EP0948417A1 - Verfahren und vorrichtung zur walzenkalibrierung eines walzstranges zur herstellung von runden drähten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur walzenkalibrierung eines walzstranges zur herstellung von runden drähten

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EP0948417A1
EP0948417A1 EP98934792A EP98934792A EP0948417A1 EP 0948417 A1 EP0948417 A1 EP 0948417A1 EP 98934792 A EP98934792 A EP 98934792A EP 98934792 A EP98934792 A EP 98934792A EP 0948417 A1 EP0948417 A1 EP 0948417A1
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EP
European Patent Office
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caliber
roll
rolling
contour
radius
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP98934792A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Otto Vollack
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Original Assignee
Individual
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Publication date
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Publication of EP0948417A1 publication Critical patent/EP0948417A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B21B1/16—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 wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/18—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 wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a continuous process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B27/00—Rolls, roll alloys or roll fabrication; Lubricating, cooling or heating rolls while in use
    • B21B27/02—Shape or construction of rolls

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for the roll calibration of a roll strand within a wire rolling plant, in particular a wire casting and rolling plant, with a plurality of roll sets, each with three rolls per roll stand, to form suitable roll calibers to determine the initial shape of the metal strand by reducing the cross-sectional shape of the metal strand and by further deformation stages or Convert the sequence of rolling passes into a round end shape.
  • DE 34 45 219 A1 cites a procedure for roll calibration in which the incoming roll train passes through a plurality of triangular-shaped roll calibres arranged one behind the other to form the desired final shape within the roll pass sequence and finally a finished caliber, each of which is formed by an arrangement of three rolls, the caliber cross-sections of the triangular rolling calibers are dimensioned such that the round finished caliber is filled by the material flow that occurs during the deformation.
  • the third-last, triangular-shaped rolling caliber forms a hexagonal rolling-stock cross section, which in the subsequent triangular-shaped rolling caliber is formed into a triangular-shaped rolling stock cross-section, which then runs through the circular finished caliber.
  • a calibration is known (DE 2448 158), in which the pressed area of the three-roll caliber is approximated to the pressed area of a six-roll caliber by a special design of the caliber contours.
  • the caliber contours of the rollers are bulged at certain points.
  • JP 61-46305 A two-roll caliber arrangement is known for the production of pipes, in which the roll caliber contour has special radii around the wall thickness to reduce the pipes.
  • the contour of each roller is formed by three different radii.
  • a caliber contour for a two-roll caliber arrangement is also known, which is formed by two different caliber radii (JP 1-284411 (A)). This solution is intended to avoid pipe defects.
  • Roll calibrations for wire rolling plants are known in practice.
  • several sets of rolls, each with three rolls, are arranged one after the other as a so-called roll pass sequence in order to bring the roll strand from the initial shape into the desired final shape, which should have the highest possible roundness for round wires.
  • the three rolls in the three-roll arrangement per roll stand form a roll caliber with which a cross-sectional reduction or a roll pass is carried out.
  • the individual calibers have a predetermined shape in the deformation and rolling pass sequence, one of these rolling calibers also being able to serve as a preliminary caliber for round wires or other shaped calibers. If the rolling calibers are designed with too large basic radii, there will be insufficient fill levels for the individual rolling calibers up to the finished caliber. Different degrees of filling of the final calibers adversely affect the roundness of the wires.
  • the invention had for its object to provide a method for roll calibration of a roll strand for the production of round wires, with which it is possible to influence the material flow so that the finished caliber is completely filled and wires can be produced with a high roundness, which the applicable manufacturing standards according to EN 1715-1 with regard to permissible roundness deviations are significantly below. Furthermore, a device suitable for carrying out the method is to be created.
  • a hexagonal roll caliber as well as a final triangular roll caliber and a round finished caliber are to be arranged as a minimum number.
  • the hexagonal roll caliber is formed by a corresponding caliber contour of the three rolls.
  • the last triangular rolling caliber in the rolling pass sequence before the round finished caliber is the pre-caliber.
  • the pre-caliber contour of each roller of the pre-caliber is formed by a radius r Vk , which is 1.05 D to 1.5 D, where D is the nominal wire diameter.
  • the point of penetration for the radius ry k lies on the central axis of the roll gap opposite the contour and is set back by an amount of 40 to 85% of the nominal wire diameter D from the center of the caliber in the direction of the roll gap.
  • the contour formed by the radius ry ⁇ merges on both sides into a caliber outlet contour with a radius r Vka that is 0.1 D to 0.3 D.
  • the roll gap width sy k which is 0.07 to 0.15 D, is formed by the caliber outlet contour between two adjacent rolls.
  • the finished caliber contour of each roll of the finished caliber is formed by a radius r k , which is 1.6 to 2% smaller than half the nominal wire diameter D and whose puncture point on the center axis of the roll gap opposite the contour on the contour side of the roll caliber shape outside the Mill quay center lies.
  • the penetration point is determined by the distance of the radius r k from the intersection between the extended straight line of the roll gap and the circular arc determined by the nominal wire diameter.
  • the contour formed by the radius r k merges on both sides into a caliber outlet contour with a radius r Fka that is 0.06 D to 0.15 D.
  • the nip width sp k which is 0.06 to 0.15 D, is formed by the caliber outlet contour between two adjacent rolls.
  • the cross-sectional reduction between the cross-sectional area of the pre-caliber and the cross-sectional area of the finished caliber is 10 to 30%.
  • a plurality of hexagonal and triangular rolling calibers can also be arranged in front of the round finished caliber in the rolling pass sequence, the hexagonal and triangular rolling calibres being arranged alternately and the rolling pass sequence starting with a hexagonal rolling caliber. The last triangular rolling caliber before the round finished caliber is then the pre-caliber. The other triangular rolling calibers that lie in front of the pre-caliber have the same cross-sectional shape as the pre-calibers.
  • the only difference consists only in the dimensions for the radii of the caliber contours, which are inevitably larger by a certain amount in the opposite direction to the rolling pass sequence, depending on the diameter reduction to be achieved in the rolling pass sequence.
  • Due to the special design of the triangular rolling calibers the material flow direction is influenced from the outside in so that the subsequent rolling caliber achieves the highest possible degree of filling.
  • the wire emerging from the finished caliber is characterized by a particularly high roundness.
  • Fig. 4 is a sketch as a half section to determine the puncture point for the radius rp k and
  • Fig. 5 shows the last two rolling calibers in the rolling pass sequence as a front view.
  • the sequence of rolling passes is shown in simplified form when three sets of rolls are arranged for roll calibration.
  • the arrangement of three sets of rolls represents the minimum roll pass sequence of a roll calibration.
  • the roll strand 1 coming from the continuous casting plant is deformed in the roll pass sequence in the first hexagonal-shaped roll caliber 5a, which is formed by the corresponding caliber contours of the three rolls 2, to form a hexagonal roll section with a corresponding cross-sectional reduction .
  • the displaced areas of the rolling train are marked with position 3.
  • the rolling strand emerging from the hexagonal-shaped rolling caliber 5a passes through a triangular-shaped rolling caliber as the preliminary caliber 5b in the subsequent rolling pass sequence. This pre-caliber is formed by the caliber contours of the three rollers 4.
  • the rolling strand emerging from the triangular pre-caliber 5b runs through the round finished caliber 5c, which is formed by the corresponding caliber contours of the three rollers 8.
  • the rolls stored in the respective roll stands are set in rotation by a drive unit (not shown in detail) with the associated gear ratios in accordance with the rolling pass sequence at a predetermined speed in the processing direction of the casting roll strand.
  • the triangular pre-caliber 5b is formed by the three rollers 4, each roller 4 having an arcuate pre-caliber contour 6 which is formed by the radius r Vk .
  • the puncture point P v for the radius r Vk is located on the central axis M of the roll gap 7 opposite the respective pre-caliber contour 6.
  • the radius ry is larger than the predetermined nominal wire diameter D and is dependent of the nominal wire diameter between 1.05 D and 1.5 D.
  • the penetration point P v for the radius r Vk is set back by an amount of 40 to 85% of the nominal wire diameter D from the center of the caliber in the direction of the roll gap 7.
  • the pre-caliber contour 6 formed by the radius ry k merges in the region of the roll gap into a caliber outlet contour with a radius ry ka , ry a being 0.1 to 0.3 D.
  • the penetration point for the radius ry a is arranged as a transition radius from the pre-caliber contour 6 to the roll gap 7 in such a way that a tangentially flowing transition results.
  • FIG. 3 shows the finished caliber 5c which is formed by the three rolls 8.
  • the finished wire rod with the desired nominal diameter D emerges from the finished caliber 5c.
  • Each roller 8 of the finished caliber 5c has an arcuate finished caliber contour 9, which is formed by the radius r Fk .
  • the radius rp is 1.6 to 2% smaller than half the nominal wire diameter D.
  • the puncture point Pp for this radius rp lies on the central axis M 'of the opposite finished-caliber contour 9 Roll gap 10.
  • the required puncture point Pp is determined in advance on a computer simulation model and explained below with reference to FIG. 4. Between the two nips 10, a circular arc 11 with the radius D / 2 is drawn, where D is the nominal wire diameter.
  • the puncture point Pp for the radius r Fk lies on the central axis M 'of the circular arc 11.
  • the Distance between the center of the circular arc 11 and the intersection P forms the measure of the radius rp k .
  • the respective puncture point Pp for the contour of each roller 8 of the finished caliber lies on the central axis M 'of the roll gap 10 opposite the circular arc 11 or the finished caliber contour 9, which is determined by the distance of the radius rp k from the intersection point P. Based on the determined puncture point Pp and the known radius r Fk , the desired finished caliber contour 9 can then be formed for each roller 8 of the finished caliber 5c.
  • the finished-caliber contour 9 merges on both sides into a caliber run-out contour with a radius r Fka , in a manner analogous to that already explained for the pre-caliber.
  • the radius r Fka is 0.06 to 0.15 D and the nip width s Fk is also 0.06 to 0.15 D.
  • FIG. 5 shows the pre-caliber 5b and the finished caliber 5c of the last two rolling calibers of the rolling pass sequence.
  • the shape of the pre-caliber is designed according to the invention such that, according to FIG. 5, an overfilled finished caliber 5c with the transitions of the contours from r Fk to r Fka would have to be produced, the nominal wire diameter D at these points by the amount X should be too big. This does not occur due to the inward flow of the material.
  • the dimension for X is chosen depending on the size of the nominal wire diameter D so that the transition between r Fk and r Fka is minimally undershot or exactly achieved.
  • the roundness of a wire produced in this way measured according to the test specification according to EN 1715-1, is 15 ⁇ 0.1 mm for a wire with a nominal wire diameter of 15 mm. According to the specification of this EN, a roundness deviation of 3% is still permissible, which, based on a wire with a diameter of 15 mm, is a roundness deviation of up to 0.45 mm.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Walzenkalibrierung eines Walzstranges innerhalb einer Drahtwalzanlage, insbesondere Drahtgiesswalzanlage, mit mehreren Walzensätzen mit jeweils drei Walzen je Walzgerüst. Ausgehend von den Nachteilen des bekannten Standes der Technik soll eine Lösung geschaffen werden, mit der es möglich ist, den Werkstofffluss so zu beeinflussen, dass das Fertigkaliber vollständig gefüllt wird und Drähte mit einer hohen Rundheit hergestellt werden können, welche die geltenden Fertigungsnormen nach EN 1715-1 wesentlich unterschreitet. Hierzu wird vorgeschlagen, dass mindestens am Anfang der Walzstichfolge ein sechseckförmiges Walzkaliber (5a) und am Ende der Walzstichfolge ein dreieckförmiges Walzkaliber als Vorkaliber (5b) und abschliessend ein rundes Fertigkaliber (5c) angeordnet sind. Die Fertigkaliberkontur (9) jeder Walze (8) des Fertigkalibers (5c) wird durch einen Radius rFk gebildet, der um 1,6 bis 2 % kleiner als die Hälfte des Drahtnenndurchmessers D ist und dessen Einstichpunkt PF auf der Mittelachse M' des der Kontur (9) gegenüberliegenden Walzspaltes (10) liegt. Die Vorkaliberkontur (6) jeder Walze (4) des Vorkalibers (5b) wird durch einen Radius rVk gebildet, der 1,05 D bis 1,5 D beträgt, wobei D der Drahtnenndurchmesser ist. Der Einstichpunkt PV für den Radius rVk liegt auf der Mittelachse M des der Kontur (6) gegenüberliegenden Walzspaltes (7) und ist um einen Betrag von 40 bis 85 % des Drahtnenndurchmessers D vom Kalibermittelpunkt in Richtung Walzspalt (7) zurückgesetzt. Die Konturen (9) und (6) gehen jeweils in Kaliberauslaufkonturen mit einem definierten Radius über.

Description

Beschreibung
Verfahren und Vorrichtung zur Walzenkalibrierung eines Walzstranges zur Herstellung von runden Drähten
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Walzenkalibrierung eines Walzstranges innerhalb einer Drahtwalzanlage, insbesondere Drahtgießwalzanlage, mit mehreren Walzensätzen mit jeweils drei Walzen je Walzgerüst zur Bildung geeigneter Walzkaliber, um die Ausgangsform des Metallstranges durch Reduzierung der Querschnittsform des Metallstranges und durch weitere Verformungsstufen bzw. Folge von Walzstichen in eine runde Endform umzuwandeln.
In der DE 34 45 219 A1 ist eine Verfahrensweise zur Walzenkalibrierung zitiert, bei der der ankommende Walzstrang zur Bildung der gewünschten Endform innerhalb der Walzstichfolge mehrere hintereinander angeordnete dreieckförmige Walzkaliber und abschließend ein Fertigkaliber, die jeweils durch eine Anordnung von drei Walzen gebildet werden, durchläuft, wobei die Kaliberquerschnitte der dreieckförmigen Walzkaliber so bemessen sind, daß durch den während der Verformung entstehenden Werkstofffluß das runde Fertigkaliber gefüllt wird. Durch das drittletzte, dreieckförmige Walzkaliber wird ein sechs- eckförmiger Walzgutquerschnitt gebildet, der in dem nachfolgenden dreieckförmigen Walzkaliber in einen dreieckförmigen Walzgutquerschnitt umgeformt wird, der abschließend das kreisrunde Fertigkaliber durchläuft. Der Nachteil dieser Lösung besteht vor allem darin, daß das aus dem Fertigkaliber austretende Walzgut keinen kreisrunden Querschnitt aufweist. Aus der Literatur und Praxis sind Walzanlagen mit mehreren Walzensätzen mit einer unterschiedlichen Anzahl an Walzen bekannt, die die Walzkaliber bilden, wobei die einzelnen Walzen eine entsprechende Kaliberkontur aufweisen, um eine möglichst genaue Rundheit des Drahtes oder Rohres zu erzielen.
Um bei Rohrwalzwerken eine unerwünschte Polygonbildung zu vermeiden, ist eine Kalibrierung bekannt (DE 2448 158), bei der durch eine spezielle Ausbildung der Kaliberkonturen die gedrückte Fläche des Dreiwaizenkalibers der gedrückten Fläche eines Sechswalzenkalibers angenähert wird. Die Kaliberkonturen der Walzen sind an bestimmten Stellen vorgewölbt.
Aus der JP 61-46305(A) ist zur Herstellung von Rohren eine Zweiwalzenkaliberanordnung bekannt, bei der die Walzenkaliberkontur spezielle Radien aufweist, um die Wanddicke der Rohre zu reduzieren. Die Kontur jeder Walze wird durch drei unterschiedliche Radien gebildet.
Bekannt ist auch eine Kaliberkontur für eine Zweiwalzenkaliberanordnung, die durch zwei verschiedene Kaliberradien gebildet wird (JP 1-284411 (A)). Durch diese Lösung sollen Rohrleitungsdefekte vermieden werden.
Die drei letztgenannten druckschriftlichen Veröffentlichungen beziehen sich auf die Herstellung von Rohren. Hinsichtlich der Anordnung und Ausbildung der Walzkaliber bestehen zwischen Walzkalibern für die Herstellung von Rohren und Walzkalibern für die Herstellung von Drähten grundsätzliche Unterschiede.
Aus der Praxis sind Walzenkalibrierungen für Drahtwalzanlagen bekannt. Zur Walzenkalibrierung sind mehrere Walzensätze mit jeweils drei Walzen hintereinander als sogenannte Walzstichfolge angeordnet, um den Walzstrang von der Ausgangsform in die gewünschte Endform zu bringen, welche bei runden Drähten möglichst hohe Rundheits- grade aufweisen sollen. Durch die drei Walzen bei der Dreiwalzenanordnung pro Walzgerüst wird jeweils ein Walzkaliber gebildet, mit dem eine Querschnittsreduzierung bzw. ein Walzstich durchgeführt wird. Die einzelnen Kaliber besitzen in der Verformungs- und Walzstichfolge eine vorgegebene Form, wobei eines dieser Walzkaliber auch als Vorkaliber für Runddrähte oder andere Formkaliber dienen kann. Werden die Walzkaliber mit zu großen Kalibergrundradien ausgeführt, kommt es zu ungenügenden Füllgraden der einzelnen Walzkaliber bis hin zum Fertigkaliber. Unterschiedliche Füllungsgrade der Endkaliber wirken sich nachteilig auf die Rundheit der Drähte aus.
Der Erfindung lag die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Walzenkalibrierung eines Walzstranges zur Herstellung von runden Drähten zu schaffen, mit dem es möglich ist, den Werkstofffluß so zu beeinflussen, daß das Fertigkaliber vollständig gefüllt wird und Drähte mit einer hohen Rundheit hergestellt werden können, welche die geltenden Fertigungsnormen nach EN 1715-1 bezüglich zulässiger Rundheitsabweichungen wesentlich unterschreitet. Ferner soll eine zur Durchführung des Verfahrens geeignete Vorrichtung geschaffen werden.
Erfindungsgemäß wird die Aufgabe durch die in den Ansprüchen 1 und 2 angegebenen Merkmale gelöst. Eine Ausgestaltungsvariante ist im Anspruch 3 angegeben.
Durch die gezielte Beeinflussung des Werkstoffflusses innerhalb der Verformungsstufen bzw. der Walzstichfolge durch die speziell ausgebildeten dreieckförmigen Walzkaliber und des runden Fertigkalibers wird eine genau definierte Füllung des runden Fertigkalibers erreicht, die so bemessen ist, daß die infolge der negativen Breitung in den Walz- spalten des Fertigkalibers entstehenden abgeflachten Bereiche in ihrer Rundheit den direkt verformungswirksamen Bereichen angeglichen werden. Die direkt verformungswirksamen Bereiche werden durch die Kaliberkonturen der Walzen gebildet. Dadurch ist es möglich, Drähte herzustellen, die eine hohe Rundheit aufweisen, die wesentlich unter den in der geltenden Fertigungsnorm EN 1715-1 festgelegten Abweichungen liegen. In Abhängigkeit von der zu erzielenden Querschnittsreduzierung ausgehend von dem ankommenden Walzstrang und dem zu erreichenden Drahtnenndurchmesser, sind als Mindestanzahl ein sechseckförmiges Walzkaliber sowie ein abschließendes dreieck- förmiges Walzkaliber und ein rundes Fertigkaliber anzuordnen. Das sechseckförmige Walzkaliber wird durch eine entsprechende Kaliberkontur der drei Walzen gebildet. Das in der Walzstichfolge letzte dreieckförmige Walzkaliber vor dem runden Fertigkaliber ist das Vorkaliber.
Die Vorkaliberkontur jeder Walze des Vorkalibers wird durch einen Radius rVk gebildet, der 1 ,05 D bis 1,5 D beträgt, wobei D der Drahtnenndurchmesser ist. Der Einstichpunkt für den Radius ryk liegt auf der Mittelachse des der Kontur gegenüberliegenden Walzspaltes und ist um einen Betrag von 40 bis 85 % des Drahtnenndurchmessers D vom Kalibermittelpunkt in Richtung Walzspalt zurückgesetzt. Die durch den Radius ry^ gebildete Kontur geht jeweils zu beiden Seiten in eine Kaliberauslaufkontur mit einem Radius rVka über, der 0,1 D bis 0,3 D beträgt. Durch die Kaliberauslaufkontur zwischen zwei benachbarten Walzen wird die Walzspaltbreite syk gebildet, die 0,07 bis 0,15 D beträgt.
Die Fertigkaliberkontur jeder Walze des Fertigkalibers wird durch einen Radius r k gebildet, der um 1,6 bis 2 % kleiner als die Hälfte des Drahtnenndurchmesser D ist und dessen Einstichpunkt auf der Mittelachse des der Kontur gegenüberliegenden Walz- spaltes auf der Konturseite der Walzkaliberform außerhalb des Walzkaiibermittelpunktes liegt. Der Einstichpunkt ist durch den Abstand des Radius r k vom Schnittpunkt zwischen der verlängerten Geraden des Walzspaltes und dem durch den Drahtnenndurchmesser bestimmten Kreisbogen festgelegt. Die durch den Radius r k gebildete Kontur geht jeweils zu beiden Seiten in eine Kaliberauslaufkontur mit einem Radius rFka über, der 0,06 D bis 0,15 D beträgt. Durch die Kaliberauslaufkontur zwischen zwei benachbarten Walzen wird die Walzspaltbreite spk gebildet, die 0,06 bis 0,15 D beträgt. Bezogen auf den jeweiligen Drahtnenndurchmesser D beträgt die Querschnittsverringerung zwischen der Querschnittsfläche des Vorkalibers und der Querschnittsfläche des Fertigkalibers 10 bis 30 %. In der Walzstichfolge können auch mehrere sechseckförmige und dreieckförmige Walzkaliber vor dem runden Fertigkaliber angeordnet sein, wobei die sechseckförmigen und dreieckförmigen Walzkaliber alternierend angeordnet sind und die Walzstichfolge mit einem sechseckförmigen Walzkaliber beginnt. Das letzte dreieckförmige Walzkaliber vor dem runden Fertigkaliber ist dann das Vorkaliber. Die anderen dreieckförmigen Walzkaliber, die vor dem Vorkaliber liegen, weisen die gleiche Querschnittsform wie die Vorkaliber auf. Der einzige Unterschied besteht lediglich in den Maßen für die Radien der Kaliberkonturen, die zwangsläufig in der entgegengesetzten Richtung zur Walzstichfolge nacheinander um einen bestimmten Betrag größer sind, in Abhängigkeit von der zu erzielenden Durchmesserreduzierung in der Walzstichfolge. Durch die spezielle Ausbildung der dreieckförmigen Walzkaliber wird die Stoffflußrichtung von außen nach innen so beeinflußt, daß das nachfolgende Walzkaliber einen möglichst hohen Füllgrad erreicht. Durch die in ihrer Kalibergeometrie aufeinander abgestimmten beiden letzten Walzkaliber, das dreieckförmige Vorkaliber und das runde Fertigkaliber, wird erreicht, daß der Einfluß der negativen Breitung und die zwangsweise in den Walzspalten des Fertigkalibers auftretende Formabweichung weitgehend ausgeglichen werden. Der aus dem Fertigkaliber austretende Draht zeichnet sich durch eine besonders hohe Rundheit aus.
Die Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden. In der zugehörigen Zeichnung zeigen
Fig. 1 die Walzstichfolge bei der Anordnung von drei Walzensätzen innerhalb einer Drahtwalzanlage als Querschnittsdarstellung,
Fig. 2 ein Vorkaliber im Querschnitt,
Fig. 3 das Fertigkaliber im Querschnitt,
Fig. 4 eine Skizze als Halbschnitt zur Bestimmung des Einstichpunktes für den Radius rpk und
Fig. 5 die beiden letzten Walzkaliber in der Walzstichfolge als Vorderansicht.
In der Figur 1 ist die Walzstichfolge bei der Anordnung von drei Walzensätzen zur Walzenkalibrierung vereinfacht dargestellt. Die Anordnung von drei Walzensätzen stellt die Mindestwalzstichfolge einer Walzenkalibrierung dar. Der aus der Stranggießanlage kommende Walzstrang 1 wird in der Walzstichfolge in dem ersten sechseckförmigen Walzkaliber 5a, das durch die entsprechenden Kaliberkonturen der drei Walzen 2 gebildet wird, zu einem sechseckförmigen Walzstrang mit entsprechender Querschnittsreduzierung verformt. Die dabei verdrängten Bereiche des Walzstranges sind mit der Position 3 gekennzeichnet. Der aus dem sechseckförmigen Walzkaliber 5a austretende Walzstrang durchläuft in der nachfolgenden Walzstichfolge ein dreieckförmiges Walzkaliber als Vorkaliber 5b. Dieses Vorkaliber wird durch die Kaliberkonturen der drei Walzen 4 gebildet. Die spezielle Ausbildung des Vorkalibers 5b wird nachfolgend noch ausführlich erläutert. Als letztes Walzkaliber in der Walzstichfolge durchläuft der aus dem dreieckförmigen Vorkaliber 5b austretende Walzstrang das runde Fertigkaliber 5c, das durch die entsprechenden Kaliberkonturen der drei Walzen 8 gebildet wird. Die in den jeweiligen Walzgerüsten gelagerten Walzen werden von einer nicht näher dargestellten Antriebseinheit mit den dazugehörigen Getriebeabstufungen entsprechend der Walzstichfolge mit einer vorgegebenen Geschwindigkeit in Verarbeitungsrichtung des Gießwalzstranges in Rotation versetzt.
Wie die Figur 2 zeigt, wird das dreieckförmige Vorkaliber 5b durch die drei Walzen 4 gebildet, wobei jede Walze 4 eine kreisbogenförmige Vorkaliberkontur 6 aufweist, die durch den Radius rVk gebildet wird. Zwischen jeweils zwei benachbarten Walzen 4 befindet sich ein Walzspalt 7. Der Einstichpunkt Pv für den Radius rVk befindet sich auf der Mittelachse M des der jeweiligen Vorkaliberkontur 6 gegenüberliegenden Walzspaltes 7. Der Radius ry ist größer als der vorgegebene Drahtnenndurchmesser D und liegt in Abhängigkeit vom Drahtnenndurchmesser zwischen 1,05 D und 1,5 D. Der Einstichpunkt Pv für den Radius rVk ist um einen Betrag von 40 bis 85 % des Drahtnenndurchmessers D vom Kalibermittelpunkt in Richtung Walzspalt 7 zurückgesetzt. Die durch den Radius ryk gebildete Vorkaliberkontur 6 geht jeweils im Bereich des Walzspaltes in eine Kaliberauslaufkontur mit einem Radius ryka über, wobei ry a 0,1 bis 0,3 D beträgt. Der Einstichpunkt für den Radius ry a ist als Übergangsradius von der Vorkaliberkontur 6 zum Walzspalt 7 so angeordnet, daß sich ein tangential fließender Übergang ergibt. Die
Kaliberauslaufkonturen zwischen zwei benachbarten Walzen 4 gehen damit in Geraden über, durch die der Walzspalt 7 gebildet wird. Die Walzspaltbreite sVk zwischen den Walzen 4 des Vorkalibers beträgt 0,07 bis 0,15 D. In der Figur 3 ist das Fertigkaliber 5c dargestellt, das durch die drei Walzen 8 gebildet ist. Aus dem Fertigkaliber 5c tritt der fertige Walzdraht mit dem jeweils gewünschten Nenndurchmesser D aus. Jede Walze 8 des Fertigkalibers 5c weist eine kreisbogenförmige Fertigkaliberkontur 9 auf, die durch den Radius rFk gebildet wird. Zwischen zwei benachbarten Walzen 8 befindet sich jeweils ein Walzspalt 10. Der Radius rp ist um 1,6 bis 2 % kleiner als die Hälfte des Drahtnenndurchmessers D. Der Einstichpunkt Pp für diesen Radius rp liegt auf der Mittelachse M' des der jeweiligen Fertigkaliberkontur 9 gegenüberliegenden Walzspaltes 10. Der erforderliche Einstichpunkt Pp wird vorab an einem Computersimulationsmodell bestimmt und im folgenden an Hand der Figur 4 erläutert. Zwischen den beiden Walzspalten 10 wird jeweils ein Kreisbogen 11 mit dem Radius D/2 gezogen, wobei D der Drahtnenndurchmesser ist. Die sich unmittelbar an den Kreisbogen 11 anschließenden verlängernden Geraden 12, die den Walzspalt 10 und beidseitig den Kreisbogen 11 begrenzen, bilden mit dem Kreisbogen 11 einen Schnittpunkt P. Der Einstichpunkt Pp für den Radius rFk liegt auf der Mittelachse M' des Kreisbogens 11. Der Abstand zwischen dem Mittelpunkt des Kreisbogens 11 und dem Schnittpunkt P bildet das Maß für den Radius rpk. Der jeweilige Einstichpunkt Pp für die Kontur jeder Walze 8 des Fertigkalibers liegt auf der Mittelachse M' des dem Kreisbogen 11 oder der Fertigkaliberkontur 9 gegenüberliegenden Walzspaltes 10, der durch den Abstand des Radius rpk vom Schnittpunkt P festgelegt ist. Ausgehend von dem ermittelten Einstichpunkt Pp und dem bekannten Radius rFk kann dann die gewünschte Fertigkaliberkontur 9 für jede Walze 8 des Fertigkalibers 5c gebildet werden. Die Fertigkaliberkontur 9 geht jeweils zu beiden Seiten in eine Kaliberauslaufkontur mit einem Radius rFka über, analog wie bei dem Vorkaliber bereits erläutert. Der Radius rFka beträgt 0,06 bis 0,15 D und die Walzspaltbreite sFk ebenfalls 0,06 bis 0,15 D.
In der Figur 5 sind das Vorkaliber 5b und das Fertigkaliber 5c der beiden letzten Walzkaliber der Walzstichfolge dargestellt.
Der Werkstofffluß bei der Verformung und zur Erläuterung desselben, ausgehend von dem dreieckförmigen Vorkaliber 5b und dem Fertigkaliber 5c gemäß Figur 5 erfolgt bei der Dreiwalzenanordnung je Walzgerüst nach innen gerichtet in Form einer negativen Breitung. Zum Ausgleich des Betrages X der negativen Breitung wird erfindungsgemäß die Form des Vorkalibers so gestaltet, daß gemäß Figur 5 ein überfülltes Fertigkaliber 5c mit den Übergängen der Konturen von rFk zu rFka entstehen müßte, wobei der Drahtnenndurchmesser D an diesen Stellen jeweils um den Betrag X zu groß sein müßte. Dies tritt infolge der nach innen gerichteten Stoffflußrichtung nicht auf. Die Maßgröße für X ist je nach Größe des Drahtnenndurchmessers D so gewählt, daß der Übergang zwischen rFk und rFka minimal unterschritten bzw. genau erreicht wird. Die Rundheit eines so hergestellten Drahtes, gemessen nach der Prüfvorschrift gemäß der EN 1715-1 beträgt bei einem Draht mit einem Drahtnenndurchmesser von 15 mm 15 ± 0,1 mm. Nach der Vorschrift dieser EN ist eine Rundheitsabweichung von 3 % noch zulässig, was bezogen auf einen Draht mit einem Durchmesser von 15 mm eine Rundheitsabweichung von bis zu 0,45 mm beträgt.

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Walzenkalibrierung eines Walzstranges zur Herstellung von runden Drähten, bei dem der ankommende Walzstrang (1) zur Bildung der gewünschten Endform innerhalb der Walzstichfolge ein sechseckförmiges (5a) und dreieckförmiges Walzkaliber (5b) oder mehrere paarweise hintereinander angeordnete sechseckförmige (5a) und dreieckförmige Walzkaliber (5b) und abschließend ein rundes Fertig- kaliber(δc), die jeweils durch eine Anordnung von drei Walzen (2, 4, 8) gebildet werden, durchläuft, wobei die Kaliberquerschnitte der dreieckförmigen Walzkaliber
(5b) so bemessen sind, daß durch den während der Verformung entstehenden Werkstofffluß das runde Fertigkaliber (5c) so gefüllt wird, daß die durch die negative Breitung in den Walzspalten (10) des Fertigkalibers (5c) entstehenden abgeflachten Bereiche in ihrer Rundheit den direkt verformungswirksamen Bereichen angepaßt sind.
2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 , insbesondere für Drahtgießwalzanlagen, mit mehreren Walzensätzen mit jeweils drei Walzen zur Bildung von Walzkalibern zur Verformung des Walzstranges von der Ausgangsform in eine runde Endform, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens am Anfang der Walzstichfolge ein sechseckförmiges Walzkaliber (5a) und am Ende der Walzstichfolge ein dreieckförmiges Walzkaliber als Vorkaliber (5b) und abschließend ein rundes Fertigkaliber (5c) angeordnet sind, wobei
a) die Fertigkaliberkontur (9) jeder Walze (8) des Fertigkalibers (5c) durch einen
Radius rF gebildet ist, der um 1,6 bis 2 % kleiner als die Hälfte des Drahtnenndurchmesser D ist und dessen Einstichpunkt (Pp) auf der Mittelachse (M') des der Fertigkaliberkontur (9) gegenüberliegenden Walzspaltes (10) liegt, der durch den Abstand des Radius rFk vom Schnittpunkt zwischen der verlängerten Geraden (12) des Walzspaltes (10) und dem durch den Drahtnenndurchmesser bestimmten
Kreisbogen (11) festgelegt ist, die durch den Radius rFk gebildete Fertigkaliberkontur (9) jeweils zu beiden Seiten in eine Kaliberauslaufkontur mit einem Radius rFka übergeht, der 0,06 D bis 0,15 D beträgt, wobei durch die Kaliberauslaufkontur zwischen zwei benachbarten Walzen (10) die Walzspaltbreite sFk gebildet ist, die 0,06 bis 0,15 D beträgt,
b) die Vorkaliberkontur (6) jeder Walze (4) des Vorkalibers (5b) durch einen Radius rvk gebildet ist, der 1,05 D bis 1,5 D beträgt, wobei D der Drahtnenndurchmesser ist, der Einstichpunkt für den Radius ryk auf der Mittelachse (M) des der Vorkaliberkontur (6) gegenüberliegenden Walzspaltes (7) liegt und um einen Betrag von 40 bis 85 % des Drahtnenndurchmessers D vom Kalibermittelpunkt in Richtung Walzspalt (7) zurückgesetzt ist, die durch den Radius rVk gebildete Vorkaliberkontur (6) jeweils zu beiden Seiten in eine Kaliberauslaufkontur mit einem Radius ry a übergeht, der 0,1 D bis 0,3 D beträgt, wobei durch die Kaliberauslaufkontur zwischen zwei benachbarten Walzen (4) die Walzspaltbreite sy gebildet ist, die 0,07 bis 0,15 D beträgt, und
c) bezogen auf den jeweiligen Drahtnenndurchmesser D die Querschnittsverringerung zwischen der Querschnittsfläche des Vorkalibers (5b) und der Querschnittsfläche des Fertigkalibers (5c) 10 bis 30 % beträgt.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß sich in der Walzstich- folge beginnend mehrere paarweise hintereinander angeordnete sechseckförmige
(5a) und dreieckförmige Walzkaliber befinden, wobei das letzte dreieckförmige Walzkaliber in der Walzstichfolge das Vorkaliber (5b) ist, die dreieckförmigen Walzkaliber die gleiche Querschnittsform wie die Vorkaliber (5b) aufweisen, wobei die Maße für die Radien fy und ry a der Kaliberkonturen der dreieckförmigen Walzkaliber, die vor dem Vorkaliber (5b) angeordnet sind, jeweils in der entgegengesetzten Richtung zur
Walzstichfolge nacheinander um einen vorbestimmten Betrag größer sind, in Abhängigkeit von der zu erzielenden Durchmesserreduzierung in der Walzstichfolge.
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