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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich gemäß den Oberbegriffen des Verfahrensanspruchs
1 und des Vorrichtungsanspruchs 2 auf Verbesserungen beim Walzen
von Metallstäben,
insbesondere von Stabstahl, um Stahldraht zu erzeugen (siehe zum
Beispiel
JP 07 096
301 A ). Gemäß der vorliegenden
Erfindung ist es möglich,
Drähte
mit verschiedenen Durchmessern herzustellen, wobei mit einem Stab
mit einem einzigen Durchmesser begonnen wird, ohne die Walzen zu
wechseln.
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Die
Herstellung von Drähten
mit Durchmessern in dem Bereich von mehreren Millimetern bis zehn oder
zwanzig Millimeter durch Walzen von Stabstahl ist gewöhnlich derart
ausgeführt
worden, dass ein runder Stab verwendet worden ist, welcher einen
Durchmesser von 20 Millimeter oder so aufweist, der aus einem Vorwalzschritt
(Grobwalzschritt) zugeführt
worden ist, durch Walzen des Werkstoffs in einem Blockwalzwerk,
das mit acht Walzen als einem Mittelwalzwerk (Zwischenwalzwerk)
ausgestattet ist, und dann durch Fertigwalzen des Drahtes mit einem
Maßwalzwerk,
welches mit zwei Sätzen
von Walzen ausgestattet ist. Der Aufbau eines solchen Walzwerks
ist in der 1 gezeigt.
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Es
gibt strenge Anforderungen an die Größen von Stahldrähten in
Abhängigkeit
der letztendlichen Verwendung derselben. In dem Bereich des Durchmessers
von fünf
bis zehn Millimeter zum Beispiel werden Produkte gefordert, welche
die Größen von
jeweils einer Vergrößerung von
0,5 Millimeter aufweisen, und in dem Bereich des Durchmessers von
zehn bis zwanzig Millimeter werden solche gefordert, welche die
Größen mit jeweils
einer Vergrößerung von
1,0 Millimeter aufweisen. In jüngerer
Zeit ist ein Bedarf an warmgewalzten Stahlprodukten mit verschiedenen
Kalibern aufgekommen, welche genau mit dem geforderten Querschnitt übereinstimmen.
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Ein
herkömmliches
Verfahren zum Befriedigen dieses Bedarfs ist die Abfolge der folgenden
Walzschritte, welche in der 2 dargestellt
sind.
- – In
dem Bereich „sehr
fein" (Durchmesser
5,5, 6,0 und 6,5 Millimeter) beginnt das Walzen von Draht mit einem
runden Stab mit dem Durchmesser 16,4 Millimeter, welcher aus einer
Vorwalzlinie (2) zugeführt wird. Das Stabmaterial
wird zuerst mittels eines Blockwalzwerks (F1–F8) gewalzt, welches die erste
Walzengruppe aufweist, auf einen Durchmesser von 6,5 Millimeter,
dann wird das gewalzte Material durch das Maßwalzwerk hindurchgeleitet,
um von beidem, der Vordergruppe der Walzen und der Hintergruppe
der Walzen (5,5 Millimeter) gewalzt zu werden, oder nur durch die
Vordergruppe der Walzen (6,0 Millimeter).
- – In
dem Bereich „fein" (Durchmesser 7,0,
7,5 und 8,0 Millimeter) wird ein runder Stab mit dem Durchmesser
20,5 Millimeter als das Ausgangsmaterial aus der Vorwalz-Mittelwalzlinie
verwendet. Um auf diesen Bereich umzuschalten ist es notwendig,
die Linie herunterzufahren, um eine Auswechslung der Walzen von allen
Walzenständern
auszuführen
und um ein Blockwalzwerk (F1–F8)
auszubilden, welches die zweite Walzengruppe aufweist. Nach dem
Walzen des runden Stabmaterials mit dem Durchmesser 20,5 Millimeter auf
8,4 Millimeter wird das gewalzte Material durch das Maßwalzwerk
durchgeleitet, so dass es mittels beidem, der Vordergruppe und der
Hintergruppe (7,0 Millimeter) oder nur durch die Vordergruppe (7,5
Millimeter) oder nur durch die Vordergruppe der ausgewechselten
Walzen gewalzt werden kann.
- – In
dem Bereich „mittelfein" (Durchmesser 8,5,
9,0, 9,5 und 10 Millimeter) beginnt das Walzen mit demselben runden
Stabmaterial mit dem Durchmesser 20,5 Millimeter wie oben (3).
Das runde Stabmaterial wird durch einen Teil (F1–F6) des Blockwalzwerks gewalzt,
welches die zweite Gruppe von Walzen aufweist, auf einen Durchmesser
von 10,5 Millimeter. Zu diesem Zweck ist es ebenso notwendig, nachdem
die Linie heruntergefahren worden ist, die Walzen der Ständer F7
und F8 zu entfernen und eine Blindführung (Dummy-Führung) zu
installieren. Das gewalzte Material, welches aus der Blindführung herauskommt,
wird durch das Maßwalzwerk
hindurchgeleitet, derart, dass beides, die Vorder- und die Hintergruppe
von Walzen (8,5 Millimeter), nur die Vordergruppe (9,5 Millimeter)
oder nur die Hintergruppe (10,0 Millimeter) verwendet wird.
- – In
dem Bereich „mittelstark" (Durchmesser 11,0
und 12,0 Millimeter) beginnt das Walzen ebenfalls mit dem runden
Stabmaterial mit dem Durchmesser 20,5 Millimeter (ebenso die 3).
Das Material wird durch einen Teil (F1–F4) des Blockwalzwerks gewalzt,
welches die zweite Gruppe von Walzen aufweist, auf einen Durchmesser
von 13,5 Millimeter. Auch in diesem Fall werden die Walzen der Ständer F5
und F6 entfernt und durch eine Blindführung ersetzt. Das gewalzte
Material mit der Stärke
13,5 Millimeter wird durch das Maßwalzwerk durchgeleitet und
durch beides, die Vordergruppe und die Hintergruppe der Walzen (11,0 Millimeter)
oder nur durch die Vordergruppe (12,0 Millimeter) gewalzt.
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Die
Herstellung von Drähten
in dem Dickenbereich „stark" (Durchmesser 13,0,
14,0, 15,0 und 16,0 Millimeter) beginnt ebenfalls mit dem runden
Stab mit dem Durchmesser 20,5 Millimeter, welcher zuerst durch einen
Teil (F1–F2)
der zweiten Gruppe von Walzen auf einen Durchmesser 16,4 Millimeter
gewalzt wird. Die Walzen der Ständer
F3 und F4 des Blockwalzwerks werden ebenso entfernt. Das gewalzte
Material mit dem Durchmesser 16,4 Millimeter wird durch das Maßwalzwerk
hindurchgeleitet und durch beides, die Vorder- und die Hintergruppe
der Walzen (13,0 Millimeter) oder nur durch die Hintergruppe (15,0
Millimeter) gewalzt. Alternativ wird das gewalzte Material nach
dem Austauschen der Walzen durch beides, die Vorder- und die Hintergruppe
(14,0 Millimeter) oder nur durch die Hintergruppe (16,0 Millimeter)
gewalzt.
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Drähte in dem
Dickenbereich „sehr
stark" (Durchmesser
17,0, 18,0 und 19,0 Millimeter) werden derart hergestellt, dass
ebenso mit dem runden Stabmaterial mit dem Durchmesser 20,5 Millimeter
begonnen wird, nicht durch Verwenden des Blockwalzwerks, sondern
durch direktes Verwenden des Maßwalzwerks.
Beide, die Vorder- und die Hintergruppe von Walzen, werden verwendet
(17,0 Millimeter), oder nur die Vordergruppe wird verwendet (19,0
Millimeter), oder beide, die Vorder- und die Hintergruppe, werden
verwendet, wobei ausgewechselte Walzen verwendet werden (18,0 Millimeter).
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In
der 2 bis zu der 4 weist
die Abgrenzung mit Linien darauf hin, dass Walzen in diesen Bereichen
verwendet werden, und dass in dem anderen Bereich keine Walze verwendet
wird. Die runden Formen stellen dar, dass die Kaliber der Walzen
(und damit die Querschnitte des gewalzten Materials, welches aus
diesen herauskommt) rund sind, und die Spindelform ovale Querschnitte
des gewalzten Materials. Die numerischen Darstellungen, welche den
runden Formen hinzugefügt
sind, zeigen die Durchmesser des Materials, welches aus den Walzen
mit rundem Kaliber herauskommt.
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Der
Austausch der Walzen des Maßwalzwerks
ist leicht, und sogar die gesamten Walzen können gewechselt werden. Weil
jedoch die Verhältnisse
der Drehgeschwindigkeiten der Walzen in dem Blockwalzwerk dieselben
sind, ist es notwendig, durchgehende Gerüste zu verwenden. Weil zudem
die Walzenachsen feststehend gegenüber der Durchtrittslinie angeordnet
sind, ist es notwendig, das Wechseln von Walzen auszuführen, nachdem
der Walzbetrieb unterbrochen worden ist, in welchen das Blockwalzwerk
involviert ist. Im Hinblick auf die oben beschriebenen Beispiele
werden in den Dickenbereichen „sehr
fein" und „fein" die gesamten Walzen
des Blockwalzwerks gewechselt. Auswechslungen zwischen dem Dickenbereich „fein" und „mittelfein", „mittelfein" und „mittelstark", und „mittelstark" und „stark" benötigen die
Montage und Demontage der Walzen der hinteren Gruppe.
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Somit
erfordern die Versuche, Stahldrähte
mit verschiedenen Größen mittels
der herkömmlichen
Technologie herzustellen, eine beschwerliche vorbereitende Arbeit
für den
Wechsel von Walzen, und dies vermindert die Effizienz der Herstellung.
Wenn jedoch eine Herstellung einer einzigen Größe auf einmal im großen Umfang
ausgeführt
wird, um die obigen Probleme zu vermeiden, dann muss ein zu großer Vorrat
des Drahterzeugnisses aufbewahrt werden. Zusätzliche Probleme, wie zum Beispiel
ein Zerkratzen bei der Handhabung und dem Transport und Rosten während der
Aufbewahrung können
auftreten.
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Die
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die oben beschriebenen
Probleme, welche sich auf das Walzen von Draht beziehen, zu lösen, und
ein Walzverfahren darzustellen, welches die Herstellung von Drahterzeugnissen
ermöglicht,
welche verschiedene Durchmesser aufweisen, aus einem runden Stab
mit einem einzigen Durchmesser, ohne die Walzen des Blockwalzwerks
zu wechseln, was ein langwieriger und arbeitsaufwendiger Prozess
ist. Die Erfindung stellt ferner ein Walzwerk zum Ausführen des
Walzverfahrens zur Verfügung.
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Gemäß einer
Ausführung
der Erfindung wird ein Verfahren des Walzens von Walzdraht zur Verfügung gestellt,
welcher ausgewählte
Enddurchmesser aufweist, aus einem Stab mit einem einzigen Durchmesser, der
von einem Vorwalzwerk (Grobwalzwerk) entlang einer Walzbahn zugeführt wird,
wobei das Walzwerk ein Mittelblockwalzwerk (Zwischenblockwalzwerk)
zum Aufnehmen des Stabes/der Stange aus dem Vorwalzwerk umfasst,
das Blockwalzwerk Walzen aufweist, die an einer vorderen Gruppe
und einer hinteren Gruppe angeordnet sind, wobei jede derselben
blindgesetzt werden kann, ferner ein Miniblockwalzwerk zum Aufnehmen der
Stange aus dem Blockwalzwerk, welches aus der Walzbahn herausnehmbar
ist, und ein Maßwalzwerk zum
Aufnehmen der Stange aus dem Miniblockwalzwerk, wobei das Maßwalzwerk
eine Vielzahl von Walzensätzen
umfasst, von denen wenigstens ein Satz aus der Walzbahn herausnehmbar
ist, wobei das gesagte Verfahren das Auswählen von Kombinationen der
Gruppen der Walzen des Blockwalzwerks, des Miniblockwalzwerks und
von Sätzen
der Maßwalzen
umfasst, und ferner das Walzen der Stange durch die ausgewählte Kombination,
so dass ein Walzdraht hergestellt wird, welcher das gewünschte Endkaliber
aufweist.
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Gemäß einer
weiteren Ausführung
wird ein Walzwerk zum Walzen von Walzdraht, welcher ausgewählte Enddurchmesser
aufweist, aus einem einzigen Durchmesser, der aus einem Vorwalzwerk
(Grobwalzwerk) entlang einer Walzbahn zugeführt wird, zur Verfügung gestellt,
wobei das gesagte Walzwerk ein Mittelblockwalzwerk (Zwischenblockwalzwerk)
zum Aufnehmen einer Stange aus einem Vorwalzwerk aufweist, das Blockwalzwerk
eine vordere Gruppe von Walzen und eine hintere Gruppe aufweist,
von denen jede unabhängig
voneinander blindgesetzt werden kann, ferner ein Miniblockwalzwerk
zum Aufnehmen der Stange aus dem Blockwalzwerk, welches zwischen
einer Betriebsposition auf der Walzbahn und einer Nichtbetriebsposition entfernt
von der Walzbahn geschaltet werden kann, und ein Maßwalzwerk,
welches wenigstens zwei Sätze von
Walzen umfasst, von denen jeder Satz geeignet ist, zwischen einer
Betriebsposition auf der Walzbahn und einer Nichtbetriebsposition
entfernt von der Walzbahn geschaltet zu werden, wobei die Walzen
des Blockwalzwerks, des Miniblockwalzwerks und des Maßwalzwerks
in verschiedenen Kombinationen auswählbar sind, um Walzdraht mit
einem gewünschten
Kaliber aus einem Walzdraht mit einem einzigen Durchmesser, welcher durch
das Vorwalzwerk zugeführt
wird, herzustellen.
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Kurze Erläuterung
der Zeichnungen:
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Die 1 ist
ein schematisches Diagramm, welches die Verteilung von Walzen in
einem herkömmlichen
Drahtwalzwerk zeigt.
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Die 2 ist
eine Erläuterung
für die
verwendeten Walzen, die Querschnitte und Durchmesser des Materials
in dem Walzverfahren, wenn Drähte
mit verschiedenen Größen hergestellt
werden, wobei das Drahtwalzwerk, welches in der 1 gezeigt
ist, verwendet wird.
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Die 3 ist
eine Erläuterung,
welche der 2 ähnlich ist, für die Schritte,
welche der 2 nachfolgen.
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Die 4 ist
eine Erläuterung ähnlich wie
die 2 für
die Schritte, welche der 3 nachfolgen.
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Die 5 ist
ein schematisches Diagramm entsprechend zu der 1,
welches eine Walzenverteilung in einem Drahtwalzwerk gemäß der vorliegenden
Erfindung zeigt.
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Die 6 ist
eine Erläuterung ähnlich zu
der 2 für
die verwendeten Walzen, Querschnitte und Durchmesser des Materials
in dem Walzverfahren, wenn Drähte
mit verschiedenen Größen hergestellt
werden, wobei das Drahtwalzwerk, das in der 5 gezeigt
ist, verwendet wird.
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Die 7 ist
eine Erläuterung ähnlich zu
der 5 für
die Schritte, welche der 5 nachfolgen; und
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die 8 ist
eine Erläuterung ähnlich zu
der 5 für
die Schritte, welche der 7 nachfolgen.
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Das
Walzverfahren gemäß der vorliegenden
Erfindung, welches die oben genannte Aufgabe löst, ist ein Verfahren zum Walzen
von Draht aus Metallstangen/Metallstäben, welche aus einem Vorwalzschritt
zugeführt
werden, durch Zwischenwalzen mit einem Blockwalzwerk und Fertigwalzen
mit einem Maßwalzwerk,
um Drahterzeugnisse zu formen. Das Verfahren verwendet ein Walzwerk,
welches, wie in der 5 dargestellt ist, ein Blockwalzwerk
(BM: block mill), ein Maßwalzwerk
(SM: sizing mill) und ein Miniblockwalzwerk (MBM: mini block mill),
welches zwischen dem BM und dem SM als eine Reduziervorrichtung
installiert ist, umfasst. Die Walzen des Blockwalzwerks (BM) sind
in zwei Gruppen unterteilt, nämlich
die vordere Gruppe und die hintere Gruppe, um zu ermöglichen,
dass entweder beide, die vordere und die hintere Gruppe, verwendet
werden, dass nur die vordere Gruppe durch Blinddurchleiten durch
die hintere Gruppe verwendet wird, oder dass kein Blockwalzwerk
(BM) durch Umleiten des Materials, welches gewalzt werden soll,
durch eine andere Führung verwendet
wird. Das Miniblockwalzwerk (MBM) ist aus der Walzbahn herausnehmbar.
Das Maßwalzwerk
(SM) besteht aus mehreren Sätzen
von Walzen, und wenigstens einer der Sätze ist aus der Walzbahn herausnehmbar.
Kombinationen der Verwendung und der Nichtverwendung von den Walzen
können
ausgewählt
werden, so dass es möglich
wird, Drähte
mit unterschiedlichen Durchmessern aus einem runden Materialstrang
mit einem einzigen Durchmesser herzustellen.
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Das
Walzwerk zum Ausführen
des oben beschriebenen Walzverfahrens ist das Walzwerk zum Walzen von
Draht aus Metallstangen, welche aus einem Vorwalzschritt zugeführt werden,
durch Zwischenwalzen mit einem Blockwalzwerk und durch Fertigwalzen
mit einem Maßwalzwerk,
um Drahterzeugnisse herzustellen. Das Walzwerk umfasst, wie in der 5 dargestellt
ist, ein Blockwalzwerk (BM), ein Maßwalzwerk (SM) und ein Miniblockwalzwerk
(MBM), welches zwischen dem Blockwalzwerk und dem Maßwalzwerk
als eine Reduziervorrichtung installiert ist. Die Walzen des Blockwalzwerks
(BM) sind in zwei Gruppen unterteilt, nämlich die vordere Gruppe und
die hintere Gruppe (BM1 und BM2), so dass es möglich wird, entweder beide,
die vordere und die hintere Gruppe, oder nur die vordere Gruppe
durch Durchlaufen der hinteren Gruppe mit einem Blinddurchgang (DP1)
zu verwenden; und eine Führung
oder Führungen
zum Umleiten (BP: by-passing) des Materials, welches gewalzt werden
soll. Das Walzwerk weist ferner einen weiteren Blinddurchgang (DP2)
auf, und somit ist das Miniblockwalzwerk aus der Walzbahn herausschaltbar.
Das Maßwalzwerk
besteht aus mehreren Sätzen
von Walzen, und wenigstens einer der Sätze ist aus der Walzbahn herausschaltbar.
Kombinationen der Verwendung und der Nichtverwendung der Walzen
können
ausgewählt
werden, so dass es möglich
gemacht wird, Drähte
mit verschiedenen Durchmessern aus einem runden Materialstrang mit
einem einzigen Durchmesser herzustellen.
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Die
Umgehungen (Bypässe)
für die
Walzen können
dadurch vorgesehen werden, dass Führungen installiert werden,
um die gewalzten Drähte
oder die Materialdrähte,
die gewalzt werden sollen, in geeigneten Positionen in dichter Nähe zu der
Mitte der Walzbahn durchzuleiten, ohne die Walzen zu stören oder
die Walzen auszuwechseln.
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Kombinationen
von Wegen, durch welche der Materialstrang und die gewalzten Drähte durchlaufen, sind
unten tabellarisch aufgelistet. In der nachfolgenden Tabelle beinhaltet „Fall A" solche Fälle, bei
denen das Blockwalzwerk verwendet wird, und „Fall B" diejenigen ohne Verwendung. Die Abkürzungen
in der Tabelle haben die folgenden Bedeutungen:
- BM
- Blockwalzwerk
- BM1
- Vordere Gruppe der
Walzen des Blockwalzwerks
- BM2
- Hintere Gruppe der
Walzen des Blockwalzwerks
- MBM
- Miniblockwalzwerk
- SM1, 2
- Maßwalzwerke
- BP
- Umgehung (Bypass)
- DP1–3
- Blinddurchgang (dummy
pass)
- a–t
- Walzenpaar des Maßwalzwerks
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Runde
Stäbe aus
einem Kohlenstoffstahl, welche einen Durchmesser von 20,5 Millimeter
aufweisen, wurden als das Ausgangsmaterial verwendet, und das Walzen
wurde gemäß der Abfolgen,
welche in den 6, der 7 und der 8 gezeigt
sind, ausgeführt,
um Drahterzeugnisse zu erzielen, welche Durchmesser aufweisen, wie
sie in den Figuren gezeigt sind. In diesen Figuren haben die Teile,
welche mit Linien abgegrenzt sind, runde Kreise und Spindelformen
und die numerischen Darstellungen, welche diesen hinzugefügt sind,
die Bedeutung, wie sie im Hinblick auf die 2 bis zu
der 4 erklärt
worden sind.
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Die
Walzwerkkombinationen, welche schematisch in der 6 gezeigt
sind, zeigen zum Beispiel die Abfolgen, welche in den Fällen 1 bis
6 in der Tabelle 1 verwendet worden sind. Im Fall 1 werden alle
Walzen in den zwei Gruppen des Blockwalzwerks BM1 und BM2 verwendet.
Das Miniblockwalzwerk (MBM) ist ebenso im Betrieb, und alle Sätze von
Walzen des Maßwalzwerks
(SM1 und SM2) werden verwendet. Der Fall 2 ist genauso wie der Fall
1 mit der Ausnahme, dass der letzte Satz des Maßwalzwerks (SM2) blind geschaltet
ist, durch Verschieben des Satzes (SM2) aus der Walzbahn heraus.
Der Fall 3 wird durch Verwenden von verschiedenen Walzensätzen (SM1(c)
und SM1(d)) auf den Maßwalzwerken
und durch Blindschalten des MBM erreicht. Der Fall 4 ist genauso
wie der Fall 3, mit der Ausnahme, dass der zweite Satz von Maßwalzen
(SM2) blindgeschaltet wird. Im Fall 5 verbleibt das MBM blindgeschaltet,
und verschiedene Walzen (SM1(f) und SM2(g)) werden als die Maßwalzwerke
verwendet. Der Fall 6 ist genauso wie der Fall 5, mit der Ausnahme, dass
der zweite Satz der Maßwalzen
(SM2) blindgeschaltet ist.
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Auf
eine analoge Art und Weise zeigen die 7 und 8 andere
Kombinationen zum Walzen von Drahtstäben mit einem spezifischen
Kaliber, welche ebenso in den Tabellen 1 und 2 aufgelistet sind.
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Durch
Walzen von Draht in Übereinstimmung
mit der vorliegenden Erfindung, welche Reduziervorrichtungen und
Umgehungen (Bypässe)
verwendet, ist es möglich,
Drähte
herzustellen, die verschiedene Durchmesser aufweisen, aus einem
einzigen Ausgangsmaterial, ohne die Walzen des Blockwalzwerks zu
wechseln. Weil das Auswechseln von Walzen des Blockwalzwerks, wie
oben beschrieben worden ist, beträchtliche Zeit und einen beträchtlichen
Arbeitsaufwand erfordert, führt
die Ausräumung
der Notwendigkeit, Walzen auszuwechseln, nicht nur zu einer vergrößerten Effizienz
bei der Herstellung, sondern vermindert ebenso die Anzahl von Walzen,
welche verwendet werden müssen.
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Die
Tatsache, dass die Produktgrößen leicht
geändert
werden können,
deckt den Nachteil der herkömmlichen
Technologie ab, welche dazu gezwungen ist, sobald die Walzen ausgetauscht
worden sind, eine beträchtliche
Menge von Erzeugnissen gleichzeitig herzustellen, und realisiert
eine Herstellung „many
grades-small quantity" (viele
Größen in kleiner
Menge), ohne einen unerwünschten
Anstieg von Kosten. Dieser Verdienst trägt ebenso dazu bei, die Probleme
des Verkratzens bei der Handhabung und des Rostens während der
Lagerung, welche oben beschrieben worden sind, abzuschwächen.
