DE4112931A1 - Verfahren und einrichtung zum walzen von stabstahl und draht - Google Patents

Description

Das Walzen in Kalibern ist die am meisten praktizierte Form beim Walzen von Stabstahl und Draht. Dabei wird in der Vorstaffel am häufigsten mit Kasten- bzw. Spießkantkalibern gearbeitet. Nachteilig ist dabei die schlechte Ausnutzung der Walzen, da durch die Kaliberform ein hohes Nachdrehmaß erforderlich ist. Außerdem ist eine Axialverstellung der Walzen notwendig, da die Kalibereinschnitte von Ober- und Unterwalze genau übereinstimmen müssen, was sehr schwer zu realisieren ist. Versatz im Walzgut ist eine häufige Folge schlecht eingestellter Kaliber, ebenso Über- bzw. Unterfüllung der Kaliber.

Sehr aufwendig ist das Ausrichten der Einlaufarmaturen zum Kaliber. Nach DE-OS 32 24 022 ist ein Verfahren bekannt, bei dem ausschließlich auf Glattwalzen gearbeitet wird. Die gewählte Kalibrierung ist nur bei einem b/h-Verhältnis kleiner 1,5 einsetzbar. Sehr aufwendig ist hierbei die Gestaltung der Ein- und Auslaufarmaturen, die bis Walzenmitte reichen müssen, in der Walzenmitte zusammenstoßen und in ihrer Kontur genau an den Walzenradius angepaßt sind. Damit ist das Walzen unterschiedlicher Querschnitte mit ein und demselben Walzenpaar bzw. Armatur nicht möglich. Außerdem wird gefordert, daß die Einlaufarmatur ausgekehlte Innenseiten aufweist, die der Breitung des Walzgutes angepaßt sind und die mit einem Spiel von 1 bis 5 mm zum Walzgut eingestellt werden sollen. Da unterschiedliche Stahlqualitäten auch unterschiedlich breiten, ist diese Einstellung kompliziert und kaum realisierbar. Die differenzierte Breitung kann den genannten Bereich überschreiten. So muß bei Materialwechsel die Armatur mit gewechselt bzw. ihre Einstellung verändert werden. Die in verbundener Form ausgebildeten Ein- und Auslaufarmaturen bilden einen "Tunnel", der so stark aufgeheizt wird, daß es zu Verformungen und Funktionsbeeinträchtigungen kommt und der Zunder die Führungen zusetzt, was zu Havarien führt.

Nachteilig ist auch, daß durch das Walzen auf Glattwalzen am Walzgut scharfe Kanten gebildet werden, die zu einem verstärkten Verschleiß beim Übergang auf das erste Formkaliber führen.

Der im Anspruch 1 und 11 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, die Einstellung der Walzen und Armaturen zu vereinfachen und durch definierte Dimensionierung des ersten Formkalibers den Einfluß der scharfen Kanten aus dem letzten Flachstich auf den Verschleiß auszuschalten sowie den Diagonalverzug des Walzgutes zu begrenzen.

Durch die Erfindung wird die Führung des Materials verbessert, der Verschleiß der Walze gesenkt, die Anzahl und die Zeit für den Walzenwechsel minimiert und die Verfügbarkeit der Walzstraße erhöht.

Die Erfindung soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. Es zeigt

Fig. 1 die Kaliberfolgen,

Fig. 2 die Abmessungen vom 1. Formkaliber (Schwedenoval) zum einlaufenden Walzgut,

Fig. 3 die Einrichtung für das kaliberlose Walzen,

Fig. 4 einen Schnitt nach Fig. 3.

In der Fig. 1 ist die Kaliberfolge dargestellt. Zum Anstich kommen Quadratquerschnitt Oa) bzw. flächengleiche Rechteckquerschnitte Ob). Am Beispiel von acht Walzstichen werden die Einzelvarianten dargelegt. Der erste Stich wird von einem Flachstich 1a oder, wenn es die Walzgutdiagonalen d₁/d₂1,02 erfordern, von einem Kastenkaliber 1b gebildet. Hierbei stellt d₁ immer die zahlenmäßig größere Diagonale dar.

In der ersten Variante durchläuft das Walzgut in den Gerüsten G2, G3, G4, G5, G6, G7 die Flachstiche 2a, 3a, 4a, 5a, 6a, 7a, um dann im Gerüst G8 in das Schwedenoval 8s einzulaufen. Der Abgangsquerschnitt aus dem letzten Flachstich liegt in Abhängigkeit vom Einsatzquerschnitt bei 900 mmA15 700 mm². Die Geometrie für das Schwedenoval 8s wird in der Fig. 2 dargestellt. In einer zweiten Variante folgen ab Gerüst G2 abwechselnd leicht eingeschnittene Kaliber 2b, 4b, 6b und Flachstiche 3a, 5a, 7a, worauf sich wieder das Schwedenoval 8s als Übergang zu den Formkalibern durchläuft. Weiterhin besteht die Möglichkeit, vor Beginn der Formkaliberfolge ein Formkaliber 7b oder zwei leicht eingeschnittene Kaliber 6b anzuordnen, um im Bedarfsfall (nach Anzahl der Flachstiche oder Materialgeschwindigkeit) die Verschleißgefahr zu senken. Dabei kann vorab eine Flachwalzfolge oder das Wechseln von Flachstichen und leicht eingeschnittenen Kalibern gewährleistet werden. Vorzugsweise wird der Einsatz von einem oder zwei leicht eingeschnittenen Kalibern 6b, 7b vor dem Schwedenoval 8s nur dann gewählt, wenn in den übrigen vorangesetzten Gerüsten kaliberlos gewalzt wird. Eine weitere Variante besteht darin, daß nach Gerüst G1, versehen mit unkalibrierten Walzen für den Flachstich 1a oder Kastenkaliber 1b, die Flachstiche 2a und 3a folgen. Danach schließen sich die leicht eingeschnittenen Kaliber 4b und 5b an, auf die wiederum die Flachstiche 6a und 7a folgen. Das Gerüst G7 kann dabei auch mit einem leicht eingeschnittenen Kaliber 7b versehen werden. Eine zusätzliche Möglichkeit ist gegeben, wenn nach den Flachstichen 1a und 2a die leicht eingeschnittenen Kaliber 3b, 4b, darauf die Flachstiche 5a, 6a, 7a bzw. das leicht eingeschnittene Kaliber 7b folgen. Es ist auch möglich, die leicht eingeschnittenen Kaliber 2b, 3b, 4b, 5b, 6b als Kastenkaliber 1b auszuführen und den Übergang in das Formkaliber als Schwedenoval 8s auszugestalten. Bei Umkehrduos und Trios sind die Gerüste identisch mit den Stichfolgen. Charakteristisch ist, daß bei leicht eingeschnittenen Kalibern das Verhältnis von auslaufender Walzguthöhe h₁ zur doppelten Eindrehtiefe 2t im Bereich 2h₁/2t10 liegt.

Die geometrischen Verhältnisse vom einlaufenden Walzgut und dem Schwedenoval 8s sind in der Fig. 2 ersichtlich. Die Bemessung ist so gewählt, daß der im Kaliber auftretende Verschleiß maximal minimiert wird und ein störungsfreier Walzvorgang gewährleistet ist. Aus den Kaliberabmessungen Kalibergrundbreite b_KB, Kalibertiefe b_K, Radius R, Kaliberhöhe h_K und Walzspalt s_w wird der Abstand z errechnet, der angibt, in welcher Entfernung zum Schnittpunkt der Geraden von Kaliberflanke und Kalibergrund - b_KB - der Radius R beginnt. Das Kaliber muß so bemessen sein, daß die einlaufende Abmessung des Walzgutes, die Walzguthöhe h₀, der Forderung h₀b_KB-2z genügt und die Einlaufarmatur so positioniert wird, daß auf jeden Fall der mittige Einlauf gewährleistet ist, d. h. das Walzgut nicht im Radius R anläuft, was erhöhten Verschleiß zur Folge hätte. Aus der Beschreibung ist ersichtlich, daß unabhängig von den zu walzenden Stahlqualitäten, das Walzgut nach Durchlauf des 1. Walzgerüstes die nachfolgenden Walzgerüste in n1 kaliberlosen Stichen durchläuft, Formstiche in n1 angeschnittenen oder Formkalibern anschließen und dies beliebig oft wiederholt wird.

In den Fig. 3 und 4 ist die Einlaufarmatur 13, ausgeführt als 4-Rollenarmatur bzw. Doppelarmatur, und der Abstreifer 14 dargestellt. In Walzrichtung gesehen, wird das Walzgut über Einlauftrichter 6, einlaufseitigem Rollenpaar 5, 5′, seitlicher Führungsfläche mit intergriertem Wasserkasten 2 und walzenseitigem Rollenpaar 4, 4′, den Walzen 16, 16′ zugeführt. Die Einstellung der Rollenpaare 5, 5′ und 4, 4′ zum Walzgut wird so gewählt, daß b₀<a<c ist, wobei b₀ einlaufende Walzgutabmessung, a Abstand der beiden Walzen des Rollenpaares 4, 4′ zueinander und c Abstand der beiden Walzen des Rollenpaares 5, 5′ zueinander bedeutet. In dem Wasserkasten 2 sind Schlitze 3 zum Kühlen der Rollenpaare 5, 5′ und 4, 4′ vorgesehen. Gerüstseitig ist die Einlaufarmatur 13 mit Führungsbacken 1, 1′ versehen, die die Verschleißplatten 7, 7′ aufnehmen. Die Führungsbacken 1, 1′ enden in Abhängigkeit vom Walzspalt s_w mit einem Abstand f vor Walzenmitte, wobei gilt:

Die Verschleißsplatten 7, 7′ weisen einen Abstand d auf, wobei d<b₁ gilt, b₁ ist die auslaufende Walzgutbreite. Die Führungsbacken 1, 1′ verhindern mit den Verschleißbacken 7, 7′ ein Kippen bzw. Verdrehen des Walzgutes. Die Außenkontur 17 der Führungsbacken 1, 1′ ist nicht zwingend an die Walzgeometrie angepaßt und weist einen Abstand von 3 bis 40 mm zu den Walzen 16, 16′ auf. Hinter den Walzen 16, 16′ ist der Abstreifer 14 in Abhängigkeit vom Walzspalt s_w im Abstand f zur Walzenmitte angeordnet, wobei die gleichen Verhältnisse wie o. g. gelten. Die Außenkonturen 18 des Abstreifers 14 weisen einen Abstand von 3 bis 5 mm zur Walzenoberfläche auf. Charakteristisch für die Bemessung des Abstreifers 14 ist, daß sein Höhenmaß g zwischen Ober- und Unterplatte 9, 10 die auslaufende Walzguthöhe h₁ in Abhängigkeit vom Walzspalt s_w und der Abstand i der Wangen 8, 8′ die auslaufende Walzgutbreite b₁ in Abhängigkeit vom Walzspalt s_w überragt. Dabei gilt:

Die Einlaufarmatur 13 weist zwischen ihrem Unterteil und dem Seitenteil Öffnungen 12 auf, durch die der Zunder herausgespült wird. Im Abstreifer 14 sind zwischen Ober-, Unterteil und Wangen 8, 8′ Öffnungen 15 vorhanden, um die Kühlung zu verbessern und den Zunder herauszuspülen. Zusätzlich sind Schlitze 11 im Unterteil angeordnet, über die Zunder und Wasser ablaufen kann. Die Einstellung der 4-Rollenarmatur ist so gewählt, daß der Abstand c des einlaufseitigen Rollenpaares 5, 5′ um 0 bis 5 mm größer ist als der Abstand a des walzseitigen Rollenpaares 4, 4′, der wiederum mit der Bedingung -2s_w3 mm zur einlaufenden Walzgutabmessung b eingestellt ist. Der Walzenangriffswinkel α wird für eine Kontistaffel so gewählt, daß er im Walzgerüst G1 der Kaliberfolge der Bedingung genügt 14α30° und in den nachfolgenden Walzgerüsten G2 bis G7 18α40°. Bei Umkehrduo und Trio gilt 14α30°. Diese Werte beziehen sich auf neue Walzen. Das Verhältnis b₀/h₀ ist 2,3.

Claims (11)

1. Verfahren zum Walzen von Stabstahl und Draht auf Kontistaffeln, Umkehrduos und Trios in Kaliberfolge, dadurch gekennzeichnet, daß bis zu einem Abgangsquerschnitt von 900 mm²A15 700 mm² auf unkalibrierten Walzen und vor dem Übergang in die Formkaliber je nach Materialqualität und Zahl der Flachstiche in ein oder zwei leicht eingeschnittenen Kalibern gewalzt wird, wobei ein angeschnittenes Kaliber durch das Verhältnis von auslaufender Walzguthöhe (h₁) zur doppelten Eindrehtiefe (2t) der Walze vorgegeben ist und dieses Verhältnis in einem Bereich 2h₁/2t10 liegt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß unabhängig von den zu walzenden Stahlqualitäten das Walzgut nach Durchlaufen des 1. Walzgerüstes die nachfolgenden Walzgerüste in n1 kaliberlosen Stichen durchläuft, Formstiche in n1 angeschnittenen oder Formkalibern anschließen und dies beliebig oft wiederholt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß, beginnend mit dem 1. Stich, in einer wechselnden Folge von Flachstich und Stich im angeschnittenen Kaliber bzw. Formkaliber gewalzt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß bei einem Diagonalverzug d₁/d₂ 1,02 des einlaufenden Walzgutquerschnittes im 1. Walzgerüst bzw. 1. Stich ein Kastenkaliber eingesetzt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen der Walzgerüste einer Kontistaffel so eingestellt werden, daß im 1. Walzgerüst der Greifwinkel 14α30° und bei den nachfolgenden Walzgerüsten 18α40° bei neuen Walzen nicht überschreitet und ein b₀/h₀-Verhältnis von 2,3 eingehalten wird, wobei der Anstichvorgang im 1. Walzgerüst unterstützt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzen des Umkehrduos und Trios so eingestellt werden, daß der Greifwinkel 14α30° bei neuen Walzen nicht überschreitet und ein b₀/h₀-Verhältnis von 2,3 eingehalten wird.

7. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in Abhängigkeit vom Walzspalt s_w folgende Bedingungen gelten:

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einstellmasse der 4-Rollenarmatur so gewählt werden, daß am einlaufseitigen Rollenpaar ein von 0 bis 5 mm größeres Spiel gewählt wird als am walzseitigen Rollenpaar, wobei letzteres wiederum mit einem Spiel eingestellt wird, das den Bedingungen -2s_w3 mm genügt.

9. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das 1. Formkaliber als Schwedenoval (8s) ausgebildet wird und das einlaufende Walzgut in seinen Abmessungen der Bedingung h₀b_KB-2z genügt.

10. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Wasser der integrierten Armaturenkühlung und der Zunder durch Schlitze (3) und Öffnungen (12) der Einlaufarmatur (13) abgeleitet werden.

11. Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens, bei dem ein Ein- und Auslaufteil vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß im 1. Walzgerüst beim Flachwalzen einlaufseitig eine 4-Rollenarmatur und in den nachfolgenden Walzgerüsten eine Doppelarmatur angeordnet ist, die mit seitlichen Wasserkästen (2, 2′) versehen sind, die in Richtung der Rollenpaare (4, 4′ und 5, 5′) Schlitze (3) und am Übergang zu einem Unterteil Öffnungen (12) aufweisen und in Führungsbacken (1, 1′) Verschleißplatten (7, 7′) angeordnet sind, wogegen auslaufseitig ein Abstreifer (14) aus einer Unter- und Oberplatte (10, 9) mit dazwischen angeordneten Wangen (8, 8′) besteht und zwischen Unter- und Oberplatte (10, 9) sowie Wangen (8, 9) Öffnungen (15) und in der Unterplatte (10) Schlitze (11) vorgesehen sind.