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Walzwerk zum kontinuierlichen Schrägwalzen von band-, streifen- oder
barrenförmigen plastischen Werkstoffen, insbesondere Metallen, deren Länge ein Vielfaches
der Breite beträgt Es ist bekannt, daB man beim Warm- und, Kaltwalzen von plastischen
Werkstoffen, insbesondere von kurzem Ehizelbl&hen und Bändern aus metallischen
Werkstoffen, durch den Wechsel der Streckrichtung beim Walzvorgang, z. B. durch
abwechselnde Längs- und Querwalzung, nicht nur die Form, sondern auch die Eigenschaften
des Walzgutes grundlegend beeinflussen kann; beim Kaltwalzen dieser Art spielt auch
die zusätzliche GlühbehandJung eine Rolle. So ergaben sich z. B. d'urc'h dias sogenannte
Kreuzwalzen, -d. Ih. durch das Walzen des. Bleches in, ,senkrecht, aufeinander stehenden
Richtungen, Bleche mit bevorzugten mechanischen, thermischen, elektrischen oder
magnetischen Eigenschaften usw., und zwar sowohl bei Werkstoffen mit kubisch- als
auch mit hexagonal-raumzentrierter oder anderer Struktur. Aus bekannten Gründen,
insbesondere wegen einer nacht unbeträchtlichen Unwirtschaftlichkeit, ist das Kreuzwalzen
von kurzen Einzelblechen begrenzt anwendbar, so daß insbesondere für die Kaltwalzung
das Bestreben dahin ging, das Kreuzwalzverfahren auf Bänder auszudiehnen.
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Hierzu gehört ein bekanntes Verfahren, bei dem ein Metallband aus
zähem Metall., z. B. Magnesium, nicht mehr im rechten Winkel, sondern parallel zur
Walzenachse zwischen d:ie Walzen eingeführt und nach dem Durchlauf jeweils um die
Länge der Walzen weitergeschoben wird.
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Ferner gibt es bekannite Einrichtungen zum kalten Auswalzen von Bändern
in kontinuierlichem Betrieb in mehreren Arbeitsgängen, bei dienen zwischen den lediglich
eine Längun g herbeiführenden Walzgerüsten weitere Walzgerüstie angeordnet
sind,
die das Walzgut quer zur Vorschubrichtung. also wie im vorerwähnten Falle um 9o°
auswalzen. Auch hier besteht der Zweck in der Herstellung von Bändern, die z. B.
gleichmäßige mechanische bzw. physikalische Eigenschafften.aufweisen sollen.
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Ein anderes, aber ähnliches bekanntes Kreuzwal:zverfähren:- verzichtet
im Gegensatz zum vorgenannten zwar auf eine Vielzahl von Walzgerüsten und beschränkt
sich auf deren zwei, von denen :das erste, normale, eine im Vergleich zu der des
zweiten Querwalzgerästes bestimmte Q:uersdhnittsvermi:nd:erung des Bandes zugewiesen
bekommt. Aber auch hier wird die Anordnung der Querwalzung, d'. h. der Verformung
von 9o° im Vergleich zur vorangegangenen Kal!twalzung. der schon vorhin beschriebenen
entlehnt.
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Das Querwalzen von langen Stücken, z. B. Langbarren u. d,-1., in der
Wärme ist überhaupt nicht bekannt.
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Allen eben genannten Verfahren haften erhebliche Mängel an, denn man
ist gezwungen, den beim Walzen z. B. :eines Bandes nach. dem gnvöhnlichen Verfahren
fehlenden oder =vollkommenen Breitungsvongang getrennt 'hiervon in einem besonderen
Walzwerk durch einen Quenvalizvorganb vorzunelhmen, der im Winkel von 9o° zur Bandrichtung
f2egt. Ganz abgesehen davon, daß diese getrennte Streckwirkungder im Winkel von
9o° zur Bandlängsrichtung an den beiden Ühergangsstellen des Bandes wirkenden Walzen
starke, leicht zur Zerstörung des Werkstoffes führende Zerrungen hervorruft, ist
für die meisten Werkstoffe zur Erzielung bester physikalischer oder mechanischer
Eigenschaften, insbesondere für Zink, Magnesium usw., die Längsun:d Querwalzung
um cgo° nicht immer die günstigste, :da die für dlie Kristallo-rientiei-ung bestliegenden
Winkel unterschiedlIch sind. Hinzu kommt, d:aß bewegliche, die Querwalzung um 9o°
besorgende Walzgerüste eine konstruktiv sehr unvollkommene Lösung der Frage darstellen.
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Der Erfindungsgedanke besteht nun zunächst darin, d!ie Wirkung einer
mit getrennten Walzwerken erfolgenden Längs- und Querw alzung, wie sie bisher geschah,
in einem Walzvorgang zu vereinen und auf alle plastischen Werkstoffe, insbesondere
metallische Bänder, Streifen, Langbleche usw. sowie auch auf deren Warm- und Kaltwalzung
anzuwenden derart, daß das Walzgut bei an sich in der Bauart bekannten Walzgerüsten
mit Hilfe besonderer mechanischer Vorrichtungen und in Verbindung mit einer entsprechenden
Gestaltung oder Bewegung einer oder beider Arbeitswalzen schräg. d. h. in einem
beliebigen, dem Werkstoff und seinen gewünschten Eigenschaften angepaftten, von
9o° zu den Walzenachsen abweichenden Winkel ein- bzw. rückgeführt und in diesen
Lagen abeatzweise bis zum vollen Durchgang des Bandes ausgewalzt wird. Hierdurch
tritt die beim Längswalzen eines Bandes fehlende starke Verbreiterung in einem Arbeitsgang
ohne zusätzliche Querwalfzüng ein; die Breitenzunahme ist abhängig vor .allem von
der Querschnittsabnahme und dem Winkel, den d!as Band od. dgl. mit den Walzenachsen
bildet, @d. h. die Verbreiterung des Bandes ist um so größer, je stärker seine Schräglage
von der gewöhnlichen Längsrichtung abweicht. Auf dieser an sich an kurzen Stücken
bekannten Feststellung baut sich der Erfindungsgedanke für Bänder usw. auf, er ist
jedoch 'hierdurch nicht erschöpft, und zwar aus folgenden Gründen: Ein schräg, z.
B. im Winkel von 30 oder d.5° zu ,den Walzen eingestecktes Band -,vi.rd während
der Verformung von den Arbeitswalzen seitlich mitgenommen. Man wird,daher von diesem
schräg in die Walzen eingesteckten Band zunächst nur die Länge ab-,vafzen können,
d!ie sich aus der Abwicklung zwischen Bandbreite, Schrägstellung des Bandes und
nutzbarer Ballenlänge -im Walzspalt ergibt. Ist das. Band, von einer Walzenseite
zur anderen wähnend. des Walzvorganges gelaufen, @so muß für seine sofortige Rückförderung
in: die schräge Ausgangslage mit dem unmittelbar vordem Walzspalt liegenden, noch
urgewalzten sowie soeben ausgewalzten Teile des Bandes hinter den Walzen gesorgt
werden. Bei -#7erstell-barkeit einer Arbeitswalze kann,dies in einfacher Weise durch
Anheben dieser Walze und Absenken nach der beendeten Rückförderung dies Bandes geschehen.
Wiederholt man die Vorgänge -der Abwalzung unter für die Bandlänge gleichen Arbeitsbedingungen
und die Rückförderung des Bandes bis zu seinem vollständigen Durchlauf, so ergibt
sich eine absatzweise, schräg verlaufende Breitungsabwalzung, ohne daß die Bandform
in ider endlichen Längsrichtung sowie die Bandstärke nach der A.bwalzung Unregelmäßigkeiten
aufweisen.
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Die beschriebene Art: der Rückführung des Brandes in seine schräge
Ausgangslage ist wohl möglich, jedoch nicht wirtschaftlich, dpa sie einen und ein,
Wiederingangsetzen der Arbeitswalizen verlangt. Die Rückführung des Bandes od. d@gl.
in seine schräge Ausgangslage läßt sich nicht umgehen, :dafür jedoch die Stillsetzung
der Walzen durch geeignete Maßnahmen. Hiervon seien als Beispiele für die Vollständigkeit
des Erfindungsgedankens folgende genannt: i. Man kann den kreisrunden Querschnitt
einer Arbeitswalze durch streckenweise Verkleinerung des Walzendurchmessers über
die ganze Ballenbreite vermindern., derart, daß Leerlaufs-, Abplattun:gs- oder Aussparungszonen
oder -kaliber entstehen, zwischen denen das Walzgut mit dem bereits .ausgewalzten
Querschnitt nach Beendigung einer Teilwalzung in. dlie Ausgangsschrägstellung zurückgeführt
wird. In diesem Falle empfiehlt es sich, diese je nach der Walzgeschwindigkeit und
dem Wege ,des Bandes für seine Rückführung entsprechend breiten Leerlaufzonen geradlinig,
schräg oder spiralförmig über die nutzbare Breite des Walzballens verlaufen zu lassen.
Beim Vorhandensein einer oder entsprechend den Arbeitsbedingungen mehrerer, gleichmäßig
über den Walzenquerschnitt verteilter Leerlaufzonern, können die Arbeitswalzen während
der Riickfü'hrung,des Stückes durch das Leerkaliber ohne Geschwindigkeitsminderung
weiterlaufen, ähnlich wie es auch beim Pilgerschrittrohrwalzen,
jedoch
zu einem anderen Zweck und mit anderen Mitteln, durch das sogenannte Vorholkaliber
der Pilgerschrittwalzen geschieht.
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Es genügt, je nach :dem Verwendungszweck des Werkstoffes und den Arbeitsbedingungen,
eine Arbeitswalze mit einer oder mehreren gleichartigen Abplattungszonen in periodischer
Folge zu versehen und diie zweite Arbeitswalze unverändert zu lassen,, also z. B.
die obere oder untere bei einem Duo- oder Triowalzwerk: hei letzterem wird man zwar
nur eine Walzrichtung ausnützen können, wenn sich :die Mittel@-,val;ze an die unkalibrierte
Arbeitswalze auflegt; man. macht jedoch hier von der günstigeren Wirkungsweise der
dünnen Arbeitswalze für den neuartigen Breiitungsvorga:ng des Bandes Gebrauch.
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z. Ein anderer Weg für die Rückführung des Walzgutes zwischen den
im Gegensatz zu Vorschlag r im Querschnitt unveränderten, also glatten Arbeitswalzen
besteht darin, durch besondere Vorrichtungen eine Arbeitswalze mit ihrem Einbau,
bei Mehrrollenwalzwarken auch gleichzeitig mit den Stützwalzen und ihrem Einbau,
so lange anzuheben, bis !die Rückführung des Walzgutes beendet ist, und darauf wieder
abzusenken. Da an einem Walzwerk stets zwei Arbeitswalzen vorhanden sind, von denen
meist nur eine in ihrer Höhenlage anstellbar ist, wird es der konstruktiven Durchführung
überlassen sein., welche der beiden Arbeitswalzen man in der Höhenläge zusätzlich
verstellbar anordnet; wählt man hierzu die meist mit einer Anstellvorrichtung versehene
Oberw.al:ze, so muß -deren plötzliche Verstellbarkeit in der Höhenlage unabhängig
von der sonistiigen Anstellbarkeit erfolgen, doch so, daß die letztere dadurch nicht
beeinträchtigt wird.
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Man kann die pl:ötzl,iche Höhenlagenveränderung einer Arbeitswalze
und ihres Einbaues dadurch erreichen, daß man in jedem Walzgerüst über bzw. unter
dem Einbaustück gesondert gesteuerte Vorrichtungen, z. B. die bekannte Knie'hebelanordnunb
od. dgl., anordnet. Die Dauer der Verstellbarkeit einer Walze muß mit der Zeit der
Rückführung des Walzgutes in seine Ausgangsstellung übereinstimmen und erst bei
Ruhestellung des Stückes in dieser Lage beendet sein, damit ein neuer Teilwalzvorgang
e i raset zen kann.
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Die Verstellbarkeit des Walzgutes in der Schräglage vor und, hinter
dem Walzgerüst wird :durch Mitnehmerführungen vorgenommen; diese Vorrichtwigen müssen
sowohl eine Einstellung auf die Breite als auch auf die Schräglage des Walzgutes
vor bzw. hinter den Walzen zulassen; sie müssen weiterhin entsprechend den Bewegungen
des Walzgutes während des Walzvorganges und der Rückführung ,des Stückes durch --die
gerade in Wirksamkeit tretende Leerlauf- oder Abplabtungszone der Walze parallel
zu den Walzenachsen hin und 'her bewegt werden können. Vor allem muß die Rückführung
des Stückes in die Ausgangslage so rasch erfolgen, daß diie Länge von jedem -der
Leerlaufs-oder Abplattungskaliiber für dien Rücklauf des Stückes voll :ausgenutzt
wird und: die Teilwälzung nicht vorzeitig einsetzt; es ergibt sich also zvangsläufig
eine Anpassung der Cseschwindigkeit für die Rückführung des Stückes an die Walzgeschwindigkeit
und die übrigen Walzerfordiernisse, wie Stückbreite usw.
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Im allgemeinen ist es üblich, Bandführungen mit Abstreifvorrichtungen
oder sogenannten »Bremsen« zu versehen, die die Aufgabe haben, z. B. beim Kaltwalzen
Schmutzteile usw. vom Walzgut vor seinem Eintritt in die Walzen zu entfernen. Der
durch Bremswirkung am Bandle auftretende Widerstand- wird von der Zugwirkung der
Arbeitswalzen auf das Walzgut überwunden. Da auch beim Erfindungsgedanken Führungen
verwendet werden, muß für die Abbremsung des Walzgutes nach einem Teilwalzvorgang
in dem Augenblick, in dem das Leerlaufkaliiber wirksam wird, dann gesorgt werden,
wenn angetriebene Ablauf- und Abwickelhaspel z. B. bei bandförmigem Walzgut Verwendung
finden, die einen Zug auf das Band, rückwärts und im Sinne der Walzrichtung ausüben;
dies kann in bekannter Weise :durch Rutschkupplungen an den Haspelvorrichtungen
geschehen.
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Werden keine Haspeln mit Zugvorrichtung verwendet, so genügt nach
Eintritt des Bandes in das Leerl.aufkaliber der Walze bzw. nach .deren Abheben vom
Walzgut die natürliche Reibung zwischen Band und Mitnehrnerführung für die Stillsetzung
des Bandlaufes und die Rückführung des Walzgutes in, eine erneute Ausgangsstellung,
bei welcher der noch u.nverformte Banditzil =mittelbar vor den für die Querschnittsverminderung
wirksamen Walzspalt zu liegen kommt.
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In den Fällen, in denen ein: vollständiger Walzvorgang mit absatzweise
verlaufendem schrägen Durchlauf des Stückes durch die Arbeitswalzen nicht; ausreicht,
die gewünschte Kristallorientierung zu erreichen, müssen deren zwei oder mehrere
vorgenommen werden; hierbei kann jeweils sowohl der von 9o° zu dien Walzenachsen
abweichende erstgewählte Schrägwinkel des Stückes als auch das Walzgerüst, die Einbewart
der Walzen und die Gerüstanordnung gewechselt werden, d. h. es braucht nicht
ein und dasselbe Walzgerüst mit mehreren vollständigen Walzdurchgängen, die, wie
gesagt, durchaus voneinander abweichen können, belastet zu werden, sondern man kann
diese Walzarbeit auf mehrere Gerüste verteilen, und zwar entweder auf solche, die
unabhängig voneinander arbeiten, oder, z. B. in kontinuierlicher Anordnung, auf
solche, bei denen dasselbe Band in zwei oder mehr Gerüsten sich gleichzeitig befindet
und abgewal`zt wird. An Einbauarten bei Aufteilung oder kontinuierlicher Anordnung
der Gerüste sind die bekannten Duo-, Trio- und' bei glatten Walzen ohne Leerlaufzonen
auch Mehrrollenwalzwerke in beliebiger Wahl zueinander verwendbar, auch können,
je nach Bedarf, zum Beginn, im Verlauf oder am Ende des nach dem Erfind ungsgedanken
arbeitenden Walzvorganges auch normale Walzvorgänge eingeschaltet werden, d!. h.
solche, bei denen das Stück die Arbeitswalzen senkrecht und nichtschräg durchläuft.
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Der Wirkungsgrad, dies neuartigen Walzvorganges wird erhöht und verbessert,
wenn alle Bewegungen
des Stückes für seine Querschnittsverminderung
seinen Lauf während oder zwischen dem Walzvorgang einschließlich der Haspelbewegungen
und, der der Walzen zwangsläufig aufeinander abgepaßt werden, d. h. harmonisch zueinander
verlaufen und auch bei kontinuierlicher Gerüstanordnung in diesem Sinne gesteuert
werden.
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Wendet man mehrere Schrä#-",valizdurchgänge oder eine belliebige Verbindung
von Längs- und Schrägwal@zungen des Bandes od. @dgl. an, so ist es notwendig, je
nach..der gewünschten Kristal'l'orientierung auch die vor, zwischen oder hinter
den Walzvorgängen jeweils eingeschalteten Glüh- oder Erwärmungsvorgänge mit der
stichweisen Querschnittsabnahme und der jeweiligen Schräg- bzw. L ängslage des Stückes
beim Walzen in Einklang zu bringen, damit nicht eine Warmbehandlung im Kristallgefüge
das verdirbt oder vernichtet, was die Vorbehandlung des Stückes -nach dem Erfindungsgedanken
hervorgebracht hat.
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Die- Bilder i bis 3 geben schematisch und als Beispiel die Art der
neuen: nach dem Erfindungsgedanken arbeitenden Einrichtungen an Hand einer Skizze
für die Lage des Bandes vor und hinter dem Walzgerüst vor und bei Beendigung des
Walzvorganges sowie ein Ausführungsibeispiel einer Walze mit Leerlauf- oder A.bplatt:ungskaliber
wieder.
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In Bild i wird an einem Abschnitt des Walzverlaufsgezeigt, wie z.
B. ein Band i von der Ablaufhaspel kommend schräg, @d. h. @in einem von 9o° zu den
Walzenachsen abweichenden Winkel a in die im Walzgerüst :2 laufenden Arbeit@swäfzen
3 eingesteckt ist und: unter Beibehaltung dieses Einfallswinkels und eines den Walzbedingungen
entsprechenden Ausfallswiinkels von der Lage 4 zwischen den Walzen 3 in der Pfeilrichtung
nach links bis zur Lage 5 wandert, wobei es von den Mitnehmerführungen 7 vor und
hinter den Walzen in den beiden Ein- und Auslauf-Schräglagen geführt und gleichzeitig
seitlich mitgenommen ivir@d; indiesem Arbeitsgang wird das Band entsprechend seüner
Schräglage breitgewalzt. Haben Band undFührungen die Lage 5 erreicht, so tritt z.
B. nach Bild 2 das, oder bei mehreren das nächste, der periodisch auf einer Arbeitswalze
3 befindlichen, im Bil:-d als Beispiel schräg verlaufende Leerlaufs- oder Abplattungskaliber
8 oder 9 nicht nur durch Stillsetzung des Bandlaufes in Wirkung, es kann nunme r
durch das in des Lage 5 befindliche Band von den Mitnehmerführungen 7 in Bild i
durch diese Walzeniabplattun:g in, wie Bild i ebenfalls zeigt, der rücklaufend angedeuteten
Pfeilrichtung in die schräge Ausgangslage 4 zurückgebracht werden, worauf wiederum
die zwischen den Leerlaufzonen befindlichen unveränderten Teile der Walzenballend'as
Band fassen und auswalzen. Diese Vorgänge wiederholen sich so oft, bis das ganze
Band od@. dgl. die Walzen ,durchlaufen hat. In Bild: 3 ist ein Ausführungsbeispiel
der auf einem Teilabschnitt der Walze 3 untergebrachten Leerlaufzonen 8 und 9 im
Schnitt als Beisspiel gezeichnet; diese Zonen sind auf der Walze 3 in Bild i fortgelassen
worden, um @die Anschaulichkeit für den Lauf des Stückes zwischen den Walzen nicht
zu verundeutlichen. Hierzu eine Bildbeigabe.