EP0754512B1 - Stauchwerkzeug eines Stauchwerkzeugpaares für die Verformung stranggegossener Brammen in einer Brammenstauchpresse - Google Patents

Stauchwerkzeug eines Stauchwerkzeugpaares für die Verformung stranggegossener Brammen in einer Brammenstauchpresse Download PDF

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EP0754512B1
EP0754512B1 EP96110950A EP96110950A EP0754512B1 EP 0754512 B1 EP0754512 B1 EP 0754512B1 EP 96110950 A EP96110950 A EP 96110950A EP 96110950 A EP96110950 A EP 96110950A EP 0754512 B1 EP0754512 B1 EP 0754512B1
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EP
European Patent Office
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upsetting
inclination
slab
shaping surface
angle
Prior art date
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EP96110950A
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English (en)
French (fr)
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EP0754512A1 (de
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Gerhard Heitze
Adolf Müller
Günter Dr. Kneppe
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Demag AG
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Priority claimed from DE1996104596 external-priority patent/DE19604596A1/de
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B15/00—Arrangements for performing additional metal-working operations specially combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B15/0035—Forging or pressing devices as units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/02—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling heavy work, e.g. ingots, slabs, blooms, or billets, in which the cross-sectional form is unimportant ; Rolling combined with forging or pressing
    • B21B1/024—Forging or pressing
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21J—FORGING; HAMMERING; PRESSING METAL; RIVETING; FORGE FURNACES
    • B21J1/00—Preparing metal stock or similar ancillary operations prior, during or post forging, e.g. heating or cooling
    • B21J1/04—Shaping in the rough solely by forging or pressing

Definitions

  • the invention relates to an upsetting tool of a pair of upsetting tools for the deformation of continuously cast slabs in a slab press, in which the carrier of the upsetting tools from one, over two eccentric shafts driven, with two the upsetting tool there are load-bearing and parallel connecting rods to which a piston-cylinder unit is attached to generate one, synchronous to the slab movement articulated on the roller table moving movement of the upsetting tool and the upsetting tool is one of the two long sides the slab acting on the slab-shaped surfaces, which are parallel or inclined to the direction of movement of the slab or its longitudinal side surfaces running, transverse to the direction of movement Forming edges, connect to one another, one running parallel Upset surface, from the long side surface of the slab inclined upset surfaces are subordinate and possibly upstream.
  • upsetting tools of this type (Iron and Steel, Sept. 1990) the slabs to be compressed, lying on the roller table, in the middle between two, a pair forming upsetting tools moved in the manner and processed that the slabs at a standstill and possibly in the Movement, with synchronous movement of the upsetting tools across Compression direction on their two longitudinal surfaces from the respective Forming surfaces of the upsetting tools of a upsetting flow forming be subjected.
  • the narrow part of this profile is in shape and Dimensions determined by the upsetting surfaces.
  • the two upsetting tools are then processed transversely to the direction of transport of the slab, on the roller table from each other moved away and at the same time the slab by a predetermined certain Moved forward with the wider section of the dog-bone profile in the area of the closer ends of the two each other opposite upsetting surfaces.
  • the slab is brought to a standstill again, and the Upsetting tools subject the subsequent ones that have not yet been upset Sections of the slab of a correspondingly continued upsetting flow formation.
  • the successive shaping steps have already been proposed and the direction of transport of the slab merge to let, i.e. not to interrupt the direction of transport of the slabs in such a way that the feed movement of the upsetting tools synchronized with the slab transport speed, and the upsetting tools, touching the slab side walls, reshaped the slab over a predetermined length.
  • this predetermined length is then this shaping step and the The contact of the upsetting tools with the slab ends.
  • the upsetting tools then move first with and then against the slab transport direction towards their respective dead center while the Slab moved uniformly by the following predetermined length becomes.
  • the invention is based on the object, starting from the above Training and arrangement of the upsetting surfaces so that the during the upsetting process of those that take effect one after the other Compression-shaped surface sections brought about compression-flow shaping of the side walls the slab is similar to a rolling process.
  • This object is achieved in that the distance between the two boundary edges the first adjacent to the starting edge of the upsetting surface Another compression molding surface, measured at the compression calibration surface level shorter than the distance between the two boundary edges of the first one Subsequent second compression molding surface measured, on the level of the parallel upsetting surface is shorter than the distance between the two Boundary edges of those adjoining this first further compression molding surface second additional upsetting surface.
  • the angle of inclination of the other upsetting surfaces in particular when the angle of inclination of the first upsetting surface is approximately 11 to 13 ° is preferably dimensioned 12 °, in a range between 0.5 and 8 ° should be when the wavy elevations should be removed practically without residue.
  • There have been inclination angle of 0.5 to 2 ° for the inclination angle of the first mentioned further compression surface and inclination angle from 4 to 8 ° for the second upsetting surface mentioned in second place proven to be very beneficial.
  • the upsetting tools designed in this way can be used in a slab upsetting press be applied in such a way that the slab with the help of Roller tables, regardless of the respective position of the slab head to the position of the pair of upsetting tools on the one formed by it Press gap closed before it has reached the press gap on the precalculated feed rate brought and by the pair of upsetting tools reduced in width in successive upsetting strokes is, the contact phases between the upsetting tools of the Pair of upsetting tools and the slab and the forward movement of Upsetting tools and slab run synchronously.
  • the slab can also be made using the roller table for the first Press bite of the upsetting tools in a pre-calculated position for the Slab head between the upsetting tools.
  • the successive Press strokes can be adjusted by adjusting each required feed rate and corresponding synchronization the movements of slab and upsetting tools differ long.
  • the different stroke lengths can then be dimensioned so that the contact between the upsetting tools and the slab on the last press stroke on a locally prepared one Place of the compression molding surfaces of the compression tools.
  • the part 1 of the upsetting tool shown here in FIG. 1 has a compression molding surface 1a and a parallel compression surface 1b on.
  • the first upsetting surface 1a extends to the x-x plane of the parallel upsetting surface 1b at an angle of inclination ⁇ .
  • the upsetting surface 1a are the others behind their starting edge AK Upset surfaces 1a 'and 1a' '. These two more Compression-shaped surfaces 1a 'and 1a' 'run at angles of inclination ⁇ 1 and ⁇ 2 compared to the plane x-x of the parallel compression surface 1b, the are smaller than the angle of inclination a of the further upsetting surface 1a compared to this level.
  • the distance L1 of the two boundary edges of the first additional compression molding surface adjacent to the first compression molding surface 1a 1a ' is in the embodiment shown the distance L1 of the two boundary edges of the first additional compression molding surface adjacent to the first compression molding surface 1a 1a ', namely the output edge AK and the intermediate edge ZK, measured shorter on the x-x plane of the parallel upsetting surface 1b than the distance L2 of the two boundary edges, namely the intermediate edge ZK and the end edge of the EK, which is the first further upsetting area la 'subsequent second upsetting area 1a ''.
  • the distance L1 corresponds to the Limiting edges AK and ZK of the first further upsetting surface 1a ' about half the distance L2 of the boundary edges ZK and EK the second further upsetting surface 1a ''.
  • the length L3 of the parallel Compression area 1b, measured from the end exit edge EK of the second further upsetting surface 1a '' up to the free outlet A of this parallel one Compression area 1b is about a third of the length of the parallel compression surface of a comparable compression tool with only one compression molding surface, the starting edge position of which is AK ' is indicated by dash-dotted lines.
  • the vertical distance a of the output edge AK from the plane x-x parallel compression surface 1b can be dimensioned so that it is about the Height of the side wall deformation, not shown, corresponds to that occurs when a slab is compressed with a compression tool, if this upsetting tool has a upsetting surface, the Starting edge assumes the aforementioned position AK '.
  • the part 1 of the upsetting tool shown in FIG. 2 has a first upsetting surface 1a and a parallel upsetting surface 1b on.
  • the first upsetting surface 1a extends to the x-x plane of the parallel upsetting surface 1b at an angle of inclination ⁇ .
  • the first Compression molding surface 1a are the transition compression molding surfaces behind their starting edge AK 1a 'and 1a' '. These two Further upsetting surfaces 1a 'and 1a' 'run at angles of inclination ⁇ 1 and ⁇ 2 with respect to the plane x-x of the parallel compression surface 1b, which are smaller than the angle of inclination ⁇ of the first upsetting surface 1a compared to this level.
  • the third has a first compression molding surface 1a which extends at an angle of inclination ⁇ to the plane x-x, in which is the parallel upsetting surface 1b.
  • the first upsetting surface 1a are further compression surfaces 1a 'behind their starting edge AK, 1a '' and 1a '' '. These further upsetting areas run at angles of inclination ⁇ ', ⁇ ' 'and ⁇ ' '' to the x-x plane. This angle of inclination are namely smaller than the angle of inclination ⁇ of the first Upset surface 1a opposite this plane.
  • the additional compression surface 1a '' ' closes the parallel compression surface 1b and to this the inclined starting surface 1c with the Angle of inclination ⁇ .
  • the formation of the upsetting tool 1 according to FIG. 4 corresponds to the described with the proviso that here first upsetting surface 1a only two further upsetting surfaces 1a ' and connect 1a ''.
  • the upsetting tool WZ has a row of compression surfaces a-k, which are intended to move the Compression tool WZ in the direction of arrow P on the side surface SF of the slab BR indicated by dash-dotted lines.
  • the side surface SF that hits the part of the compression molding surface is the Forming surface parallel to the direction of movement B of the slab BR a, the, here two inclined upsetting surfaces b, c, one Forming a polyline, are arranged.
  • the angles of inclination ⁇ 1 and ⁇ 2 have increasing sizes.
  • this first group of upsetting surfaces a, b, c joins a second group of upsetting surfaces that are graded against the first group accordingly from a parallel Upset surface d and upstream, inclined, a polygon forming upsetting surfaces e, f with also increasing sizes the angles of inclination ⁇ 3 and ⁇ 4 exist.
  • This upsetting surface also has a parallel one Compression shape surface g, followed by an upstream polyline inclined upsetting surfaces h, i, k with angles of inclination ⁇ 5, ⁇ 6, ⁇ 7 on.
  • They are also parallel running compression surface g of the third group and the inclined Compression form surfaces i and k of this group and the inclined ones Compression shape areas e, f of the second group with lengths m1, m3 + m4 and m6 + m7 the same among themselves.
  • FIGS. 6 to 11 WZ1 (Fig. 6) and WZ 2 of the pair of upsetting tools on the two Side surfaces SF1 and SF2 of the slab BR emerge.
  • 6 shows the from the upsetting tools WZ1 and WZ2 formed press nip SP and the, before this, transported through the roller table, not shown Head of the slab BR.
  • the slab head When moving on towards the press nip SP the slab head is positioned so that the Front edge VK approximately below the center of the parallel Compression molding surface a of the first group of compression molding surfaces is located.
  • the upsetting tools WZ1 and WZ2 then lead one against the other first upsetting stroke and upsetting the slab head into the, in Fig. 7 reproduced form.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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  • Metal Rolling (AREA)
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Description

Die Erfindung betrifft ein Stauchwerkzeug eines Stauchwerkzeugpaares für die Verformung von stranggegossenen Brammen in einer Brammenstauchpresse, bei der der Träger der Stauchwerkzeuge aus einem, über zwei Exzenterwellen angetriebenen, mit zwei das Stauchwerkzeug tragenden und parallel führenden Pleueln besteht, an die ein Kolben-Zylinder-Aggregat zur Erzeugung einer, synchron zur Brammenbewegung auf dem Rollgang verlaufenden Bewegung des Stauchwerkzeugs angelenkt ist, und das Stauchwerkzeug jeweils eine, der beiden Längsseiten der Bramme beaufschlagende Stauchformflächen aufweist, die parallel oder geneigt zur Bewegungsrichtung der Bramme bzw. deren Längsseitenflächen verlaufend, quer zu der Bewegungsrichtung liegende Kanten bildend, aneinander anschließen, wobei einer parallel verlaufenden Stauchformfläche, von der Längsseitenfläche der Bramme weg geneigte Stauchformflächen nach- und ggfs. vorgeordnet sind.
Mit Stauchwerkzeugen dieser Art (Iron and Steel, Sept. 1990) werden die zu stauchenden Brammen, auf dem Rollgang liegend, mittig zwischen zwei, ein Paar bildenden Stauchwerkzeugen in der Weise bewegt und bearbeitet, daß die Brammen im Stillstand und ggfs. in der Bewegung, bei synchroner Bewegung der Stauchwerkzeuge quer zur Stauchpreßrichtung auf ihren beiden Längsflächen von den jeweiligen Stauchformflächen der Stauchwerkzeuge einer Stauch-Fließformung unterworfen werden. Diese führt dazu, daß die Bramme in einem ersten Bearbeitungsschritt, von oben gesehen, in ein sog. "dog-bone"-Profil gepreßt wird. Der Schmalteil dieses Profils wird dabei in Form und Abmaßen durch die Stauchformflächen bestimmt. In folgenden weiteren Bearbeitungsschritten werden die beiden Stauchwerkzeuge dann, quer zur Transportrichtung der Bramme, auf dem Rollgang voneinander wegbewegt und gleichzeitig die Bramme um ein vorgegebenes bestimmtes Maß vorwärts bewegt und dabei der breitere Abschnitt des dog-bone-Profils in den Bereich der einander näheren Enden der beiden einander gegenüberliegenden Stauchformflächen gelangt. In dieser Position wird die Bramme erneut zum Stillstand gebracht, und die Stauchwerkzeuge unterwerfen die anschließenden, noch nicht gestauchten Abschnitte der Bramme einer entsprechend fortgesetzten Stauch-Fließ-Formung.
Man hat bereits vorgeschlagen, die aufeinanderfolgenden Formungsschritte und die Transportrichtung der Bramme ineinander übergehen zu lassen, d.h. die Transportrichtung der Brammen nicht zu unterbrechen und zwar in der Weise, daß die Vorschubbewegung der Stauchwerkzeuge mit der Brammentransportgeschwindigkeit synchronisiert, wurde, und die Stauchwerkzeuge, die Brammenseitenwände berührend, die Bramme über eine vorgegebene Länge umformten. Mit dem Durchlauf dieser vorgegebenen Länge ist dann dieser Formungsschritt und der Kontakt der Stauchwerkzeuge mit der Bramme beendet. Die Stauchwerkzeuge bewegen sich dann zunächst mit und dann entgegen der Brammentransportrichtung auf ihren jeweiligen Totpunkt zu, während die Bramme um die folgende vorgegebene Länge gleichförmig weiterbewegt wird.
Bei dieser Art des Stauchens mit den beschriebenen Stauchwerkzeugen lassen sich zwar verhältnismäßig ebene Seitenwandflächen der Bramme erzielen; es bilden sich aber auch immer wieder Unregelmäßigkeiten in der Form von, quer zur Längsrichtung der Seitenwände verlaufender wellenförmiger Erhebungen, die sich in mehr oder weniger regelmäßiger Aufeinanderfolge über die Länge der Seitenwände der Bramme erstrecken.
Versuche, der Bildung dieser wellenförmigen Erhebungen durch Änderungen der Vorschubstrecken und Vorschubgeschwindigkeiten in Verbindung mit dem zeitlichen Ablauf der Bewegungen der Stauchwerkzeuge und auch durch die Verwendung von Stauchwerkzeugen mit unterschiedlichen Neigungswinkeln der Stauchformfläche zu begegnen, führten zwar zu einer Verringerung dieser Erscheinungen, konnten aber das Entstehen der wellenförmigen Erhebungen nicht vollständig verhindern.
Aus der JP-A 63036902 sowie der JP-A-03081005 sind Vorschläge bekanntgeworden, diesem Entstehen wellenförmiger Erhebungen dadurch zu begegnen, dass einer ersten geneigten Stauchformfläche ein oder mehrere weitere Stauchformflächen mit Neigungswinkeln nachgeordnet sind, die kleiner sind als der Neigungswinkel der ersten Stauchformfläche. Mit dieser Ausbildung des Stauchwerkzeugs wurde erreicht, dass die erwähnten wellenförmigen Erhebungen, die während der Stauch-Fließ-Formung offenbar in erster Linie im Übergangsbereich der Ausgangskante zwischen Stauchformfläche und parallelen Stauchflächen entstehen, durch die weiteren Stauchflächen mehr oder weniger weggedrückt werden. Der praktische Stauchbetrieb mit derart ausgebildeten Stauchwerkzeugen hat allerdings gezeigt, dass sich die Bildung der genannten wellenförmigen Erhebungen, bedingt durch die jeweilige Materialbeschaffenheit der zu bearbeitenden Bramme und der von deren Abmaßen abhängigen Stauch-Druckverhältnisse beim Stauchprozeß nicht in vollem Umfang und damit zufriedenstellend vermieden werden kann.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ausgehend von der obengenannten Ausbildung und Anordnung der Stauchformflächen so weiterzubilden, dass die während des Stauchvorgangs von den nacheinander wirksam werdenden Stauchformflächenabschnitten bewirkte Stauch-Fließ-Formung der Seitenwände der Bramme einem Walzvorgang ähnlich abläuft.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass der Abstand der beiden Begrenzungskanten der an die Ausgangskante der Stauchformfläche angrenzenden, ersten weiteren Stauchformfläche, gemessen auf der Ebene der Stauchkalibrierfläche kürzer als der Abstand der beiden Begrenzungskanten der an diese erste weitere Stauchformfläche anschließenden zweiten weiteren Stauchformfläche gemessen, auf der Ebene der parallelen Stauchfläche kürzer ist als der Abstand der beiden Begrenzungskanten der, an diese erste weitere Stauchformfläche anschließenden zweiten weiteren Stauchformfläche.
Es hat sich bei der praktischen Anwendung dieser Ausbildungsformen gezeigt, dass die Neigungswinkel der weiteren Stauchformflächen insb. dann, wenn der Neigungswinkel der ersten Stauchformfläche mit etwa 11 bis 13° vorzugsweise 12° bemessen ist, in einem Bereich zwischen 0,5 und 8° liegen sollten, wenn die wellenförmigen Erhebungen praktisch rückstandslos beseitigt werden sollen. Als besonders vorteilhaft hat sich dabei eine Bemessung erwiesen, bei der der Neigungswinkel der, an die ersten Stauchformfläche anstoßenden weiteren Stauchformfläche 5° und der Neigungswinkel der, an diese anstoßenden weiteren Stauchformfläche 1° betragen. Es haben sich auch Neigungswinkel von 0,5 bis 2° für den Neigungswinkel der an erster Stelle genannten weitere Stauchformfläche und Neigungswinkel von 4 bis 8° für die an zweiter Stelle genannte weitere Stauchformfläche als sehr vorteilhaft erwiesen.
Weiter hat sich bei der praktische Anwendung dieser Ausbildungsformen gezeigt, daß die Neigungswinkel der weiteren Stauchformflächen insbesondere dann, wenn der Neigungswinkel der ersten Stauchformfläche mit etwa 19 bis 20°, vorzugsweise 19,8° bemessen ist und Anordnung von drei weiteren Stauchformflächen, diese in einem Bereich zwischen 0,9 und 10°, vorzugsweise 0,91° und 19,8° liegen sollten, wenn die wellenförmigen Erhebungen praktisch rückstandslos beseitigt werden sollen. Als besondere vorteilhaft hat sich dabei eine Bemessung erwiesen, bei der der Neigungswinkel der, an die erste Stauchformfläche anstoßenden weiteren Stauchformfläche 9,1°, der Neigungswinkel der an diese anstoßende weitere Stauchformfläche 5,2° und der der an diese anschließende weiteren Stauchformfläche 0,91° betragen und sich an die dann folgende parallele Stauchformfläche eine Ausgangsfläche mit einer Neigung von 12° anschließt.
Es besteht auch die Möglichkeit, bei einer Neigung der ersten Stauchformfläche von etwa 12° zwei weitere Stauchformflächen anzuschließen, und zwar mit den entsprechenden Neigungswinkeln von 5,2 bzw. 0,91° und auch hier einem Neigungswinkel der Ausgangsfläche von 12°.
Mit den erläuterten Stauchwerkzeugen läßt beim Stauchen jedoch der Materialfluß am Brammenkopf und am Brammenende immer noch zu wünschen übrig. Der Brammenkopf erfährt, in Abhängigkeit von der Abnahme, häufig eine Abschrägung. Dies führt dazu, daß die Breite des Brammenkopfes die Breite der Brammenmitte unterschreitet. Am Brammenende wird das Material mit der entsprechend geneigten Stauchfläche entgegen der Bewegungsrichtung der Bramme geformt. Dies führt dazu, daß der - dog bone am Brammenkopf und am Brammenende als in der Mitte der Bramme.
Diesen Nachteilen kann nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung dadurch begegnet werden, daß zwei oder mehr Gruppen von Stauchformflächen, die jeweils aus einer parallel verlaufenden Stauchformfläche und, in Richtung auf den Eingang des, von den Stauchwerkzeugen gebildeten Preßspaltes, vor dieser Stauchfläche angeordneten geneigten, einen Polygonzug bildenden Stauchformflächen mit Neigungswinkeln ansteigender Größe bestehen, die die Stauchformfläche des Stauchwerkzeuges bilden. Als vorteilhaft hat sich dabei die Bildung von insgesamt drei Gruppen solcher Stauchformflächen erwiesen. Der Materialfluß am Brammenkopf und am Brammenende verläuft dabei wesentlich günstiger. Die dog-bone-Form erstreckt sich für die gesamte Länge der Bramme gleichmäßiger.
Die so ausgebildeten Stauchwerkzeuge können in einer Brammenstauchpresse derart angewendet werden, daß die Bramme mit Hilfe des Rollgangs, unabhängig von der jeweiligen Position des Brammenkopfes zur Position des Stauchwerkzeugpaares auf den, von diesem gebildeten Preßspalt zugefahren, bevor sie den Preßspalt erreicht hat, auf die vorberechnete Vorschubgeschwindigkeit gebracht und von dem Stauchwerkzeugpaar in aufeinanderfolgenden Stauchhüben breitenreduziert wird, wobei die Kontaktphasen zwischen den Stauchwerkzeugen des Stauchwerkzeugpaares und der Bramme und die Vorwärtsbewegung von Stauchwerkzeugen und Bramme synchron verlaufen.
Die Bramme kann aber auch mit Hilfe des Rollgangs für den ersten Preßbiß der Stauchwerkzeuge in eine vorerrechnete Position für den Brammenkopf zwischen den Stauchwerkzeugen bewegt werden. Die aufeinanderfolgenden Preßhübe können dabei unter Anpassung der jeweils erforderlichen Vorschubgeschwindigkeit und entsprechender Synchronisation der Bewegungen von Bramme und Stauchwerkzeugen unterschiedlich lang bemessen werden. Die unterschiedlichen Hublängen können dann so bemessen werden, daß der Kontakt zwischen den Stauchwerkzeugen und der Bramme beim letzten Preßhub an einer örtlich vorbereiteten Stelle der Stauchformflächen der Stauchwerkzeuge erfolgt.
Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. In der Zeichnung zeigen
Fig. 1
ein Stauchwerkzeug in der Draufsicht,
Fig. 2, 3 u. 4
weitere Ausführungsbeispiele des Stauchwerkzeuges, ebenfalls in der Draufsicht,
Fig. 5
eine andere Ausbildungsform des Stauchwerkzeuges ebenfalls in der Draufsicht, und
Fig. 6 bis 11
ein Paar der Stauchwerkzeuge nach Fig. 5 in verschiedenen Positionen während der Stauchvorgänge in schematischer Darstellung.
Das hier, in Fig. 1 dargestellte eine Teil 1 des Stauchwerkzeuges weist eine Stauchformfläche 1a und eine parallele Stauchfläche 1b auf. Die erste Stauchformfläche 1a verläuft zu der Ebene x-x der parallelen Stauchfläche 1b in einem Neigungswinkel α. Der Stauchformfläche 1a sind hinter ihrer Ausgangskante AK die weiteren Stauchflächen 1a' und 1a'' nachgeordnet. Diese beiden weiteren Stauchformflächen 1a' und 1a'' verlaufen in Neigungswinkeln α1 und α2 gegenüber der Ebene x-x der parallelen Stauchfläche 1b, die kleiner sind als der Neigungswinkel a der weiteren Stauchformfläche 1a gegenüber dieser Ebene. Wie erkennbar, ist beim gezeigten Ausführungsbeispiel der Abstand L1 der beiden Begrenzungskanten der an die erste Stauchformfläche 1a angrenzenden ersten weiteren Stauchformfläche 1a', nämlich der Ausgangskante AK und der Zwischenkante ZK, gemessen auf der Ebene x-x der parallelen Stauchfläche 1b kürzer als der Abstand L2 der beiden Begrenzungskanten, nämlich der Zwischenkante ZK und der Endausgangskante EK, der an diese erste weitere Stauchfläche la' anschließenden zweiten weiteren Stauchfläche 1a''. Beim Ausführungsbeispiel entspricht der Abstand L1 des Begrenzungskanten AK und ZK der ersten weiteren Stauchfläche 1a' etwa der Hälfte des Abstandes L2 der Begrenzungskanten ZK und EK der zweiten weiteren Stauchfläche 1a''. Die Länge L3 der parallelen Stauchfläche 1b, gemessen von der Endausgangskante EK der zweiten weiteren Stauchfläche 1a'' bis zum freien Auslauf A dieser parallelen Stauchfläche 1b beträgt etwa ein Drittel der Länge der parallelen Stauchfläche eines vergleichbaren Stauchwerkzeuges mit nur einer Stauchformfläche, deren Ausgangskantenposition mit AK' strichpunktiert angedeutet ist.
Der vertikale Abstand a der Ausgangskante AK von der Ebene x-x der parallelen Stauchfläche 1b kann so bemessen werden, daß er etwa der Höhe der, nicht dargestellten Seitenwandverformung entspricht, die beim Stauchpressen einer Bramme mit einem Stauchwerkzeug entsteht, wenn dieses Stauchwerkzeug eine Stauchformfläche aufweist, deren Ausgangskante die erwähnte Position AK' einnimmt.
Bei der Herstellung des dargestellten Stauchwerkzeugs aus einem Stauchwerkzeug mit nur einer Stauchformfläche und der daraus resultierenden, oben geschilderten Position der Ausgangskante AK' wird durch Materialwegnahme erreicht, daß die Ausgangskante AK der Stauchformfläche in einen Bereich vor und über ihrer ursprünglichen Position AK' verlegt, und die Stauchkalibrierfläche 1b auf das erwähnte Drittel ihrer ursprünglichen Länge reduziert werden.
Das in Fig. 2 dargestellte eine Teil 1 des Stauchwerkzeuges weist eine erste Stauchformfläche 1a und eine parallele Stauchfläche 1b auf. Die erste Stauchformfläche 1a verläuft zu der Ebene x-x der parallelen Stauchfläche 1b in einem Neigungswinkel α. Der ersten Stauchformfläche 1a sind hinter ihrer Ausgangskante AK die Übergangsstauchformflächen 1a' und 1a'' nachgeordnet. Diese beiden weiteren Stauchformflächen 1a' und 1a'' verlaufen in Neigungswinkeln α1 und α2 gegenüber der Ebene x-x der parallelen Stauchfläche 1b, die kleiner sind als der Neigungswinkel α der ersten Stauchformfläche 1a gegenüber dieser Ebene.
Das Stauchwerkzeug nach Fig. 3 weit eine erste Stauchformfläche 1a auf, die in einem Neigungswinkel α zu der Ebene x-x verläuft, in der die parallele Stauchfläche 1b liegt. Der ersten Stauchformfläche 1a sind hinter ihrer Ausgangskante AK weitere Stauchflächen 1a', 1a'' und 1a''' nachgeordnet. Diese weiteren Stauchflächen verlaufen in Neigungswinkeln α', α'' und α''' zu der Ebene x-x. Diese Neigungswinkel sind nämlich kleiner als der neigungswinkel α der ersten Stauchformfläche 1a gegenüber dieser Ebene. An die letzte der weiteren Stauchformflächen 1a''' schließt sich die parallele Stauchfläche 1b und an diese die geneigte Ausgangsfläche 1c mit dem Neigungswinkel β an.
Die Ausbildung des Stauchwerkzeuges 1 nach Fig. 4 entspricht der geschilderten nach Fig. 2 mit der Maßgabe, daß sich hier an die erste Stauchformfläche 1a nur zwei weitere Stauchformflächen 1a' und 1a'' anschließen.
Wie aus Fig. 5 ersichtlich, weist das Stauchwerkzeug WZ eine Reihe von Stauchflächen a-k auf, die dazu bestimmt sind, bei Bewegung des Stauchwerkzeuges WZ in Richtung des Pfeils P auf die Seitenfläche SF der strichpunktiert angedeuteten Bramme BR hin, zu beaufschlagen. Der, bei dieser Bewegung des Stauchwerkzeuges WZ zuerst auf die Seitenfläche SF auftreffende Teil der Stauchformfläche ist die parallel zur Bewegungsrichtung B der Bramme BR verlaufende Stauchformfläche a, der, hier zwei geneigte Stauchformflächen b, c, eine Art Polygonzug bildend, vorgeordnet sind. Die Neigungswinkel α1 und α2 weisen ansteigende Größen auf.
An die freie Seite der parallel verlaufenden Stauchformfläche a dieser ersten Gruppe von Stauchformflächen a, b, c schließt sich eine zweite Gruppe von Stauchformflächen an, die abgestuft gegen die erste Gruppe entsprechend aus einer parallel verlaufenden Stauchformfläche d und vorgeordneten, geneigten, einen Polygonzug bildenden Stauchformflächen e, f mit ebenfalls ansteigenden Größen der Neigungswinkel α3 und α4 besteht. Die dritte und letzte Gruppe dieser Stauchformflächen weist ebenfalls eine parallel verlaufende Stauchformfläche g, gefolgt von einem vorgeordneten Polygonzug geneigter Stauchformflächen h, i, k mit Neigungswinkeln α5, α6, α7 auf.
Wie beim dargestellten Ausführungsbeispiel ersichtlich, weisen die drei Gruppen von Stauchformflächen a, b, c; d, e, f und g, h, i, k mit der geneigten Stauchformfläche h der dritten Gruppe und den beiden parallel verlaufenden Stauchformflächen a und d der ersten und zweiten Gruppe, gemessen über die Richtung der Bewegung der Bramme gleiche Längen m2, m5 und m8 auf. Ebenso sind die parallel verlaufende Stauchformfläche g der dritten Gruppe sowie die geneigten Stauchformflächen i und k dieser Gruppe und die geneigten Stauchformflächen e, f der zweiten Gruppe mit den Längen m1, m3 + m4 und m6 + m7 unter sich gleich.
Diese Längen können je nach betrieblichen Erfordernissen und Erfahrungen auch anders bemessen und verteilt werden.
Aus den Fig. 6 bis 11 geht die Wirkungsweise der Stauchwerkzeuge WZ1 (Fig. 6) und WZ 2 des Stauchwerkzeugpaares auf die beiden Seitenflächen SF1 und SF2 der Bramme BR hervor. Fig. 6 zeigt den, von den Stauchwerkzeugen WZ1 und WZ2 gebildeten Preßspalt SP und den, vor diesen, durch den, nicht dargestellten Rollgang transportierten Kopf der Bramme BR. Beim Weitertransport in Richtung auf den Preßspalt SP wird der Brammenkopf so positioniert, daß die Vorderkante VK etwa unterhalb der Mitte der parallel verlaufenden Stauchformfläche a der ersten Gruppe von Stauchformflächen befindet. Die Stauchwerkzeuge WZ1 und WZ2 führen dann gegeneinander einen ersten Stauchhub aus und stauchen den Brammenkopf in die, in Fig. 7 wiedergegebene Form. Dies geschieht unter Beaufschlagung der Brammenseitenflächen SF1 und SF2 mit allen Stauchformflächen a, b, c der ersten Gruppe dieser Flächen. Anschließend werden die Stauchwerkzeuge WZ1 und WZ2 wieder voneinander weg bewegt und der Brammenkopf in eine Position vorgeschoben, bei der sich die Vorderkante des Brammenkopfes etwa unterhalb der Mitte der folgenden parallel verlaufenden Stauchformfläche d der zweiten Gruppe der Stauchformflächen befindet. Mit dem dann folgenden zweiten Stauchhub wird der Brammenkopf dann durch gleichzeitige Beaufschlagung der Seitenflächen SF1 und SF2 der Bramme durch die Stauchformflächen d, e, f der zweiten und der Stauchformflächen a, b, c der ersten Gruppe in die, in Fig. 8 wiedergegebene Form gebracht. Anschließend wird entsprechend, nach erneuter Öffnung des Preßspaltes SP die Vorderkante VK des Brammenkopfes etwa unterhalb der Mitte der parallel verlaufenden Stauchformfläche g der dritten Gruppe von Stauchformflächen positioniert und beim folgenden Stauchhub die Seitenflächen S1 und S2 des Brammenkopfes von sämtlichen Stauchformflächen g, h, i, k; d, e, f und a, b, c der dritten, zweiten und ersten Gruppe der Stauchformflächen gleichzeitig beaufschlagt und in die in Fig. 9 wiedergegebene Form gebracht. Die Breite des Brammenkopfes ist durch diese drei Stauchhübe auf die vorgesehene Größe reduziert worden (Fig. 10) und die Restlänge der, noch nicht verformten Bramme BR wird in weiteren Stauchhüben entsprechend reduziert. Anschließend wird die Bramme aus dem Preßspalt SP, wie aus Fig. 11 ersichtlich, herausbefördert.

Claims (18)

  1. Stauchwerkzeug eines Stauchwerkzeugpaares für die Verformung stranggegossener Brammen in einer Brammenstauchpresse mit jeweils eine der beiden Längsseitenflächen der Bramme beaufschlagenden Stauchformflächen, die parallel oder geneigt zur Bewegungsrichtung der Bramme verlaufend, aneinander anschließen, wobei einer parallel verlaufenden Stauchformfläche von der Längsseitenfläche der Bramme weg geneigte Stauchformflächen zugeordnet sind, bei der einer ersten Stauchformfläche (1a) ein oder mehrere weitere Stauchformflächen (1a', 1a") mit Neigungswinkeln (α1; α2) nachgeordnet sind, die kleiner sind als der Neigungswinkel (α) der ersten Stauchformfläche (1a),
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstand (L1) der beiden Begrenzungskanten (AK, ZK) der an die Ausgangskante (AK) der ersten Stauchformfläche (1a) angrenzenden ersten weiteren Stauchformfläche (1a') gemessen, auf der Ebene (x-x) der parallelen Stauchfläche (1b) kürzer ist als der Abstand (L2) der beiden Begrenzungskanten (ZK, EK) der, an diese erste weitere Stauchformfläche (1a') anschließenden zweiten weiteren Stauchformfläche.
  2. Stauchwerkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Abstand (L1) der Begrenzungskanten (AK; ZK) der ersten weiteren Stauchformfläche (1a') etwa der Hälfte des Abstandes der Begrenzungskanten (ZK; EK) der zweiten weiteren Stauchformfläche entspricht.
  3. Stauchwerkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Bemessung des Neigungswinkels (α) der ersten Stauchformfläche (1a) mit 11 bis 13° und Anordnung von zwei, dieser nachgeordneten weiteren Stauchformflächen (1a' und 1a''), deren Neigungswinkel mit etwa 0,5 bis 8° bemessen sind.
  4. Stauchwerkzeug nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Neigungswinkel (α') der, an die erste Stauchformfläche (1a) anstoßenden weiteren Stauchformfläche (1a') mit 4 bis 8° und der Neigungswinkel (α'') der an diese anschließenden weiteren Stauchformfläche (1a'') mit 0,5 bis 2° bemessen sind.
  5. Stauchwerkzeug nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Neigungswinkel (α') der an die ersten Stauchformfläche (1a) anschließenden weiteren Stauchformfläche (1a') 5° und der Neigungswinkel (α'') der an diese anschließenden weiteren Stauchformfläche (1a'') 1° beträgt.
  6. Stauchwerkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei Bemessung des Neigungswinkels (α) der ersten Stauchformfläche (1a) mit etwa 19 bis 20°, vorzugsweise 19,8° und anordnung von drei, dieser nachgeordneten weiteren Stauchformflächen (1a', 1a'' und 1a'''), deren Neigungswinkel mit etwa 0,9 bis 10°, vorzugsweise 0,91 bis 19,8° bemessen sind und sich an die, diesen folgende weitere Stauchkalibrierfläche (1b) eine Ausgangsfläche (1c) mit einem Neigungswinkel (β) von 12° anschließt.
  7. Stauchwerkzeug nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Neigungswinkel (α1) der, an die erste Stauchformfläche (1a) anstoßenden weiteren Stauchformfläche (1a') mit 9,1°, der Neigungswinkel (α'') der dieser nachgeordneten weiteren Stauchformfläche (1a'') mit 5,2° und der Neigungswinkel (α'''), der anschließenden Übergangsformfläche (1a''') mit 0,91° bemessen sind.
  8. Stauchwerkzeug nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Neigungswinkel der ersten Stauchformfläche (1a) 12°, der dieser folgenden weiteren Stauchformfläche (1a') 5,2° und der, an diese anschließenden weiteren Stauchformfläche (1a'') 9,1° betragen.
  9. Stauchwerkzeug nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß zwei und mehr Gruppen von Stauchformflächen, die jeweils aus einer parallel verlaufenden Stauchformfläche (a; d; g) und, in Richtung auf den Eingang des von den Stauchwerkzeugen (WZ1; WZ2) gebildeten Preßspaltes (SP), vor dieser Stauchformfläche (a; d; g) angeordneten geneigten, eine Art Polygonzug bildenden Stauchformflächen (b, c; e, f; h, i, k) mit Neigungswinkeln ansteigender Größe bestehen, die Stauchformfläche des Stauchwerkzeuges (WZ1; WZ2) bilden.
  10. Stauchwerkzeug nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Stauchformfläche des Stauchwerkzeuges (WZ1; WZ2) aus insgesamt drei Gruppen von Stauchformflächen gebildet wird.
  11. Stauchwerkzeug nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei den drei Gruppen von Stauchformflächen (a, b, c; d,, e, f; g, h, i, k) die geneigte Stauchformfläche (h) der dritten Gruppe und die beiden parallel verlaufenden Stauchformflächen (a; d) der ersten und zweiten Gruppe, gemessen über die Richtung der Bewegung der Bramme (BR) gleiche Längen (m2; m5; m8) aufweisen, und die parallel verlaufende Stauchfläche (g) der dritten Gruppe sowie die geneigten Stauchformflächen (e, f) der zweiten Gruppe mit den Längen (m1, m3 + m4 und m6 + m7) unter sich gleich sind.
  12. Stauchwerkzeug nach den Ansprüchen 10 und 11,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die letzte geneigte Stauchformfläche (c) der ersten Gruppe um ein geringes Maß (m10) länger bemessen ist, als die Länge (m7 und m4) der letzten geneigten Stauchformflächen (k und f) der dritten und der zweiten Gruppe.
  13. Stauchwerkzeug nach einem der Ansprüche 11 und 12,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Größen der Neigungswinkel der letzten geneigten Stauchformfläche der ersten und zweiten und dritten Gruppe zwischen 23° und 20°, vorzugsweise 22,18°, 23,63° und 20,56° und die der ersten bzw. zweiten geneigten Stauchformflächen dieser Gruppen zwischen 8° und 12,1°, vorzugsweise 8,13°, 12,09° und 8,13° und die der ersten geneigten Stauchformfläche der letzten Gruppe mit etwa 2,0° bis 3,0°, vorzugsweise 2,29° bemessen sind.
  14. Stauchwerkzeug nach einem der Ansprüche 11 bis 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der parallelen Stauchfläche (g) der letzten Gruppe eine geneigte Ausgangsfläche (g') nachgeordnet ist.
  15. Stauchwerkzeug nach Anspruch 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Neigungswinkel der Ausgangsfläche (g') etwa 12° bis 13°, vorzugsweise 12,09° beträgt.
  16. Verwendung von Stauchwerkzeugen nach einem der Ansprüche 9 bis 15, in einer Brammenstauchpresse, bei der der Träger der Stauchwerkzeuge aus einem, über zwei Exzenterwellen angetriebenen, mit zwei, das Stauchwerkzeug tragenden und parallel führenden Pleueln besteht, an die ein Kolben-Zylinder-Aggregat zur Erzeugung einer, synchron zur Brammenbewegung auf dem Rollgang verlaufenden Bewegung des Stauchwerkzeuges angelenkt ist,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Seitenflächen (SF1 und SF2) der Bramme (BR) nach deren Eintritt in den, von den Stauchwerkzeugen (WZ1 und WZ2) gebildeten Preßspalt (SP) und Durchgang durch diesen, beim ersten Stauchhub von der ersten Gruppe der Stauchformflächen (a, b, c), beim folgenden zweiten Stauchhub von der zweiten Gruppe der Stauchformflächen (d, e, f) und denen der ersten Gruppe und beim dritten Stauchhub von der dritten Gruppe der Stauchformflächen (g, h, i, k) gemeinsam mit denen der beiden vorhergehenden Gruppen beaufschlagt werden.
  17. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bramme (BR), unabhängig von der jeweiligen Position zur Position der Stauchwerkzeuge (WZ1, WZ2) auf den, von diesem gebildeten Preßspalt (SP) zubewegt, auf eine vorberechnete Vorschubgeschwindigkeit gebracht und in den aufeinanderfolgenden Stauchhüben breitenreduziert wird, wobei die Kontaktphasen zwischen Stauchwerkzeugen (WZ1 und WZ2) und Bramme (BR) synchronbewegt verlaufen.
  18. Verfahren nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Bramme (BR) für den ersten Stauchhub in eine vorerrechnete Position des Brammenkopfes zwischen den Stauchwerkzeugen (WZ1, WZ2) bewegt wird und die aufeinanderfolgenden Stauchhübe unter Anpassung der jeweils erforderlichen Vorschubgeschwindigkeit und Synchronisation der Stauchwerkzeuggeschwindigkeit bei variablen Vorschublängen erfolgen.
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