindungs
gemäß zwischen nicht parallelen Walzen ausgewalzt, wobei die
Walzenstellungsdifferenz der Breitendifferenz nach Abschluß
des Querwalzens oder vor dem Querwalzen entspricht, so kann
der vorstehend erwähnte Breitenunterschied vermieden werden.
Werden Brammen aus Blöcken in einem Platinenwalzwerk her
gestellt und besitzt der Ausgangsblock eine sich in Breiten
richtung verjüngende Gestalt, so besitzt auch die hergestellte
Bramme eine nicht konstante Breitenabmessung als
Folge der Gestalt des Ausgangsblocks. Mit Hilfe der Erfindung
ist es jedoch möglich, eine solche Maßunstetigkeit
zu vermeiden. So wird beim Brammenwalzen der Block in Quer
richtung zur Blockachse gewalzt und wird gleichzeitig das
erfindungsgemäße Walzen mit nicht parallelen Walzen ausgeführt,
wobei die Neigung der einen Walze in bezug auf die
andere Walze dem Breitenunterschied entspricht, was zur
Folge hat, daß die Breitenunterschiede vermieden werden.
Claims (1)
- Verfahren zum Auswalzen einer Bramme zu Grobblech, bei dem eine Bramme durch Längs- und anschließendes Querwalzen in der Dicke reduziert und durch erneutes Längswalzen zu der gewünschten Grobblechdicke ausge walzt wird, wobei vor dem Längswalzen auf die gewünschte Grobblechdicke die beiden Bereiche der Bramme, die später das vordere und hintere Ende des Grobbleches bilden, durch Walzen in der Dicke reduziert werden, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Längswalzen oder nach dem Querwalzen der Bramme deren vorderes und hinteres Ende durch Querwalzen abgeschrägt wird.
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