WO1982001484A1 - Method for rolling a u-shaped steel bar or similar and beam-making universal mill train for implementing such method - Google Patents

Description

Verfahren zum Walzen von U-Stahl oder dergl. und Universal-Trägerstraße zur Durchführung des Verfahrens

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von U-Stahl oder dergl. aus einem u-förmigen Vorprofil in einer Universal-Trägerstraße, die mindestens ein Stauchgerüst umfaßt, bei dem von einem Vorprofil ausgegangen wird, das an der Außenseite des Steges nur im mittleren Bereich gerade und in den anschließenden Übergangsbereichen der Flansche Schrägen aufweist, die mit der Geraden des mittleren Bereiches einen stumpfen Winkel bilden, und bei dem die in Universal-Streck- und Breitungsstichen entstehenden Überfüllungen bzw. Ausbuchtungen an den den freien Endbereichen der Flanschränder jeweils gegenüberliegenden Ubergangsbereichen zwischen Steg und Flanschen in mindestens einem Stauchstich unter Streckung des Steges des Walzprofils beigewalzt werden.

Eine derartige Verfahrenweise ist aus der DE-OS 24 20 408 bekannt, in der die Schwierigkeiten aufgezeigt sind, die sich ergeben, wenn ein U-Stahl in einer Universal-Trägerstraße gewalzt werden soll, weil U-Stahl im Gegensatz zu Doppel-T-Trägern oder H-Stahl in Bezug auf den Steg einen unsymmetrischen Querschnitt aufweist. Beim Walzen von U-Stahl in Universalgerüsten können besonders große Formungenauigkeiten auftreten, die durch unterschiedliche Streckung des Walzgutes hervorgerufen werden. Insbesondere mit zunehmenden U-Stahlabmcssungen, was gleichbedeutend mit größeren Flanschen und damit verstärkter Unsymmetrie ist, treten Verbiegungen auf, die zu Störungen wie Brüchen und Rissen bei der Bewegung des Walzgutes oder Rissen beim Einstoßen des Walzgutes in ein Kaliber führen. Diese Schwierigkeiten sollen gemäß der DE-OS 24 20 -108 durch ausgewählte, untereinander ungleicher Umfangsgeschwindigkeiten von Ober- und Unterwalzen behoben werden.

Der Erfindung liegt die gleiche Aufgabe zugrunde, nämlich die Bereitstellung eines Verfahrens zur Unterdrückung von Verbiegungen des Walzgutes und zur Unterdrückung eines Ungleichgewichtes der Leistungsverteilung zwischen der Oberwalze und der Unterwalze des Stauchgerüstes beim Walzen von U-Stahl unter Verwendung einer Universalwalzenstraße, jedoch ist die Lösung eine andere. Indem bei dem Verfahren gemäß der Erfindung ebenfalls von einem Vorprofil ausgegangen wird, das in den Ubergangsbereichen der Flansche

Schrägen aufweist, in deren Bereich bei Universalstichen Ausbuchtungen auftreten, die in Stauchstichen unter Streckung des Steges des Walzprofils beigewalzt werden, sieht die Lösung gemäß, der Erfindung vor, daß beim Beiwalzen der Ausbuchtungen an den Ubergangsbereichen in dem oder den Stauchstichen die Schrägen in ihrer Neigung wieder hergestellt werden, bis in einem Universal-Streckstich die Schrägen aufgebraucht sind und die Ausbuchtungen ein in den Ubergangsbereichen kantiges u-förmiges Zwischenprofil füllen, und daß das Zwiscbenprofil wie bekannt in einem Universalvalzgerüst fertiggewalzt wird, gegebenenfalls nach vorhergehenden Universal-Streckstichen in geschlossenen Kalibern und Stauchstichen.

Dieses Verfahren führt dazu, daß bei Stauchstichen durch die Wiederherstellung der Schrägen im Ubergangsbereich zwischen Steg und Flanschen eine dem Fließen des Materials aus den Flanschen entgegenwirkende Stützkraft ausgeübt wird, so daß in den Stauchstichen eine wesentliche Stiεdcung des Profils ohne wesentliche Breitung stattfindet. In jeden Universalstich wiederum kann unter kräftigen Abnahmen sowohl im Steg als auch in den Flanschen die Entstehung von Ausbuchtungen im Bereich der Schrägen hingenommen werden, weil diese in einem nachfolgenden Stauchstich wieder ausgebildet werden. Wenn in einem Üniversal-Strecksti ch die Schrägen aufgebraucht sind. d.h. die bei diesem Stich entstehenden Ausbuchtungen ein in den Übergangsbereichen kantiges u-förmiges Zwischenprofil füllen, kann für weitere Abnahmen auf das ideale Universalwalzen in geschlossenen Kalibern übergegangen werden, sofern nicht unmittelbar im Anschluß an das Zwischenprofil fertig-gewalzt werden kann.

Der stumpfe Neigungswinkel der Schrägen des Vorprofils den diese mit dem geraden mittleren Bereich der Stegaußenseite bilden, sollte in weiterer Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens nicht kleiner sein als 130 Grad, und der mittlere gerade Bereich sollte gleich oder wenige Millimeter kleiner sein als die Stegbreite des Fertigprofils. Ist der stumpfe Neigungswinkel der Schrägen zu klein bzw. ist die Neigung der Schrägen gegenüber der Horizontalen zu groß, so geht bei Universalstichen auf Kosten der Streckung zu viel Material in die Breitung bzw. die Ausbuchtungen im Bereich der Schrägen.

Das erfindungsgemäße Verfahren kann selbstverständlich unter entsprechendem Aufwand von Universalund Stauchgerüsten im kontinuierlichen Betrieb verwirklicht werden, wobei die Walzen aller Gerüste fest eingestellt sind. Die letzten Universalgerüste müssen dann zur Bildung von geschlossenen Kalibern eingerichtet sein, d.h., daß die Vertikalwalzen zwischen Horizontalwalzen eintreten können. Die Walzen der Stauchgerüste, die der Außenseite des Steges des Vorprofils zugeordnet sind, haben zum Wegwalzen der Ausbuchtungen im Bereich der Schrägen ein mit der Kontur der Außenseite des Vorprofils einschließlich der Schrägen deckungsgleiches Profil.

Eine Universal-Trägerstraße zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens im Reversierbetrieb umfaßt hingegen zweckmäßig nur ein Universalgerüst mit anstellbaren Walzen und nur ein Stauchgerüst mit anstellbaren profilierten Horizontalwalzen in Tandemanordnung, sowie ein Universalfertiggerüst in einem Abstand, das den freien Auslauf des Walzgutes nach dem letzten Stauchstich ermöglicht. Diese Anordnung ist an sich bekannt. Zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens jedoch hat die der Außenseite des Steges des Vorprofils zugeordnete Horizontalwalze des Stauchgerüstes, vorzugsweise die Unterwalze, ein mit der Kontur der Außenseite einschließlich der Schrägen deckungsgleiches Profil, und die anstellbaren Vertikalwalzen des Universalgerätes weisen auf der Höhe der Walzlinie, die von der feststehenden der Stegaußenseite des Vorprofils zugeordneten Horizontalwalze vorgegeben ist, einen Absatz auf, derart, daß die Walzballen der Vertikalwalzen bei fortschreitender Anstellung die Ballenlänge der festehenden Horizontalwalze zu übergreifen vermögen. Diese besondere Eauart von UniversalVertikalwalzen mit abgesetzten Durchmessern ermöglicht es, auf das Walzen mit geschlossenen Universalkalibern überzugehen, wenn die Schrägen nach den vorhergehenden Universal-Streck- und. Breitungsstichen mit offenen Kalibern aufgebraucht sind. Die Größe der Absätze der Vertikalwalzen, die die Ballenlänge der nicht anstellbaren Horizontalwalze zu übergreifen vermögen, ist von der minimalen Flanschdicke des Zwischenprofils vorgegeben, daß bestimmungsgemäß gewalzt werden soll.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Gerüstanordnung zum Walzen von U-Stahl auf einer UniversalTrägerstraße im Reversierbetrieb, Fig. 2 den Querschnitt des aus einem Vorgerüst austretenden Vorprofils mit den erfindungsgemäßen Schrägen, Fig. 3 schematisch die Walzenanordnung eines Universalgerüstes mit der erfindungsgemäßen Ausbildung der Vertikalwalzen,

Fig. 4 schematisch die Walzenanordnung eines Stauchgerüstes mit der erfindungsgemäßen Kontur der unteren Walze, " Fig. 5 bis 7 einige Arbeitsstufen im Universal-Vorgerüst bzw. im Stauchgerüst während der stichweisen Bear beitung des Vorprofils, wobei der rechte Teil der Figuren jeweils die Herstellung von parallel flnnschigern U-Stahl wiedergibt, und Fig. 8 den Fertigtisch im Universal-Fertiggerüst, dargestellt für einen parallelflanschigen U-Stahl.

In Fig. 1 ist ein Beispiel für eine reversierbare UniversalTrägerstraße abgebildet. Dem Vorgerüst 1 schließt sich in einigem Abstand eine Gerüstkombination, bestehend aus einem Universalwalzgerüst 2 und einem Stauchgerüst 3 in Tandem-Anordnung, an. Dieser Gerüstkombination folgt im Abstand des freien Auslaufes des letzten Zwischenprofils ein Universal-Fertiggerüst 4.

Das aus dem Vorgerüst 1 austretende Vorprofil ist so geformt (Fig. 2), daß^e/^sim Übergangsbereich unterhalb der Flansche 6 an der Unterseite 7a des Steges 7 von der im mittleren Bereich M des Steges 7 noch geraden Fläche abweicht und mit Schrägen 8 ausgebildet ist. Das Vorprofil nach Fig. 2 kann, auch umgekehrt eingesetzt werden, wenn mit nach unten gerichteten Flanschen gewalzt werden soll. Darüber hinaus läßt sich das Verfahren auch durchführen, wenn das Vorprofil anstelle der Schrägen 8 in den Übergansgbereichen Radien aufweist, wobei sich die Radien mit dem ersten Universalstich ausbuchten würden, um im folgenden Stauchstich durch die mit Schrägen 17 versehene untere Stauchwalze 15 (Fig. 4) zu einem Profil mit Schrägen zurückgeführt zu werden.

Fig. 3 zeigt wie das Vorprofil 5 von den Walzen des Universalgerüstes 2 bearbeitet wird. Dazu liegt das Vorprofil 5 mit seinem mittleren Stegbereich M auf der feststehenden Unterwalze 11 auf. Die obere anstellbare Horizontalwalze 12 greift zwischen die Flansche 6 des Vorprofils ein, so daß der Steg 7 zwischen Ober- und Unterwalze 12, 11 vollkommen festgelegt ist. Von den Außenseiten sind die anstellbaren Vertikalwalzen 13 gegen die Flansche 6 des Vorprofils 5 gerichtet. Die Vertikalwalzen sind dabei so ausgeführt, daß sie etwa in Höhe des Walzlinie W in ihrem Durchmesser verändert sind und dort einen Absatz 14 aufweisen. Dadurch können die Vertikalwalzen 13 im Verlaufe der weiteren Arbeitsstufen den Walzballen der Unterwalze 11 übergreifen,wenn sich das Dickenmaß der Flansche 6 fortschreitend reduziert, z.B. bis auf das Maß B eines Zwischenprofils in Fig. 6.

Nachdem in einem Universalstich sowohl der Steg 7 wie auch die Flansche 6 eine Reduzierung erfahren haben, gelangt das Vorprofil 5 in das Stauchgerüst 3, wo mittels der Stauchwalzen eine Bearbeitung der Flanschränder erfolgt. Der Fig. 4 kann die Führung des Vorprofils 5 zwischen den Stauchwalzen 15, 16 des nicht näher gezeigten Stauchgerüstes entnommen werden. Im Stauchgerüst 3 ist die obere Walze 16 anstellbar, während die untere Walze 15 wieder feststehend angeordnet ist. Die untere Stauchtvalze 15 hat eine gleiche Kontur- wie sie auch die Unterseite des Steges 7 des Vorprofils nach Fig. 2 besitzt, d.h. vor allem, daß die Stauchwalze 15 ebenfalls mit Schrägen 17 ausgestattet ist, die deckungsgleich mit den Schrägen 8 des Vorprofils sind. Damit kann eine Ausbuchtung 8a (Fig. 3), die sich bei der vorhergehenden Walzung im Uhiversalgerüst 2. als "Überfullung" aufgrund von freier Breitung gebildet hat, mit jedem Stauchvorgang wieder weggewalzt werden. Die anstellbare Stauchwalze 16 taucht mit einem Bund 16a zwischen die Flansche 6 des Vorprofils 5 ein, und der andere Teil der Stauchwalze 16 drückt auf die Ränder der Flansche 6.

Es ist natürlich möglich, daß beim Walzen von parallelflanschigem U-Stahl die in den Fig. 3 und 4 mit geneigten Konturen ausgeführten Horizontal- bzw. Vertikalwalzen 11 bzw. 12, 13 und der ebenfalls mit einer Neigung versehene Bund 16a der oberen Stauchwalze 16 gerade ausgeführt sind, wie beispielsweise mit den Fig. 5 bis 7 auf der rechten Hälfte der Figuren alternativ dargestellt.

Im Stauchgerüst 3 wird das Vorprofil 5 nach dem ersten Universalstich z.B. durch zunächst zwei Stiche reversierend gestaucht. Dann kommt das U-Profil wieder in das Universalgerüst 2, wo mit zwei weiteren Universalstichen bereits eine große Reduzierung des Vorprofils erreicht wird, denn mit jedem Stich werden die Walzen entsprechend der Abnahme am Walzgut nachgestellt. Fig. 3 verdeutlicht die nach dem dritten Universalstich schon erreichte Reduzierung an dem Profil 5. Die Vertikalwalzen 13 beginnen in diesem Stadium, die feststehende Unterwalze 11 aufgrund der Absätze 14 zu übergreifen. Die Schrägen 8 des Vorprofils sind beinahe vollkommen aufgebraucht, d.h. die Ausbuchtungen 8a dieser Stiche füllen das Zwischenprofil nach Fig. 5 im Kantenberoich aus.

In der Folge schließen sich weitere Stauch- und Universal-Bearbeitungsvorgänge an, wobei die genaue Stichzahl, d.h. die Anzahl der Durchgänge des Vorprofils durch das Universalgerüst 2 und durch das Stauchgerüst 3 in Abhängigkeit von dem Vorprofil verschieden sein kann. Mit Fig. 6 ist z.B. der letzte Durchgang des U-Stahls durch das Universalgerüst 2 dargestellt. Der Steg 7 und die Flansche 6 des U-Stahls haben fast die angestrebten Abmessungen und die gewünschte Endform erhalten. Die Vertikalwalzen 13 greifen mit den vorspringenden Walzballen weit über. die ünterwalze 11 hinweg. Man kann feststellen, daß ein geschlossenes Walzen des U-Stahls gewährleistet ist.

Der letzte Stauchstich (Fig. 7) bewirkt im wesentlichen noch einmal ein Bearbeiten der Flanschränder und das Beseitigen eines etwaigen Grates an den Stegkanten des U-Stahls, der von den Schrägen 17 der unteren Stauchwalze 15 weggewalzt wird. Dies besonders, dann, wenn der mittelere gerade Bereich M des Vorprofils nach Fig. 2 und dementsprechend die deckungsgleiche Kontur der unteren Stauchwalze 15 um einige Millimeter kleiner gewählt wird als die Stegbreite des Fertigprofils nach Fig. 8. Der U-Stahl tritt dann zu einem Stich in das Universal-Fertiggerüst 4 ein und erhält , wie in Fig. 8 für einen parallelflanschigen U-Stahl abgebildet, sein Fertigprofil 5'.

Claims

P a t e n t an s p rü c h e

Verfahren zum Walzen von U-Stahl oder dergl. aus einem u-förmigen Vorprofil in einer Uniλ'ersal -Trägerstraße, die mindestens ein Stauchgerüst umfaßt, bei dem von einem Vorprofil ausgegangen wird, das an der Außenseite des Steges nur im mittleren Bereich gerade und in den anschließenden Ubergangsbereichen der Flansche Schrägen aufweist, die mit der Geraden des mittleren Bereiches einen stumpfen Winkel (α) bilden, und bei dem die in Universalstichen entstehenden Überfüllungen bzw. Ausbuchtungen an den freien Endbereichen der Flanschränder und den jeweils gegenüberliegenden Ubergangsbereichen zwischen Steg (7) und Flanschen (6) in mindestens einem Stauchstich unter Streckung des Steges des Walzprofils (5) bei gewalzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß beim Beiwalzen der Ausbuchtungen (8a) an den Ubergangsbereichen in dem oder den

Stauchstichen die Schrägen (8) in ihrer Neigung wieder hergestellt werden, bis in einem Universal-Streckstich die Schrägen aufgebraucht sind und die Ausbuchtungen ein in den Übergangsbereichen kantiges u-förmiges Zwischenprofil füllen (Fig. 5), und daß das Zwischenprofil wie bekannt in einem Universalwalzgerüst (4) fertiggewalzt wird, gegebenenfalls nach vorhergehenden Universal-Streckstichen in geschlossenen Kalibern (Fig. 6) und Stauchstichen (Fig. 7).

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der stumpfe Neigungswinkel (α) der Schrägen (8) des Vorprofils (Fig. 2) nicht kleiner ist als 130 Grad und der mittlere gerade Bereich (M) gleich oder wenige Millimeter kleiner ist als die Stegbreite des Fertigprofils.

3. Universal-Trägerstraße zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2 im Reversierbetrieb, mit einem UniversalWalzgerüst mit anstellbaren Walzen und einem Stauchgerüst mit anstellbaren profilierten Horizontalwalzen und einem Universal-Fertiggerüst, dadurch gekennzeichnet, daß die der Außenseite (7a) des Steges (7) des Vorprofils (Fig. 2) zugeordnete Horizontalwalze (15) des Stauchgerüstes (3), vorzugsweise die Unterwalze ein mit der Kontur der Außenseite einschließlich der Schrägen (8) deckungsgleiches Profil hat, und daß die anstellbaren Vertikalwalzen (13) des Universalgerüstes (2) auf der Höhe der Walzlinie (W), die von der feststehenden, der Stegaußenseite des Vorprofils zugeordneten Horizontalwalze (11) vorgegeben ist, einen Absatz (14) aufweisen, derart, daß die Walzballen der Vertikalwalzen bei fortschreitender Anstellung die Ballenlänge der feststehenden Horizontalwalze (11) des Universalgerüstes zu übergreifen vermögen.

4. Universal-Trägerstraße nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe der Absätze (14) der Vertikalwalzen (13) von der minimalsten Flanschdicke (B) vorgegeben ist.