DE4024653C1

DE4024653C1 -

Info

Publication number: DE4024653C1
Application number: DE4024653A
Authority: DE
Inventors: Robert 2081 Appen De Thiesbuerger; Wolfgang 2150 Buxtehude De Preiss
Original assignee: Hanse-Montan Hanseatische Montanhandelsges Mbh 2103 Hamburg De
Current assignee: Hanse-Montan Hanseatische Montanhandelsges Mbh 2103 Hamburg De
Priority date: 1990-08-03
Filing date: 1990-08-03
Publication date: 1991-07-25
Anticipated expiration: 2010-08-04
Also published as: DK0469410T3; EP0469410A1; ES2054405T3; ATE106287T1; EP0469410B1; DE9106386U1

Abstract

Method for hardening reinforcing bars for concrete, in particular weldable reinforcing bars produced by hot rolling, the reinforcing bars being subjected to cold mechanical deformation in a continuous process and thereby adjusted, inter alia, in respect of their yield strength and breaking elongation. The reinforcing bars are subjected to multi-stage bending, without torsion, around a bending roller (5, 6) in various equidistant, mutually offset bending planes and thereby cold work/hardened in the bending planes along a plurality of superposed axes. In the process, a lengthening of the reinforcing rods is achieved. The yield strength and breaking elongation are adjusted by the extent of this lengthening. A device for carrying out the method is also disclosed. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Verfestigung von Betonstahl, insbesondere von schweißbarem Betonstahl, der durch Warmwalzen hergestellt wurde, wobei der Betonstahl kontinuierlich im Durchlaufverfahren kalt einer mechanischen Verformung unterworfen und dadurch unter anderem in bezug auf seine Streckgrenze und seine Dehnung eingestellt wird. Der Ausdruck Betonstahl bezeichnet im Rahmen der Erfindung gerippten und ungerippten Betonstahl, insbesondere auch Betonstahl mit Schrägrippen sowie gegebenenfalls Längsripen, z. B. Betonstahl nach DIN 488. Die Erfindung betrifft fernerhin eine Anlage zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.The invention relates to a method for consolidating reinforcing steel, in particular of weldable reinforcing steel obtained by hot rolling was produced, with the reinforcing steel continuously in a continuous process cold subjected to mechanical deformation and thereby among other things with respect to its yield strength and elongation is set. The term reinforcing steel designates in the context the invention ribbed and un-ribbed reinforcing steel, in particular also reinforcing steel with bevelled ribs and optionally longitudinal ribs, z. B. reinforcing steel according to DIN 488. The invention also relates to a Plant for carrying out the method described.

Bei dem aus der DE-OS 15 33 992 bekannten gattungsgemäßen Verfahren erfolgt eine Verfestigung des zu bearbeitenden Materials durch Biegeverformung und überlagerter Zugverformung. Der Betonstahl wird durch einen Biegerollensatz gezogen, wobei die Zugkraft für eine Biegeplastifizierung und ein zusätzliches Recken an der durch Biegen plastifizierten Stelle ausgenutzt wird. Die Reckung erfolgt in Längsrichtung des Betonstahls. Die erzeugte Verfestigung ist insoweit eine einachsige Kaltverfestigung mit beachtlicher Anisotropie über den Querschnitt des Betonstahls. Zu berücksichtigen ist ferner eine Beeinträchtigung der durch Kaltverfestigung erreichbaren Qualitätsverbesserung durch eine als Bauschinger Effekt bezeichnete Physikalische Erscheinung. Nach den Erkenntnissen von Bauschinger setzt die plastische Verformung eines Werkstoffes in einer Richtung die Elastizitätsgrenze bei anschließender Verformung in entgegengesetzter Richtung herab. Der Bauschinger Effekt beruht auf der Ausbildung von inneren Spannungen, die entgegen der ursprünglichen Verformungsrichtung wirksam sind. In the generic method known from DE-OS 15 33 992 a solidification of the material to be processed by Bending deformation and superimposed tensile deformation. The reinforcing steel will pulled by a Biegerollensatz, the tensile force for a Biegeplastifizierung and additional stretching at the bend is exploited plasticized body. The stretching takes place in the longitudinal direction of reinforcing steel. The solidification produced is one in this respect uniaxial strain hardening with considerable anisotropy over the Cross section of the reinforcing steel. Also to be considered is an impairment the achievable by strain hardening quality improvement by a physical effect called Bauschinger effect Appearance. According to the findings of Bauschinger sets the plastic deformation of a material in one direction Elasticity limit with subsequent deformation in opposite Direction down. The Bauschinger effect is based on training of internal stresses that are contrary to the original direction of deformation are effective.

Aus der DE-PS 6 29 756 ist eine Drahtrichtvorrichtung bekannt mit in zwei Rollensätzen angeordneten Richtrollen, die dem zu richtenden Draht eine Anzahl abwechselnder entgegengesetzter Biegungen zuerst in einer senkrechten und hierauf in einer waagerechten Ebene erteilen. Dadurch gelingt es, den Draht drallfrei zu machen. Eine Verfestigung des Materials erfolgt nicht. Aus der DE-PS 7 46 251 ist es schließlich bekannt, nach längerer Betriebszeit spröde gewordene Stahldrähte einem Richtprozeß, bei dem sie nach allen Seiten hin- und hergebogen werden, zu unterwerfen, um innere Spannungen auszugleichen und die Biege- und Verwindezahlen ohne Verringerung der Zugfestigkeit zu erhöhen. Zur Weiterbildung des gattungsgemäßen Verfahrens haben diese Maßnahmen nicht beigetragen.From DE-PS 6 29 756 a wire straightening device is known arranged in two sets of rollers straightening rollers to be straightened Wire a number of alternate opposite bends first in a vertical and then in a horizontal plane. This makes it possible to make the wire swirl-free. A solidification the material does not take place. From DE-PS 7 46 251 it is finally known, become brittle after a long period of operation Steel wires, a straightening process in which they and be bent over, subjugate, to balance internal tensions and the bending and twisting numbers without reduction to increase the tensile strength. For the development of the generic Procedure did not contribute to these measures.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das eingangs beschriebene Verfahren so zu führen, daß eine über den Querschnitt des Betonstahls sehr isotrope Kaltverfestigung erreicht wird. Der Erfindung liegt fernerhin die Aufgabe zugrunde eine Anlage anzugeben, die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders geeignet ist.The invention is based on the object described above Procedure to be performed so that one over the cross section of the reinforcing steel very isotropic strain hardening is achieved. The invention Furthermore, the object is to provide a system that particularly suitable for carrying out the method according to the invention is.

Zur Lösung dieser Aufgabe lehrt die Erfindung in verfahrenstechnischer Hinsicht, daß der Betonstahl im torsionsfreien Durchlauf in drei verschiedenen, um etwa 120° gegeneinander versetzten Biegeebenen einer mehrstufigen Biegeverformung um eine Biegerolle unterworfen und danach mehrachsig mit Überlagerung in den Biegeebenen kaltverfestigt wird und daß die Streckgrenze sowie die Dehnung durch das Maß der durch die Biegeverformung erreichten Verlängerung des Betonstahls eingestellt werden. Der Betonstahl kann mit einer Durchlaufgeschwindigkeit von 1 bis 25 m/sec der mehrstufigen Biegeverformung unterworfen werden. - Da erfindungsgemäß der Betonstahl eine Biegung in gegeneinander wie beschrieben versetzten Biegeebenen erfährt, kann insoweit, um die Betonstahlachse betrachtet, von einem mehrachsigen Biegezustand oder auch von einem mehrachsigen Kaltverfestigungszustand gesprochen werden. Das führt im Durchlaufverfahren dazu, daß jeder Punkt der Betonstahloberfläche kontinuierlich wechselnd dieser Beanspruchung unterworfen wird. Das Resultat besteht in einer sehr gleichmäßigen und sehr isotropen Verfestigung und einer sehr definierten und gleichmäßigen Querschnittsabnahme. Überraschenderweise verschwindet der störende Bauschinger Effekt. Die Qualitätswerte des Betonstahls in bezug auf Streckgrenze, Zugfestigkeit und Bruchdehnung werden wesentlich verbessert und lassen sich über die Verlängerung, d. h. den Reckgrad, einstellen bzw. steuern.To solve this problem, the invention teaches in procedural Regard that the reinforcing steel in the torsion-free passage in three different, about 120 ° staggered bending planes subjected to a multi-stage bending deformation to a bending roll and then multiaxial with superposition in the bending planes is work hardened and that the yield strength and the elongation by the extent of the elongation achieved by the bending deformation Reinforcing steel can be adjusted. The rebar can with a throughput speed from 1 to 25 m / sec of the multi-stage bending deformation be subjected. - Since the reinforcing steel according to the invention a bend in mutually offset as described bending planes can be considered so far as to look at the rebar axis, from a multi-axial bending state or even from a multi-axis Hardened state be spoken. That leads in Continuous method that every point of the concrete steel surface continuously changing this stress is subjected. The result is a very uniform and very isotropic Solidification and a very defined and uniform cross-section acceptance. Surprisingly, the disturbing disappears Bauschinger effect. The quality values of the reinforcing steel with respect to Yield strength, tensile strength and elongation at break are significantly improved and can be over the extension, d. H. the degree of stretching, adjust or control.

Im einzelnen bestehen im Rahmen der Erfindung mehrere Möglichkeiten der weiteren Ausbildung und Gestaltung. So ist eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung dadurch gekennzeichnet, daß mit einem Verlängerungsgrad des Betonstahls von zumindest 5% gearbeitet wird. Es versteht sich, daß im Rahmen der Erfindung eine ausreichend ausgeprägte Biegeverformung verwirklicht werden muß. Bewährt hat sich, daß der Betonstahl an den einzelnen Biegerollen mit einer Umschlingungswinkel von 100 bis 150° geführt wird. Dabei kann mit Biegerollen gearbeitet werden, die einen Durchmesser in den Durchmesserbereich aufweisen, der im Patentanspruch 5 angegeben worden ist.In particular, there are several possibilities within the scope of the invention further training and design. So is a preferred Embodiment of the invention, characterized in that worked with a degree of reinforcement of the reinforcing steel of at least 5% becomes. It is understood that in the context of the invention sufficiently pronounced bending deformation must be realized. It has proven useful that the reinforcing steel on the individual bending rollers is guided with a wrap angle of 100 to 150 °. there can be worked with bending rolls, which have a diameter in have the diameter range specified in claim 5 has been.

Im Rahmen der Erfindung ist die Verfestigung über die Verlängerung, die der Betonstahl im erfindungsgemäßen Verfahren erfährt, einrichtbar und steuerbar. Dazu lehrt die Erfindung im einzelnen, daß die Verlängerung, die der Betonstahl bei der Verfestigung erfährt, und damit die Verfestigung, selbst bei vorgegebener Durchlaufgeschwindigkeit durch Auswahl des Durchmessers der Biegerollen und/oder Variation des Umschlingungswinkels eingerichtet wird. Im Rahmen der Erfindung liegt es, den Durchmesser der Biegerolle und/oder dem Umschlingungswinkel in den einzelnen Biegeverformungsstufen unterschiedlich einzustellen. Jedenfalls kann der Umschlingungswinkel betriebsmäßig verstellt werden.In the context of the invention, the solidification over the extension, the reinforcing steel learns in the process according to the invention, can be set and controllable. For this purpose, the invention teaches in detail that the extension that reinforcing steel undergoes during consolidation and thus the solidification, even at a given throughput speed by selecting the diameter of the bending rollers and / or Variation of the wrap angle is established. As part of The invention is the diameter of the bending roller and / or the wrap angle in the individual bending deformation stages set differently. In any case, the wrap angle be adjusted operationally.

Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich für die verschiedensten, in der Bauindustrie üblichen Betonstähle. Bewährt hat sich das Verfahren insbesondere, wenn mit einem Betonstahl im Durchmesserbereich von 6 bis 14 mm gearbeitet wird. Gegenstand der Erfindung ist es insbesondere, daß ein Betonstahl nach DIN 488 dem erfindungsgemäßen Verfahren unterworfen wird. Im Anschluß an die Verfestigung kann mit üblichen Hilfsmitteln ein Richten des Betonstahls durchgeführt werden, dabei oder danach erfolgt das übliche Ablängen auf die Längen, die der Betonstahl für die Verwendung haben muß.The method according to the invention is suitable for a wide variety of in the construction industry usual reinforcing bars. The procedure has proven itself especially if with a reinforcing steel in the diameter range from 6 to 14 mm is worked. Subject of the invention It is in particular that a reinforcing steel according to DIN 488 the inventive Procedure is subjected. Following the consolidation can with conventional tools a straightening of the reinforcing steel be carried out, thereby or after the usual cutting to length on the lengths that the reinforcing steel must have for use.

Gegenstand der Erfindung ist auch eine Anlage für die Durchführung einer Ausführungsform des beschriebenen Verfahrens. Sie ist grundsätzlich gekennzeichnet durch drei Rollenrichtwerke mit jeweils definierter Biegeebene, die in Durchlaufrichtung des Betonstahls hintereinander, gegeneinander um 120° versetzt, angeordnet sind, wobei jedes Rollenrichtwerk zwei Stützrollen und eine im Bereich zwischen den Stützrollen angeordnete Biegerolle aufweist. Nach bevorzugter Ausführungsform der Erfindung ist die Biegerolle gegenüber den Stützrollen verstellbar und ist dadurch der Umschlingungswinkel einstellbar.The invention also relates to an installation for the implementation an embodiment of the method described. It is basically characterized by three Rollenrichtwerke each with defined Biegeebene, in the direction of passage of the reinforcing steel in a row, offset from each other by 120 °, are arranged, wherein Each roller straightener has two support rollers and one in the area between Having the support rollers arranged bending roller. After preferred Embodiment of the invention is the bending roller against the support rollers adjustable and thereby the wrap angle is adjustable.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer lediglich ein Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung ausführlicher erläutert. Es zeigen in schematischer DarstellungIn the following the invention with reference to a only one Embodiment illustrative drawing explained in more detail. It show in a schematic representation

Fig. 1 die Rollenanordnung einer Anlage für die Durchführung des beschriebenen Verfahrens, Fig. 1, the roller assembly of a plant for carrying out the method described,

Fig. 2 eine Ansicht des Gegenstandes der Fig. 1 in Durchlaufrichtung, in gegenüber der Fig. 1 wesentlich vergrößertem Maßstab. Fig. 2 is a view of the article of FIG. 1 in the direction of passage, in relation to FIG. 1 substantially enlarged scale.

Fig. In den Fig. 1 und 2 erkennt man drei Rollenrichtwerke 1, 2, 3 mit jeweils definierter Biegeebene A, B, C, die in Durchlaufrichtung des Betonstahls 4 hintereinander angeordnet sind. Sie sind gegeneinander um etwa 120° versetzt, wozu insbesondere auf die Fig. 2 verwiesen wird. Aus der Fig. 1 entnimmt man, daß jedes Rollenrichtwerk 1, 2, 3 zwei Stützrollen 5 und eine im Bereich zwischen den Stützrollen 5 angeordnete Biegerolle 6 aufweist. Diese ist in Richtung des Pfeiles, der in Fig. 1 im Bereich der Mitte angeordnet worden ist, verstellbar. Fig. In Figs. 1 and 2 one recognizes three roller straightening units 1, 2, 3, each with a defined bending plane A, B, C, which are arranged in the direction of passage of the reinforcing steel 4 in succession. They are offset from one another by about 120 °, to which reference is made in particular to FIG. 2. From Fig. 1 it follows that each Rollenrichtwerk 1, 2, 3 has two support rollers 5 and arranged in the region between the support rollers 5 bending roller 6 . This is in the direction of the arrow, which has been arranged in Fig. 1 in the region of the center, adjustable.

Arbeitet man mit der erfindungsgemäßen Anlage, so wird der Betonstahl 4 im torsionsfreien Durchlauf in drei verschiedene Biegeebenen A, B, C, die um etwa 120° gegeneinander versetzt sind, einer dreistufigen Biegeverformung um jeweils eine Biegerolle 6 unterworfen. Es wird dadurch in den drei Biegeebenen A, B, C superponiert, d. h. mit Überlagerung in den Biegeebenen, dreiachsig kaltverfestigt. Dabei wird eine Verlängerung des Betonstahls 4 erreicht. Die Streckgrenze und die Dehnung können durch das Maß der Verlängerung eingestellt werden. Dazu können die Biegerollen 6 bezüglich des Biegerollendurchmessers d besonders ausgewählt und kann der Umschlingungswinkel α besonders eingestellt werden.When working with the system according to the invention, the reinforcing steel 4 is subjected to torsion-free passage in three different bending planes A, B, C, which are offset by about 120 ° from each other, a three-stage bending deformation by a respective bending roller 6 . It is thereby superimposed in the three bending planes A, B, C, ie work hardened three-axisly with superposition in the bending planes. An extension of the reinforcing steel 4 is achieved. The yield strength and elongation can be adjusted by the extent of elongation. For this purpose, the bending rollers 6 with respect to the bending roll diameter d can be particularly selected and the wrap angle α can be set particularly.

embodiment

Ein gerippter Walzstahl der Abmessung 10 mm, Rippung gem. DIN 488, Stahl IV, und folgender Analyse:A ribbed rolled steel of the dimension 10 mm, ribbing acc. DIN 488, Steel IV, and the following analysis:

Kohlenstoff|0,19%Carbon | 0.19% Siliziumsilicon 0,23%0.23% Manganmanganese 0,79%0.79%

Rest Eisen und übliche Beimengungen weisen im warmgewalzten Zustand folgende mechanische Eigenschaften auf:The remainder of the iron and usual admixtures are hot-rolled following mechanical properties:

Streckgrenze Rp0,2Yield strength Rp0.2 361 N/mm²361 N / mm² Zugfestigkeit RmTensile strength Rm 562 N/mm²562 N / mm² Bruchdehnung A₁₀Elongation at break A₁₀ 24,7%24.7% Verhältnis Rm/Rp0,2Ratio Rm / Rp0,2 1,561.56

Dieser warmgerippte Walzstahl wird über die beschriebene Anordnung geführt. Der Verlängerungsgrad beträgt ca. 6%. Nach diesem kontinuierlichen Prozeß der Verfestigung ergaben sich folgende mechanische Eigenschaften (ohne künstliche Alterungsbehandlung):This hot-ribbed rolled steel is over the described arrangement guided. The extension rate is approx. 6%. After this continuous Process of solidification resulted in the following mechanical Properties (without artificial aging treatment):

Streckgrenze Rp0,2Yield strength Rp0.2 509 N/mm²509 N / mm² Zugfestigkeit RmTensile strength Rm 626 N/mm²626 N / mm² Bruchdehnung A₁₀Elongation at break A₁₀ 19,2%19.2% Gleichmaßdehnung A_10G1 Uniform _strain A _10G1 9,6%9.6% Verhältnis Rm/Rp0,2Ratio Rm / Rp0,2 1,231.23

Damit entspricht dieses Material den Anforderungen der DIN 488 Sorte B St 500 S.Thus, this material meets the requirements of DIN 488 grade B St 500 p.

Das Biege-Verfestigungs-Verfahren wird bevorzugt mit Betonstahl in folgendem Analysenrahmen ausgeführt:The bending-solidification process is preferred with reinforcing steel in following analysis framework:

Kohlenstoff|0,14-0,22%Carbon | 0.14 to 0.22% Siliziumsilicon 0,15-0,40%from 0.15 to 0.40% Manganmanganese 0,60-1,300.60 to 1.30

Rest Eisen und Beimengungen-Gehalte entsprechen den Vorgaben des Institutes für Bautechnik, Berlin.Remaining iron and admixtures contents correspond to the specifications of the Institute for Construction Engineering, Berlin.

Dem Biege-Verfestigungs-Vorgang nachgeschaltet ist eine kontinuierlich arbeitende Richtanlage, die das so verfestigte Material richtet und zu Stäben definierter Länge ablängt. Beide Anlagen sind in Linie aufgestellt und arbeiten synchron. Das gerichtete Material kann als Vormaterial für Biege- und Bewehrungsbetriebe verwandt werden.The bending-solidification process is followed by a continuous working straightening system which directs the material thus solidified and cut into rods of defined length. Both plants are in line set up and work synchronously. The directional material can as Starting material for bending and reinforcement plants.

Claims

A process for the consolidation of reinforcing steel, in particular of weldable reinforcing steel, which has been produced by hot rolling, wherein the reinforcing steel is continuously subjected to mechanical deformation in a continuous flow method and thereby adjusted inter alia with regard to its yield strength and elongation, characterized in that the Reinforced steel in the torsion-free passage in three different, offset by about 120 ° staggered bending planes of a multi-stage bending deformation to a bending roll and thereby multiaxially work hardened with superposition in the bending planes and that the yield strength and elongation by the extent of the bending deformation achieved by extension of the reinforcing steel be set.

2. The method according to claim 1, characterized in that the Reinforcing steel with a throughput speed of 1 to 25 m / sec subjected to the three-stage bending deformation.

3. The method according to claim 1, characterized in that with an extension degree of the reinforcing steel of at least 5%, preferably of at least 7%, is being worked on.

4. The method according to any one of claims 1 to 3, characterized that the reinforcing steel at the individual bending rollers with a Wrap angle of 100 to 150 ° is performed.

5. The method according to any one of claims 1 to 4, characterized that is worked with bending rolls, which has a diameter ranging from 70 to 250 mm.

6. The method according to any one of claims 1 to 5, characterized that the extension, the reinforcing steel during solidification experiences, and thus the solidification, at a given Throughput speed, by selecting the diameter of the bending rollers and / or variation of the wrap angle is established.

7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized that the diameter of the bending roller and / or wrap angle different in the individual bending deformation stages be set.

8. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized that with a reinforcing steel in the diameter range of 6 to 14 mm is worked.

9. The method according to any one of claims 1 to 8, characterized that a reinforcing steel according to DIN 488 subjected to solidification becomes.

10. Plant for carrying out the method according to one of claims 1 to 9, characterized by three roller straightening ( 1, 2, 3 ) each having a defined bending plane (A, B, C), in the direction of passage of the reinforcing steel ( 4 ) one behind the other and against each other each offset by about 120 ° are arranged, each roller straightening ( 1, 2, 3 ) has two support rollers ( 5 ) and in the region between the support rollers ( 5 ) arranged bending roller ( 6 ).

11. Plant according to claim 10, characterized in that the bending roller ( 6 ) relative to the support rollers ( 5 ) adjustable and thereby the wrap angle (α) is adjustable.