-
Drahtwalzstraße Bei den bekannten Drahtwalzstragen für kontinuierlichen
Betrieb sind die Walzgerüste vorwiegend hintereinander angeordnet, während das Walzgut
die gesamte Walzstraße vom ersten Gerüst bis zum letzten in einem Arbeitsgang durchwandert.
Da aus walztechnischen und betrieblichen Gründen der Draht durch das letzte Gerüst
nur mit einer gewissen Höchstgeschwindigkeit, etwa 2o bis 25 m/s, geführt werden
kann und im Verlauf dieses kontinuierlichen Walzverfahrens eine sehr erhebliche
Querschnittsverminderung des Walzgutes stattfindet, kann die Eintrittsgeschwindigkeit
des Walzgutes in das erste Gerüst der Walzstraße nur sehr gering sein. Diese geringe
Eintrittsgeschwindigkeit hat verschiedene Nachteile zur Folge, die sich ungünstig
auf den Walzbetrieb und die ganze Fertigung auswirken. Insbesondere bereitet es
Schwierigkeiten, den Knüppel, aus dem der Draht gefertigt werden soll, mit dieser
geringen Geschwindigkeit dem Wärmeofen zu entnehmen, ohne daß er vorzeitig erkaltet.
Ein weiterer Nachteil ist auch, daß infolge der geringen Geschwindigkeiten in den
ersten langsam laufenden Walzgerüsten das aufzubringende Drehmoment wesentlich höher
sein muß als bei den Gerüsten mit schnell laufenden Walzen.
-
Bei der Drahtwalzstraße nach der vorliegenden Erfindung werden die
Vorteile des kontinuierlichen Betriebes mit hintereinander angeordneten Walzgerüsten
beibehalten, darüber hinaus besondere Vorteile erzielt, die bei den bisher bekannten
kontinuierlichen Drahtwalzstraßen nicht erzielbar waren. Das Neue besteht darin,
daß zwischen die Vor- und die Fertigstraße einer Drahtwalzstraße eine Haspelofenanlage
zwischengeschaltet ist und die Vorstraße von ihrem mit der zulässigen Höchstgeschwindigkeit
betriebenen Endgerüst aus das Walzgut der Haspelofenanlage zuführt, von der
aus
es an die Fertigstraße weitergeleitet wird. Bei einer auf diese Weise beispielsweise
nur einfach unterteilten Walzstraße kann das Walzgut, welches bis auf ein gewisses
schon haspelfähiges Maß des vorgesehenen Endquerschnittes reduziert ist, das letzte
Gerüst des ersten Walzstraßenteiles mit bedeutend höherer Geschwindigkeit durchlaufen.
Dementsprechend vergrößert sich auch die Eintrittsgeschwindigkeit des Knüppels in
das erste Walzgerüst des ersten Walzstraßenteiles.
-
Zweckmäßig ist jedem Haspelofen ein Treibapparat zugeordnet, der das
Ende des aus der Vorstraße gekommenen und im Haspelofen gehaspelten Walzgutes dem
ersten Gerüst des nächsten Walzstraßenteiles zuführt.
-
Haspelöfen und Treibapparate sind an sich bekannt. Es ist auch bekannt,
diese Einrichtungen beim Auswalzen von Bändern oder längeren Blechen zwischen die
einzelnen Walzgerüste zu setzen, um das Band bzw. Blech nach Verlassen des einen
Gerüstes aufzuwickeln und, gegebenenfalls nach Zwischenerwärmung, dem nächsten Gerüst
zuzuführen. Diese Anordnung bzw. Arbeitsweise mag für das Auswalzen von dünnen Bändern
und Blechen wegen des hohen Wärmeverlustes durch deren große Oberfläche von Vorteil
sein. Für die Drahtherstellung ist ein derart ausgebildetes Walzwerk jedoch nicht
brauchbar, da durch das Auf-und Abwickeln nach jedem Gerüstder Walzvorgang zu sehr
verzögert würde, auch wenn hierbei die einzelnen Walzgerüste weitgehend unabhängig
in ihrer Walzgeschwindigkeit sind.
-
In der Zeichnung sind vergleichsweise gegenübergestellt Abb. i ein
Drahtwalzwerk bekannter Ausführung, Abb. 2 ein Drahtwalzwerk nach der Erfindung.
Bei den bisher bestehenden und bekannten kontinuierlichen Drahtwalzwerken nach Abb.
i laufen die letzten Gerüste mit einer Walzaustrittsgeschwindigkeit von maximal
v = 25 m/s. Über die kontinuierliche Verformung des Materials gerechnet ergibt sich
eine Geschwindigkeit am ersten Gerüst der kontinuierlichen Drahtstraße von v = o,14
m/s. Infolge dieser geringen Geschwindigkeit verliert der einlaufende Knüppel erheblich
an Wärme. Aus diesem Grunde ordnet man die Anwärmöfen O in ganz geringer Entfernung,
z. B. etwa 2,5m von dem ersten Walzgerüst entfernt, an. Der Knüppel wird durch eine
Ausstoßmaschine aus dem Ofen ausgestoßen und in das erste Gerüst eingeführt, wobei
dann das hintere Ende des Knüppels im Ofen verbleibt und langsam von der Walze herausgezogen
wird. Die Knüppellänge beträgt meistens in diesem Falle 9 m. Die Verformung der
Stabspitze geht naturgemäß, da es sich um einen kontinuierlichen Walzprozeß handelt,
von Gerüst zu Gerüst schneller vor sich, so daß, wenn die Stabspitze schon aufgewickelt
wird, sich das Ende des Knüppels immer noch im Ofen befindet. ' Derartige kontinuierliche
Drahtwalzwerke haben stündliche Leistungen von etwa 4.o t. Diese Produktion bedingt
eine ganz bestimmte Knüppelfolge, die weitaus kleiner ist als die Zeit, während
welcher die Knüppel sich im Ofen aufhalten, nachdem sie in das erste Gerüst eingeführt
worden sind. Aus diesem Grunde hat man zwischen dem Ofen und dem ersten Walzgerüst
Einrichtungen vorgesehen, mit denen man in der Lage ist, die bereits in die Walze
eingeführten Knüppel zu heben, um den nachfolgenden Knüppel unter diese hin.wegzuschieben,
so daß er von der Ausstoßvorrichtung wiederum in das erste Gerüst eingestoßen werden
kann. Die vorgenannte hohe Produktion verlangt weiter, daß in der kontinuierlichen
Vorstraße gleichzeitig vier Knüppel laufen müssen, d. h. daß vier Kaliberbahnen
angeordnet werden müssen. Durch das gleichzeitige Verwalzen von vier Knüppeln treten
naturgemäß sehr hohe Walzdrücke auf, für die entsprechend starke Walzenzapfen und
Walzenständer vorgesehen werden müssen.
-
Die auftretenden Drehmomente, von der Verformung aus gesehen, sind
ebenfalls sehr hoch. Die Antriebsvorgelege solcher kontinuierlicher Vorstraßen müssen
also sehr stark bemessen werden. Beim gleichzeitigen Verwalzen von vier Walzknüppeln
sind auch die auftretenden Störungen sehr groß. Infolge der vorerwähnten geringen
Geschwindigkeit und deshalb geringen Drehzahl am ersten Gerüst sind verhältnismäßig
große Übersetzungen in den Getrieben vorzusehen, und man kommt meist nicht mit einem
Getriebe aus, sondern es müssen mehrere Getriebe angeordnet werden, um die Drehzahl
des Motors auf die geringe Drehzahl des ersten Gerüstes zu reduzieren.
-
Da, wie schon eingangs erwähnt, die Knüppel sich eine geraume Zeit
in dem Ofen aufhalten müssen, um nicht zu erkalten, und die Knüppel direkt aus dem
Ofen heraus in das erste Walzgerüst gestoßen werden, muß der Ofen mit seiner Ausstoßöffnung
auf ungefähr Mitte der kontinuierlichen Vorstraße angeordnet sein. Aus diesem Grunde
ist man nicht in der Lage, mehrere Öfen vorzusehen. Falls nun irgendwelche Störungen
am Ofen auftreten bzw. wenn dieser Ofen nach längerer Zeit neu ausgemauert oder
repariert werden muß, ist es nicht möglich, das Walzwerk zu betreiben, d. h. es
muß während dieser Zeit stillstehen, was natürlich dann einen erheblichen Produktionsausfall
bedeutet.
-
In Fachkreisen stand man deshalb bisher auf dem Standpunkt, daß bei
einer Produktion von ,.o t/Std. zwei komplette kontinuierliche Drahtstraßen erforderlich
sind, damit einmal die vieradrige Walzung in Fortfall kommt und zum anderen man
nicht nur auf einen Ofen angewiesen ist. Bei einer derartigen doppelten Anordnung
von zwei kontinuierlichen Walzstraßen sind aber die Anlagekosten sehr hoch.
-
Aus dieser Erkenntnis heraus wird eine neue Anordnung eines kontinuierlichen
Drahtwalzwerkes vorgeschlagen, wobei die gesamte Anlage in zwei Abteilungen a und
b aufgeteilt wird, wie aus Abb.2 ersichtlich. Zwischen diesen beiden Abteilungen
a und b werden sogenannte Haspelöfen c angeordnet, mit denen man in der Lage ist,
die aus
dem letzten Gerüst der ersten Abteilung a auslaufenden Quadratstäbe
aufzuwickeln. Hierdurch ist eine Unabhängigkeit in der Geschwindigkeit erreicht,
und es kann nunmehr mit der kontinuierlichen Vorstraße, also mit der ersten Abteilung
a, schneller gewalzt werden. Während bei der alten vorbeschriebenen Anordnung das
elfte Gerüst mit einer Geschwindigkeit von v = 3,27 m/s entsprechend n = 215 U/min
und das erste Gerüst mit v = o,14 m/s entsprechend 11=7,6U/min arbeitet,
kann nunmehr das elfte Gerüst z. B. mit v = 9 m/s entsprechend n = 6oo U/min und
das erste Gerüst mit v = o,4 m/s entsprechend n = 21 U/min arbeiten. Die Geschwindigkeit
ist also bei der neuen Anordnung um etwa das Dreifache gesteigert worden. Dank dieser
Geschwindigkeitssteigerung können die Knüppel nunmehr aus dem Ofen ganz herausgestoßen
werden, bevor sie das erste Gerüst erreichen. Es können deshalb mehrere Anwärmöfen
O vorgesehen werden. Außerdem brauchen bei dieser neuen Anordnung nicht mehr vier
Knüppel gleichzeitig zu laufen, sondern im Höchstfalle nur zwei Knüppel. Die Walzdrücke
werden geringer und damit auch die Drehmomente. Außerdem ist das Übersetzungsverhältnis,
vom Motor aus gesehen, um das Dreifache kleiner geworden, so daß auch die erforderlichen
Getriebe kleiner dimensioniert werden können und deshalb billiger werden.
-
Die aus dem letzten Gerüst der ersten Abteilung a auslaufenden Stäbe
werden den Haspelöfen c zugeleitet und von den Haspeln aufgewickelt. Das Ende des
Stabes wird nicht mit in den Ofen hineingewickelt, sondern verbleibt außerhalb des
Ofens, so daß es von einem Treibapparat erfaßt und gegenläufig durch eine Umführung
zum ersten Gerüst der zweiten Abteilung b geführt werden kann. Das erste Gerüst
der zweiten Abteilung b hat eine Geschwindigkeit, welche unter Berücksichtigung
der Querschnittsveränderungen der maximalen Geschwindigkeit am letzten Gerüst der
zweiten Abteilung entspricht.
-
Während bei der alten Anordnung nach Abb. i der Stab durchlaufend
verwalzt wird, entstehen zwischen Stabspitze und Ende der Ader Temperaturunterschiede
und damit auch Unterschiede im Materialgefüge und im Fertigquerschnitt. Bei der
neuen Anordnung wird aus der ersten Abteilung a, wie schon gesagt, in die Haspelöfen
c hineingewalzt und läuft nunmehr, nachdem der Stab aufgewickelt ist, das Stabende
vor. Hierdurch entsteht der Vorteil, daß die Temperaturunterschiede, gemessen an
der Gesamtlänge der Ader, geringer werden, wodurch auch die Unterschiede im Materialgefüge
und in der Maßhaltigkeit vermindert werden. Die zwischengeschalteten Haspelöfen
haben die Aufgabe, die gewickelten Bunde auf Temperatur zu halten und, falls erforderlich,
die Temperatur zu erhöhen.
-
Im nachfolgenden sind die Vorteile der beschriebenen neuen Anordnung
des kontinuierlichen Drahtwalzwerkes kurz zusammengefaßt: i. Unabhängigkeit in der
Walzgeschwindigkeit; 2. relativ hohe Walzgeschwindigkeiten in der Vorstraße, wodurch
eine vierfache Walzung in Fortfall kommt; 3. niedrige Walzdrücke und Drehmomente
und damit verhältnismäßig billige Getriebe; 4. es können zwei Anwärmöfen vorgesehen
werden, so daß, wenn ein Ofen repariert wird, der zweite Ofen und damit die gesamte
Walzwerksanlage weiterarbeiten kann; 5. Ausgleich in der Walzader, da erst die Stabspitze
und dann das Stabende voreilt.