Spanlose Formgebung in Walzwerken [Reprint 2018 ed.] 9783111655239, 9783110019674

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de Gruyter Lehrbuch Fritz Fischer Spanlose Formgebung in Walzwerken

Spanlose Formgebung in Walzwerken

von

Fritz Fischer

unter Mitarbeit von Franz Gütlbauer und Martin Buch

mit 298 Abbildungen

w DE

G

Walter de Gruyter • Berlin • New York • 1972

© by Walter de Gruyter & Co., vormals G. J. Göschen'sehe Verlagshandlung, J. Guttentag, Verlagsbuchhandlung, Georg Reimer, Karl J. Trübner, Veit & Comp., Berlin 30 Alle Rechte, einschl. der Rechte der Herstellung von Fotokopien und Mikrofilmen, vom Verlag vorbehalten - Satz: Walter de Gruyter, Berlin, Druck: Georg Wagner, Nördlingen Printed in Germany ISBN 3 11 0 0 1 9 6 7 1

Vorwort Im Jahre 1958 erschien im Rahmen der Göschen-Reihe der Doppelband „Walzwerke" von Herrn Professor Sedlaczek. Die sehr freundliche Aufnahme bei Studierenden und in der Industrie veranlaßten den Verlag, das vorliegende Buch herauszugeben. Es ist dem Andenken an Herrn Professor Sedlaczek gewidmet. Unter Beachtung der neueren Entwicklung soll sowohl dem Studierenden wie dem Praktiker ein Überblick über die spanlose Formgebung in Walzwerken vermittelt werden. Es wird versucht, in einfacher Darstellung die Vorgänge im plastischen Bereich zu betrachten und die grundsätzliche Arbeitsweise der verschiedenen Verformungsmaschinen aufzuzeigen. Der Verzicht auf eine vertiefte mathematische Behandlung ergab sich einmal aus der Zielsetzung des vorliegenden Buches, zum anderen aus der Tatsache, daß das beobachtbare Gesamtverhalten im plastischen Bereich in den meisten Fällen sehr komplexer Natur ist. Es wird bestimmt durch das Zusammenwirken vieler einzelner Komponenten, die sich zudem während des Formänderungsvorganges oft nicht konstant verhalten. Versuche, die Wirkweise und Größe der einzelnen beteiligten Komponenten durch eine Herauslösung gesondert zu betrachten, um dann anschließend additiv zu einer mathematisch eindeutigen Beschreibung zu gelangen, ist experimentell oft sehr schwierig. Ferner verhält sich die herausgelöste Komponente oft anders als im Verein mit mehreren bei gegenseitiger Wechselwirkung. In der Praxis ist es daher oft sinnvoll, statt nach mathematisch exakten Gesetzmäßigkeiten, durch Beobachtung des Gesamtverhaltens beharrlich nach guten Regeln zu suchen, denen sich viele Erfahrungen unterordnen. Auf eingehend theoretisch-mathematisch ausgerichtetes Schrifttum ist im Literaturverzeichnis verwiesen.

München, im Februar 1972

Prof. Dr.-Ing. Fritz Fischer

6

Vorwort

Folgenden Firmen möchte ich sehr herzlich fur wertvolle Beiträge und Bildmaterial danken: Matthias Ludwig Industrieofenbau GmbH, Essen Sundwiger Eisenhütte Maschinenfabrik Grah & Co., Hemer-Sundwig Friedrich Kocks, Düsseldorf Schloemann AG, Düsseldorf Siemag Siegener Maschinenbau GmbH, Düsseldorf Friedr. Krupp GmbH, Essen Demag AG, Duisburg Maschinenfabrik Sack GmbH, Düsseldorf-Rath OFU Ofenbau-Union GmbH, Düsseldorf Danieli & C. S. p. A., Buttrio, Italien GFM, Steyr, Österreich DELTA, Strasbourg-Eckboisheim, Frankreich Dillinger Hütte AG, Dillingen Siciete Lorraine de Laminage Continu, Florange, Frankreich Thyssen Hütte AG, Duisburg Glöckner Werke AG, Duisburg Hoesch AG, Dortmund Karl Fr. Ungerer, Maschinenfabriken, Pforzheim

Inhaltsverzeichnis

1. Einleitung

11

2. Allgemeine Grundlagen der spanlosen Formgebung

16

2.1 Elastische und plastische Formänderung 2.2 Vorgänge bei der plastischen Formänderung 2.3 Kräfte oder Spannungen bei plastischer Formänderung

3. Grundlagen des Walzens 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6

Grundbegriffe Wechselbeziehung zwischen Stauchung, Breitung und Längung Kraftwirkung im Walzspalt Fließscheide Ermittlung der gedrückten Fläche Berechnung des Formänderungswiderstandes 3.6.1 Der Formänderungswiderstand beim Warmwalzen 3.6.2 Der Formänderungswiderstand beim Kaltwalzen 3.7 Berechnung der Walzkraft 3.8 Berechnung des Walzendrehmomentes 3.9 Berechnung der Antriebsleistung

4. Grundbegriffe des Walzenkalibrierens 4.1 Die Kalibrierung von Blockwalzen 4.2 Die Kalibrierung von Halbzeugstraßen 4.3 Die Kalibrierung von Feinstahl-und Drahtstraßen

5. Das Walzgerüst 5.1 Walzenständer 5.2 Walzenlager 5.2.1 Gleitlager 5.2.2 Wälzlager 5.2.3 ölflutlager 5.3 Einbaustücke 5.4 Die Walzen 5.5 Anstellung und Ausbalancierung 5.5.1 Anstellung 5.5.2 Ausbalancierung 5.6 Walzarmaturen, Dralleinrichtungen und Umfiihrungen 5.6.1 Walzarmaturen 5.6.2 Dralleinrichtungen 5.6.3 Umfiihrungen 5.7 Antriebselemente 5.8 Sohlplatten und Fundamente 5.9 Gebräuchliche Bauarten von Walzgerüsten

6. Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen 6.1

Transporteinrichtungen 6.1.1 Rollgänge

16 20 29

34 34 37 38 40 42 44 45 48 50 51 53

55 58 60 62

65 65 65 66 66 68 69 70 73 73 75 76 76 78 79 81 84 85

87 87 87

8

Inhaltsverzeichnis 6.1.2 Hebe-und Wipptische 6.1.3 K a n t - u n d Verschiebevorrichtungen 6.1.4 Blockdrücker 6.1.5 Ein- und Ausstoßvorrichtungen 6.1.6 Blockkipper 6.1.7 Krane 6.1.8 Schlepper 6.1.9 Kühlbetten 6.1.10 Bundtransporteinrichtungen 6.2 Schneideeinrichtungen 6.2.1 Scheren 6.2.2 Sägen 6.3 Richtmaschinen 6.3.1 Richtpresse 6.3.2 Rollenrichtmaschine für Profile 6.3.3 Rollenrichtmaschine für Bleche 6.3.4 Schrägwalzenrichtmaschine 6.3.5 Streckrichtmaschine 6.4 Haspeleinrichtungen 6.4.1 Drahthaspeln 6.4.2 Bandhaspeln

88 89 91 93 93 93 95 95 96 96 96 100 101 101 101 102 102 104 105 105 109

7. Warmwalzwerke 7.1 Block-und Brammenwalzwerke 7.1.1 Blockstraße 7.1.2 Brammenstraße 7.1.3 Hilfsmaschinen und Adjustageeinrichtungen 7.1.3.1 Rollgänge 7.1.3.2 Block-Brammenkipper 7.1.3.3 Flämmaschine 7.1.3.4 Block-Brammenscheren 7.1.4 Steuerung von Block-Brammenstraßen 7.2 Grob- und Mittelblechwalzwerke 7.2.1 Beispiele für ausgeführte Anlagen 7.2.2 Adjustageeinrichtungen 7.3 Warmbandwalzwerke 7.4 Die Planetenwalzwerke 7.5 Walzwerke zur Herstellung von schweren Profilen und Trägern 7.5.1 Schwere Profilstraßen 7.5.2 Universal-Trägerstraßen 7.5.3 Moderne Breitflanschträgerstraßen 7.6 Halbzeugwalzwerke 7.6.1 Offene und halbkontinuierliche Halbzeugstraßen 7.6.2 Kontinuierliche Halbzeugstraßen 7.6.3 Neuartige Verformungsmaschinen 7.6.3.1 Kocks-Schwingmaschine 7.6.3.2 GFM-Durchlaufschmiedemaschine 7.6.3.3 Schloemann-Exzenterwalzwerk 7.7 Feinstahl-und Drahtwalzwerke 7.7.1 Offene und halbkontinuierliche Feinstahl-und Drahtstraßen 7.7.2 Kontinuierliche Stahldrahtstraßen

112

. . . .

112 112 115 118 121 121 122 122 128 128 132 135 142 153 159 159 160 163 169 169 172 180 180 181 182 184 184 187

Inhaltsverzeichnis

7.7.3 7.7.4 7.7.5 7.7.6

7.7.2.1 Drahtstraßen mit Horizontal-Vertikal-Anordnung der aufeinander folgenden Walzenpaare in der Fertigstraße . . 7.7.2.2 Drahtstraßen mit nur horizontaler Walzenanordnung Fertigstraße in Blockbauweise 7.7.2.3 Drahtstraßen mit Horizontal-Vertikal-Anordnung der aufeinanderfolgenden Walzenpaare in der Fertigstraße 45° Blockweise mit fliegender Lagerung der Walzen .... 7.7.2.4 Drahtstraßen mit Horizontal-Vertikal-Anordnung der aufeinanderfolgenden Walzenpaare - 45° Blockbauweist mit beiderseitiger Lagerung der Walzen 7.7.2.5 Drahtstraßen mit Drei-Walzen-Gerüsten - Blockbauweise mit beiderseitiger Lagerung der Walzen Einrichtungen zum Abkühlen des Drahtes aus der Walzhitze Kontinuierliche Feinstahlstraßen - 1 Einstichwalzwerk NE-Metalldrahtstraßen 7.7.6.1 Kupferdrahtstraßen 7.7.6.2 Aluminium-Drahtwalzwerk mit kontinuierlicher Gießradanlage

8. Wärmöfen für Walzwerke 8.1 Einsatzöfen 8.1.1 Einsatzöfen mit festem Herd 8.1.1.1 Großraum tieföfen 8.1.1.2 Zellentieföfen 8.1.1.3 Elektrisch beheizte Tieföfen 8.1.2 Einsatzöfen mit fahrbarem Herd 8.2 Durchlauföfen 8.2.1 Stoßöfen 8.2.2 Hubwagenöfen 8.2.3 Drehherdöfen 8.2.4 Rollenherdöfen 9. Kaltwalzwerke 9.1 Entzunderung des warmgewalzten Bandes 9.2 Kaltwalzen 9.2.1 Gebräuchliche Gerüstbauarten 9.2.1.1 Zweiwalzengerüst 9.2.1.2 Dreiwalzengerüst 9.2.1.3 Vierwalzengerüst 9.2.1.4 MKW-Kaltwalzgerüst 9.2.1.5 Vielrollenwalzgerüste 9.2.1.5.1 Kipprahmenbauart nach Dr. Röhn 9.2.1.5.2 Sendzimir-Zwanzigrollenwalzgerüst 9.2.1.5.3 Viersäulenbauart nach Sundwig 9.2.2 Ausgeführte Anlagen 9.2.2.1 Kaltbandstraßen für unlegierte Stähle und NE-Metalle . . . . 9.2.2.2 Anlagen zur Herstellung kaltgewalzten rostfreien Stahlbandes 9.2.3 Regeleinrichtungen zur Erzielung engster Banddickentoleranzen .. 9.3 Wärmebehandlungsanlagen 9.3.1 Satzweise arbeitende Öfen

9

189 191

191 194 196 196 200 206 207 208 209 215 215 215 216 217 217 219 219 221 221 225 227 232 235 239 239 239 239 240 242 243 245 246 248 249 249 252 254 257 257

10

Inhaltsverzeichnis 9.3.1.1 Haubenöfen 9.3.1.1.1 Einstapel-Haubenöfen 9.3.1.1.2 Mehistapel-Haubenöfen 9.3.1.1.3 Einstapelöfen zum Glühen offen gewickelter Bunde 9.3.1.2 Topföfen 9.3.1.3 Kammeröfen 9.3.2 Durchlaufend arbeitende Öfen 9.3.2.1 Rollenherdöfen für Bandbunde 9.3.2.2 Durchziehöfen für Bänder 9.3.2.2.1 Durchziehöfen für Bänder mit waagerechtem Bandlauf, einwegig und mehrwegig 9.3.2.2.2 Durchziehöfen für Bänder mit senkrechtem Bandlauf, einwegig und mehrwegig 9.4 Veredelungsanlagen 9.5 Hilfsmaschinen und Adjustageeinrichtungen 9.5.1 Besäum-und Umwickelanlagen 9.5.2 Bandspaltanlagen 9.5.3 Querteilanlagen

10. Rohrwerksanlagen 10.1 Anlagen zur Herstellung nahtloser Rohre 10.1.1 Anlagen zur Herstellung der Luppen 10.1.1.1 Schrägwalzwerke 10.1.1.2 Lochpressen 10.1.1.3 Gießen 10.1.2 Anlagen zur Erzeugung des Mutterrohres 10.1.2.1 Duo-Stopfenstraße 10.1.2.2 Rohrkontistraße 10.1.2.3 Pilgerstraße 10.1.2.4 Rohrstoßbankanlage 10.1.2.5 Rohrstrangpressen 10.1.3 Anlagen zur Erzeugung von Fertigrohren 10.2 Anlagen zur Herstellung geschweißter Rohre 10.3 Rohradjustageeinrichtungen

260 260 263 264 265 266 266 268 268 269 270 271 273 273 276 278

281 281 281 281 284 285 285 285 286 287 288 289 290 296 300

Literaturverzeichnis

303

Sachverzeichnis

315

1. Einleitung

Die Walzwerkerei in ihrer heutigen Bedeutung als Formgebungsverfahren für die Verarbeitung großer Werkstoffmengen sowie zur Herstellung des Ausgangsmaterials für viele andere Arten der Umformtechnik besitzt eine Entwicklungsgeschichte, deren nachweislicher Beginn im 16. Jahrhundert liegen dürfte. Vorausgestellt seien Skizzen von Leonardo da Vinci aus dem Jahre 1492 (Bild la und b).

Bild l b Entwurf eines Walzund Ziehwerkes

Von den unbedeutenden Anfängen dieser Zeit bis zu den elektronisch gesteuerten Walzenstraßen von heute wurden dabei die großen Entwicklungsstufen immer mitbestimmt vom Entwicklungsstand der Walzenantriebe. In chronologischer Reihenfolge seien hier die Kraftquellen genannt, die, wenn sie sich in ihrem Wirkungsbereich als Walzwerksantriebe ablösten, jedesmal einen starken Aufschwung in der Entwicklung herbeiführten. Es sind dies Handkraft Wasser-und Göpelkraft Dampfkraft elektromotorische Kraft

(1492) (1575) (1784) (seit etwa 1900)

Die Ablösung der Handarbeit durch Göpel- und Wasserantrieb bedeutete zugleich den Übergang in der Walzwerkerei vom Handwerk zum Fabrikbetrieb (Bild 2). Die eigentliche Grundlage für die heutige Bedeutung des Walzwerkswesens wurde jedoch mit der Erfindung des Puddel-Verfahrens einerseits und der Dampfmaschi-

12

Einleitung

Bild 2 Eisenwalz- und -schneidwerk

ne als Walzwerksantrieb andererseits geschaffen. Im Jahre 1784 wurde in England das erste Dampfwalzwerk erbaut (Bild 3). Diese Bauart war jedoch bald überholt, und die Entwicklung der Eisenbahn mit ihrem Schienenbedarf wurde zum Ausgangspunkt von immer größeren Walzwerken auf dem europäischen Kontinent. Man erkannte nun auch, daß eine grundsätzliche Verbesserung der bisherigen Walzverfahren nur dadurch herbeigeführt werden konnte, daß man das Walzgut im Vor- und Rückwärtsgang bearbeitete. Dieses Vor- und Rückwärtswalzen bedeutete jedoch zunächst ein großes Problem, da man der Umsteuerung der Dampfmaschine damals noch hilflos gegenüberstand und eine Lösung durch Reversierkupplungen zu finden hoffte. Unzählige Vorschläge und Konstruktionen brachten keine befriedigende Lösung und stellten immer Kompromisse dar. Erst als im Jahre 1863 dem Engländer Ramsbottom erstmalig der Bau einer umsteuerbaren Walzenzugmaschine gelang, war dieses Problem gelöst (Bild 4). Alle Dampfmaschinen dieser Art hatten jedoch einen sehr großen Dampfverbrauch, der einen empfindlichen Nachteil bedeutete. Erst durch die Erfindung und den Bau von Verbund-Umkehrmaschinen konnte dieser Nachteil gemindert

Einleitung

13

Bild 3 Puddelwalzwerk

Bild 4 Dampfmaschine mit Hilfsdampfzylinder zum Antrieb der Walzwerke

14

Einleitung

und schließlich behoben werden. Ferner konnte die Regelbarkeit verbessert

Mit der Erfindung eines Stauventils endlich, das beim Umsteuern ein Zurückströmen des Dampfes aus dem Zwischenbehälter verhinderte, war das Problem des Umkehrwalzwerks praktisch gelöst. Während die Dampfmaschine als Walzwerksantrieb nunmehr befriedigend arbeitete, war sie für die Betätigung von Anstellung, Rollgängen usw. doch sehr umständlich und schwierig (Platzbedarf, Dampfzuleitungen usw.). Hier brachte im Jahre 1891 die erste elektrotechnische Ausstellung in Frankfurt/Main die große Wende und war zugleich Anstoß, der Dampfmaschine den Walzwerksantrieb bald streitig zu machen. Ähnlich wie beim Dampfwalzwerk bereitete der elektrische Antrieb von Umkehrwalzwerken lange Zeit sehr große Schwierigkeiten. Erst Carl ligner konnte dieses Problem durch Anwendung der Leonard-Schaltung lösen (Bild 6). (Bild 6). Die Besonderheit dieses Verfahrens besteht darin, durch Regelung des relativ kleinen Erregerstroms des Generators G 1 den Strom für den Motor M 2 und damit seine Drehzahl beeinflussen zu können. Der Erregerstrom von M 2 selbst bleibt meistens konstant. Als die erste Walzenstraße mit ligner-Antrieb 1906 auf der Hildegard-Hütte in Trzynietz in Betrieb ging, hatte die Elektrizität entscheidend über den Dampf

Einleitung

15

OMchstromgoKrator Drehstrommotor

llgnor-

Schwungrad:

awchstromgaMrator

GteKhstranmotor (Wabmotor).

S

Laonardsdiittung Bild 6 Leonardschaltung

gesiegt. In neuester Zeit wird eine Steuerung der Walzwerksmotoren mit Stromrichtern vorgenommen. Der hohe Entwicklungsstand und die wirtschaftlichen Vorteile legten es nahe, sie für diese Aufgabe heranzuziehen. Abschließend sei noch auf die Entwicklung elektrischer Steueranlagen hingewiesen, die einen selbsttätigen Wirkungsablauf ermöglichen. Dadurch kann man Arbeitsprozesse sehr schnell und genau steuern, wie es Unzulänglichkeiten menschlicher Reaktion nicht zulassen würden. Ihre Entwicklung ist noch in stetigem Fluß. Während die Entwicklungsgeschichte der Walzwerkerei bis ins frühe Mittelalter zurückgeht, begann die wissenschaftliche Untersuchung über den Walzvorgang mit seinen Einwirkungen auf das Walzgut kurz vor Anfang unseres Jahrhunderts. Zu einer theoretischen Analyse der Vorgänge im Walzspalt ist es zunächst erforderlich, Klarheit über die Kräfte und Spannungen, die eine plastische Formänderung bewirken, zu schaffen. Ausgehend von dem Wissen um die Vorgänge, die die plastische Verformung bewirken, wurden verschiedene Ansätze und Theorien über die Kräfte im Walzspalt aufgestellt. Trotz sehr eingehender und weitführender theoretischer Arbeiten ist jedoch bis heute die Kenntnis um die Walzvorgänge aus theoretischer Sicht noch lückenhaft. Insbesondere besteht für geeignete mathematische Ansätze eine große Schwierigkeit darin, daß sämtliche Einflußgroßen sich mit einer Veränderung bestimmter Walzbedingungen selbst verändern und so keinen festen Ansatzpunkt bieten.

2. Allgemeine Grundlagen der spanlosen Formgebung

2.1. Elastische und plastische Formänderung Ganz allgemein versteht man unter spanloser Formgebung einen Arbeitsvorgang, in dem unter dem Einfluß äußerer Kräfte eine Veränderung der ursprünglichen Gestalt oder Form eines Körpers erzwungen wird. Eine solche Formänderung kann sowohl elastisch als auch plastisch sein. Elastische Formänderung bedeutet, daß sich die erzielte Form nach Wegnahme der deformierenden Kräfte in die Ausgangsform zurückbildet. Bei einer plastischen Formänderung bleibt die unter Krafteinwirkung entstandene neue Form des Körpers nach Wegnahme der Kraft völlig oder zum Teil erhalten. Bild 7 zeigt diese Situation schematisch.

^

plastisch

ela st i sch a

b

c

Bild 7 Schematische Darstellung von plastischer und elastischer Formänderung

Die Wirkung von äußeren Kräften auf den bildsamen Zustand von Metallen kann durch einen Zugversuch und das ihm zugeordnete Kraft-Weg-Diagramm anschaulich gezeigt werden. Führt man einen solchen Zugversuch in mehreren Stufen durch, wobei in jeder Stufe be- und entlastet und die Kraft von Stufe zu Stufe gesteigert wird, kann man im Rahmen des ganzen Versuchs drei charakteristische Bereiche erkennen: 1. In den ersten Abschnitten des Versuchs tritt eine Veränderung des Stabes (Verlängerung) ein, die jedoch nach Wegnahme der Kraft wieder völlig verschwindet oder aber nicht meßbar ist. Dies ist der Bereich der rein elastischen Formänderung. 2. Bei einer bestimmten Größe der Kraft bleibt von der unter Krafteinwirkung erfolgten Formänderung (Verlängerung) nach Entlastung ein meßbarer Anteil erhalten. Der Probestab hat neben der elastischen eine plastische Veränderung erfahren.

Elastische und plastische Formänderung

17

3. Bei weiterer Kraftsteigerung tritt eine sehr starke Formänderung des Probestabes auf, die nach Entlastung völlig erhalten bleibt oder aber deren elastische Rückänderung nicht mehr meßbar ist. Hier handelt es sich um das Gebiet der rein plastischen Formänderung. Formänderungsvorgänge in diesem Gebiet werden mit Fließen bezeichnet. Bild 8 zeigt die Verhältnisse schematisch. Die Verhältnisse des Bereiches 1) werden durch das Hooke'sche Gesetz beschrieben, das aussagt, daß die Dehnung des Körpers proportional der angelegten Spannung ist: e=a •a e

a (mm 2 /kp) a(kp/mm 2 )

(1)

= Verlängerung des Probestabes im Verhältnis zu seiner ursprünglichen Länge, d. i. Damit wird e zu einer dimensionslosen Zahl. = angelegte Zug- oder Druckspannung = stoffabhängige Konstante

Der Zusammenhang zwischen a und dem Elastizitätsmodul ist durch folgende Beziehung gegeben: E=a E (kp/mm 2 )

= Elastizitätsmodul

Nachfolgend ist der E-Modul für verschieden Werkstoffe angegeben: Aluminium Blei Eisen (rein) Kupfer Molybdän Nickel StahlC 15 Stahl C 35 Stahl C 60 X 10 Cr 13 X 12 Cr Ni 188 Tantal Titan Vanadium Wolfram Zink Zinn Zirkon

6750 kp/mm 2 1600 kp/mm 2 21550 kp/mm 2 12500 kp/mm 2 33630 kp/mm 2 19700 kp/mm 2 20800 kp/mm 2 20600 kp/mm 2 20400 kp/mm 2 22000 kp/mm 2 19500 kp/mm 2 18820 kp/mm 2 10520 kp/mm 2 15000 kp/mm 2 41530 kp/mm 2 9400 kp/mm 2 5500 kp/mm 2 6970 kp/mm 2

(2)

18

Allgemeine Grundlagen der spanlosen Formgebung

Der Elastizitätsmodul ändert sich bei den meisten Werkstoffen mit der Temperatur, der Wärmebehandlung und dem Verformungszustand. Zur Kennzeichnung des Übergangs von Bereich 1) nach 3) (elastisch -> plastisch) dient der Begriff der Streckgrenze. Die Streckgrenze ist der Punkt, an dem das Hooke'sche Gesetz seine Gültigkeit verliert. Da jedoch dieser Punkt nicht bei allen Metallen eindeutig erkennbar ist, wurde vereinbart, die sogenannte 0,2Dehngrenze (a0)2-Grenze) einzuführen. Hierbei wird angegeben, wo bei Be- und Entlastung eines Probestabes eine bleibende Dehnung von 0,2 % erhalten wird (Büd 8).

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10''

2

3 4 5

10s

Bild 36 Einfluß der Walzenabplattung nach Bland und Ford

3.6. Berechnung des Formänderungswiderstandes Außer dem Widerstand, der durch die Formänderungsfestigkeit gegeben ist, müssen jene Einflüsse überwunden werden, die aufgrund zusätzlicher Reibung einer Formänderung entgegenwirken (Gleichung 13).

Berechnung des Formänderungswiderstandes

45

3.6.1. Der Formänderungswiderstand beim Warmwalzen Beim Warmwalzen ist der Formänderungswiderstand vor allem von der Temperatur, der Formänderungsgeschwindigkeit und dem Verhältnis der Walzguthöhe zum Walzendurchmesser abhängig. a) Temperatureinfluß Im allgemeinen gilt, daß der Formänderungswiderstand mit steigender Temperatur abnimmt. b) Einfluß der Formänderungsgeschwindigkeit Bild 2 6 zeigt die Beeinflussung der Probenform bei unterschiedlicher Größe der Reibung. Allgemein gilt, daß die Größe der Reibung geschwindigkeitsabhängig ist. Bei unterschiedlichen Walzengeschwindigkeiten kommt es daher zwangsweise sowohl absolut als auch relativ im Walzspalt zu unterschiedlichen Größen der Reibung. c) Einfluß der geometrischen Größe des Walzspaltes Die Abhängigkeit des Formänderungswiderstandes von der Höhe des Walzgutes kann anhand einer Betrachtung nach Siebel gezeigt werden. Sie sei an der Stauchung eines längsgeschnittenen zylindrischen Probekörpers (Bild 3 7 ) einfach beschrieben:

Bild 37 Stauchung eines Probekörpers

Die Reibung an den Preßflächen beträgt je Flächeneinheit ¡1 • k f . Ist r der Radius des Stauchkörpers, so beträgt die Reibung p • k f • r. Es wird angenommen, daß der Fließwiderstand über die Höhe h des Probekörpers gleichmäßig verteilt wirkt, eine Annahme, die eine um so größere Berechtigung erhält, je geringer die Probenhöhe ist. Dann ist kr = ß • k f •

(40)

Da die Reibung an beiden Preßflächen wirkt, wird K r = 2 • // • kf • • K r (kp/mm 2 )

(41)

= Fließwiderstand

Aus der Formel ergibt sich, daß der Fließwiderstand K r sehr groß ist, wenn die Probenhöhe sehr klein wird.

46

Grundlagen des Walzens

Die aufgezeigten verschiedenen Einflüsse wirken im Walzprozeß stets zusammen und sind ständigen Veränderungen unterworfen. Daher ist es bisher nicht gelungen, diese einfachen Gesetzmäßigkeiten allgemein gültig anzuwenden. Eine genaue Berechnung ist nur mit unvertretbar hohem Zeitaufwand möglich und gilt außerdem nur für einen bestimmten Walzfall. Bild 38 zeigt im Schema den Verlauf der Formänderungsfestigkeit und des Formänderungswiderstandes. Daraus ergibt sich ein unterschiedlicher FormänderungsLU Q UJ X

Bild 38 Schematische Daxstellung des Formänderungswiderstandes im Walzspalt beim Warmwalzen

widerstand über die gedrückte Länge l j . Zur Berechnung arbeitet man daher mit dem mittleren Formänderungswiderstand, der aus Betriebs- und Laborversuchen durch Messung von Walzkraft und Drehmoment ermittelt wurde. In der Literatur finden sich Darstellungen, die eine Abhängigkeit des mittleren Formänderungswiderstandes von einer Geometriekenngröße ableiten. Bild 39 zeigt die Abhängigkeit des mittleren Formänderungswiderstandes K w m vom Höhendurchmesserverhältnis h j / d bei zwei verschiedenen Höhenabnahmen e h = 20 % und 40 % (hj = Höhe des Walzgutes nach dem Stich und d = Walzendurchmesser). Formt man die Kennwerte h j / d auf das Verhältnis l\ V \ \ \ \ \ \V \ v s \ \ N, > s s N\ \ A ' , \\ \^ \

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0,3 0,4 0,5 1 STÄRKENVERHÄLTNIS

0.2

2

4

5

10

Bild 42 Formänderungswirkungsgrad beim Kaltwalzen von Stahl-, Kupfer- und Aluminiumbändern mit und ohne Schmierung

3.7. Berechnung der Walzkraft Die Kraft P, die notwendig ist, um bei einem Stauchvorgang eine plastische Verformung herbeizuführen, muß mindestens so groß sein wie das Produkt aus Formänderungsfestigkeit und gedrückter Fläche (siehe Gleichung 8). Die Beziehung kann nur stimmen, wenn keinerlei Verluste wie z. B. durch Reibung auftreten. Wenn wir den Walzvorgang als eine stetige Folge von Stauchvorgängen betrachten, wird die Kraft P zur Druckkraft, die man den Walzen zuführen muß, um eine bleibende Verformung des Walzgutes zu erzielen. Bei der praktischen Ermittlung der Walzkraft müssen die verschiedenen Reibungseinflüsse berücksichtigt werden (Kaliberwalzung, unterschiedliche Geschwindigkeit usw.). E. Siebel empfiehlt z. B. zur Berechnung der Walzkraft beim Warmwalzen im Kaliber folgende Formel: P = a, Kw m V K

mm F d (mm 2 )

o'

a2

Kwm

Fd

(45)

= Formänderungswiderstand des zugeordneten Flachwalzfalles = gedrückte Fläche nach Umrechnen auf den zugeordneten Flachwalzfall = Geschwindigkeitsbeiwert in Abhängigkeit von v/d (v = Walzgeschwindigkeit, d = arbeitender Durchmesser)

Berechnung des Walzendrehmomentes

a2

51

= Kaliberbeiwert (a 2 = 1,1 - 1,5 für offene Kaliber, a 2 = 1,2 - 2,0 für geschlossene Kaliber)

3.8. Berechnung des Walzendrehmomentes Ganz allgemein gilt, daß zur Überwindung des Formänderungswiderstandes den Walzen beim Umformen des Walzgutes ein Drehmoment zugeführt werden muß. Bekanntlich ergibt sich das Drehmoment als Kraft X Hebelarm. Beim Walzen entspricht unter Berücksichtigung der Reibung die Kraft der Walzkraft, die über die gedrückte Länge notwendig ist, um die Verformung herbeizuführen. Der Hebelarm ist nun der Abstand eines Punktes auf der gedrückten Länge von der Mittelachse der Walzen, in dem alle über die gesamte gedrückte Länge wirkenden Einzelkräfte sich zur Resultierenden addieren (Bild 43). Da nun die Kräfte z. B. aufgrund unübersichtlicher Reibungsverhältnisse über die gedrückte Länge

(wie schon bei der Besprechung der Fließscheide gezeigt) sehr unterschiedlich sein können, wird die Bestimmung der Länge des Hebelarmes sehr schwierig. Seiner genauen Berechnung galten mannigfache Überlegungen. Unter Beachtung von Messungen und Berechnungen werden in der Praxis heute häufig folgende Werte benutzt: a) Warmwalzen von Blöcken, Brammen und Halbzeug a = 0,5 - 0,6 l d

52

Grundlagen des Walzens

b) Warmwalzen in geschlossenen Kalibern a = 0,6 - 0,7 l d c) Kaltwalzen von Blechen a = 0,4 - 0,5 l d Das Drehmoment für eine Walze errechnet sich somit wie folgt: M = P • a • 10" 3 M (kpm) a (mm) P (kp)

(46)

= Drehmoment einer Walze = Hebelarm = Walzkraft

Für zwei Walzen ergibt sich ein Gesamtmoment M w = 2 P • a • 10" 3

(47)

Aus Bild 44 kann nach Versuchen von 0 . Pawelski und E. Neuschütz der Hebelarmbeiwert für das Warmwalzen von Flach- und Kaliberquerschnitten entnommen werden. Der Hebelarm a errechnet sich dann: a = Kx-ld Kv

(48)

= Hebelarmbeiwert Kaliberfolge: •

Quadrat-Raute

0

O

Raute-Quadrat

»

Falschrund-Oval

•

Quadrat-Oval

o

Oval-Rund

Oval-Falschrund

Q6

1,0

1,5

Flächenverhältnis

2.0

25

F < j/p 1

Bild 44 Abhängigkeit des Hebelaimbeiwertes vom Flächenveihältnis F j / F i nach O. Pawelski

Berechnung der Antriebsleistung

53

H. Hoff und Th. Dahl empfehlen beim Kaltwalzen eine Berechnung des Hebelbeiwertes: , a = 0,5 ld v (49) h0 h 0 (mm) hi (mm)

= Höhe des Walzgutes vor dem Stich = Höhe des Walzgutes nach dem Stich

3.9. Berechnung der Antriebsleistung Ganz allgemein wird eine Leistung definiert als Arbeit in der Zeit: N=t N (kpm/sec) A (kpm) t (sec)

(50)

= Leistung = Arbeit = Zeit

Die notwendige Arbeit wird beim Walzvorgang durch das Drehmoment gegeben; der Zeitfaktor wird durch die Drehzahl berücksichtigt. Somit gilt: N = Mw • n n (Upm)

(51)

= Walzendrehzahl

Unter Beachtung der in der Technik üblichen Leistungseinheiten ergibt sich: N=^ ( k W ) 974 N=

716

(PS)7

v

K(52)

'

(53) J

v

Das betrachtete Drehmoment M w bezog sich zunächst auf die reine Umformarbeit. Es entstehen jedoch zusätzliche Verluste durch Reibung in den Lagern, Spindeln und Getrieben. Ferner ergeben sich bei Umkehrstraßen (das sind Walzwerke, in denen das Walzgut reversierend bearbeitet wird) zusätzliche Beschleunigungs- und Verzögerungsmomente beim Anfahren und Bremsen. Das Gesamtdrehmoment ergibt sich durch Addition: M ges = M w + M r + M b M w (kpm) M r (kpm) M b (kpm)

(54)

= Drehmoment für die reine Walzarbeit = Reibungsmomente = Beschleunigungs- und Bremsmomente

Reibungs- und Beschleunigungsmomente können nach den bekannten Rechenverfahren des Maschinenbaues bestimmt werden.

Grundlagen des Walzens

54

Bei der endgültigen Festlegung der Motorleistung wird noch das sogenannte Leerlaufmoment berücksichtigt. Ferner müssen für die Wirtschaftlichkeit des Antriebsmotors Walz- und Pausenzeiten berücksichtigt werden. In der Praxis wird bei Errichtung eines neuen Walzwerkes die Wirtschaftlichkeit unter anderem bestimmt vom Ausstoß, d. h. von der mit diesem Walzwerk erzeugbaren Menge. Diese Größe ist nun aber unter Beachtung zulässiger Stichabnahmen von der Walzgeschwindigkeit abhängig. Wenn also eine bestimmte Walzgeschwindigkeit für die Wirtschaftlichkeit notwendig ist, gilt es, die hierfür notwendige Motordrehzahl zu errechnen. Gibt der Motor seine Drehzahl n m direkt an die Walze ab, so gilt: V u • 60 nw = - r =nm d A - TT n m (Upm) n w (Upm) V u (m/sec)

(55)

= Motordrehzahl = Walzendrehzahl = Walzenumfangsgeschwindigkeit

In vielen Fällen gibt der Motor seine Drehzahl über ein Getriebe weiter; dann ist der Zusammenhang zwischen Walzendrehzahl und Motordrehzahl gegeben durch: „ __ = /^¿a nm - nw • l (po) i

= Übersetzungsverhältnis

4. Grundbegriffe des Walzenkalibrierens

Im Gegensatz zu den glatten Walzen bei der Band- und Blechherstellung werden beim Walzen von Profilen sogenannte kalibrierte Walzen verwendet. Dies sind Walzen, in die die Profile, welche das Walzgut erhalten soll, eingedreht sind. Das gewünschte Endprofil des Walzgutes ergibt sich dabei meist nach Durchlaufen einer bestimmten Anzahl von solchen Walzeneinschnitten, in denen aufeinanderfolgend die endgültige Form mehr und mehr herausgearbeitet wird. Die Bestimmung der richtigen Kaliberform wird Kalibrieren und die Folge von Kaliberformen für ein oder mehrere Walzgerüste Kalibrierung genannt. Kaliber heißt der freie Querschnitt in der Walzebene, den die in beide Walzen eingeschnittenen Formen bilden. Die Aufgabe der Kalibrierung ist es, auf optimalem Weg den gewünschten Endquerschnitt mit geringen Maßabweichungen zu erreichen. Die Form des Kalibers entspricht bei richtiger Stichabnahme der Querschnittsform des Walzgutes, seinem Profil. Das Profil soll dabei auf der ganzen Länge des Walzgutes gleich sein. Da sich praktisch jedes Kaliber durch verschiedene arbeitende Durchmesser auszeichnet, treten dementsprechend in einem Kaliber verschieden große Umfangsgeschwindigkeiten an seiner Oberfläche auf. Unter arbeitendem Durchmesser versteht man jeden beliebigen Durchmesser eines Walzenteils, der mit dem Walzgut während des Walzprozesses unmittelbar in Druckberührung kommt. Schwer zu bestimmen sind die mittleren arbeitenden Walzendurchmesser, deren Umfangsgeschwindigkeit ohne Berücksichtigung der Voreilung gleich der Austrittsgeschwindigkeit des Walzgutes ist. Bild 45 zeigt drei graphische Verfahren zum angenäherten Bestimmen des mittleren arbeitenden Durchmessers in eingeschnittenen Kalibern. Diese Methoden wurden aufgrund von Erfahrungstatsachen ermittelt. Nach dem Verfahren in Bild 45a wird der mittlere arbeitende Durchmesser dadurch bestimmt, daß die Kaliberfläche unter Berücksichtigung der Kaliberfüllung in ein flächengleiches Rechteck umgewandelt wird. Der arbeitende Durchmesser endet an der Linie DC. Nach dem Verfahren in Bild 45b werden die Höhen der halben Raute (oben) und des halben Quadrates (Mitte) in fünf, die halbe Ovalhöhe (unten) in drei gleiche Teile geteilt. Der arbeitende Durchmesser endet im dritten bzw. zweiten Teilpunkt. Beim Verfahren nach Bild 45c, das weniger gebräuchlich ist, halbiert der mittlere arbeitende Durchmesser die Strecke AB. Die mittleren arbeitenden Durchmesser in der Ober- und Unterwalze sind nicht immer gleich groß. Ist der mittlere arbeitende Durchmesser in der Oberwalze größer als in der Unterwalze (Bild 46), so wird dies als Oberdruck bezeichnet. Durch die größere Umfangsgeschwindigkeit der Oberwalze wird dann das Walzgut beim Verlassen des Walzspaltes nach unten abgelenkt. Ist der arbeitende

Grundbegriffe des Walzenkalibrierens

56 a) Verfahren des flächengleichen Rechtecks

b) Verfahrender Höhenteilung

c) Verfahrender Seitenteilung

E

a

ö u

Höhe Teile

in5gleiche geteilt

A B in C h a l b i e r t

3

A B

Höhe in 5 g l e i c h e Teile geteilt

i

O

Höhe in 3 g l e i c h e Teile geteilt

A B in C h a l b i e r t

A B in C h a l b i e r t

Bild 45 Graphische Ermittlung des arbeitenden Durchmessers nach E. Schneider

Durchmesser der Unterwalze größer als der der Oberwalze, so spricht man von Unterdruck. Beim Warmwalzen ist weiter zu berücksichtigen, daß das Walzgut durch die Abkühlung auf Raumtemperatur eine Verringerung des Volumens erfährt. Das Warmprofil ist das um das Warmmaß vergrößerte Fertigprofil. Es ist l w = l k ( l + 0t)

(57)

Grundbegriffe des Walzenkalibrierens

l w (m) l k (m) ß t(°C)

57

= Länge des Walzgutes bei Walztemperatur = Länge des Walzgutes bei Raumtemperatur = Ausdehnungskoeffizient = Temperatur

Als Walzlinie bezeichnet man die theoretische Berührungslinie der beiden Walzenzylinder. Die durch den Schwerpunkt des Kalibers laufende Linie wird neutrale Linie genannt. Die Kaliber müssen in Ober- und Unterwalze so eingedreht werden, daß sich die neutrale Linie mit der Walzlinie deckt (Bild 47). Ein Kaliber wird im allgemeinen von zwei Walzen begrenzt. Die Stelle, an der die Begrenzung der einen Walze in die andere übergeht, heißt Kaliberöffnung. Wird die Kaliberöffnung durch Linien gebildet, die parallel zur Walzenachse liegen (Bild 47), oder wenn der Winkel a kleiner als 60° ist (Bild 48), so nennt man es offenes Kaliber. Wenn der Winkel a größer als 60° ist (Bild 49), wird es geschlossenes Kaliber genannt.

KALIBER ÖFFNUNG

Bild 49 Geschlossenes Kaliber

Die seitlichen Begrenzungsflächen der Kaliber werden im allgemeinen nicht genau senkrecht ausgeführt, sondern erhalten eine Neigung ß (siehe Bild 47), damit das Walzgut sich gut aus dem Kaliber löst.

58

Grandbegriffe des Walzenkalibrierens

Unter einem irregulären Kaliber versteht man ein Profil, das in mehrere Teilquerschnitte zerlegt werden kann, die jeweils unterschiedliche Höhenabnahme, Streckung und Breitung aufweisen. Die einzelnen Teilflächen arbeiten mit verschiedenen Durchmessern, und die Arbeitsflächen haben unterschiedliche Neigung zur Walzenachse (Bild 50).

Bild 50 Irreguläres Kaliber

Beim Walzen solcher Profile (z. B. Träger, Schienen) tritt durch unterschiedliche Verformungsbedingungen über der Profilbreite ein ungleichmäßiger Werkstofffluß auf. Wenn Einlauf- und Auslaufquerschnitt reell sind, d. h. an einer Walzenprobe gemessen wurden, dann ist es möglich, das Ausmaß des sich ergebenden Werkstofflusses nach den Formeln nach Goreki zu berechnen. •v

m

Xm

_ Fo _ FAI • \A + FBI • ^B + • • • • F N 1 • An ~ rFi +~F + Ft- N1 rFA 1 + rgi +

^

= mittlerer Streckungskoeffizient

Es muß ganz allgemein gesagt werden, daß die Gesetzmäßigkeiten der Kalibrierung nicht in allgemein gültiger Form vorliegen, sondern die persönliche und örtlich begrenzte Erfahrung oft den Ausschlag gibt.

4.1. Die Kalibrierung von Blockwalzen Für das Auswalzen von Blöcken werden heute in der Hauptsache zwei Kalibrierungen angewendet, die sich aus der Erfahrung entwickelt haben: die deutsche und die amerikanische Kalibrierung.

t>ie Kalibrierung von Blockwalzen

59

Bei der deutscHen Kalibrierung liegt die Flach- oder Brammenbahn am Ende des Walzballens, bei der amerikanischen dagegen zwischen den Kastenkalibern. Die deutsche Kalibrierung (Bild 51a) sieht im allgemeinen 1 — 3 Kastenkaliber mehr vor als die amerikanische. Dadurch wird der Block öfter in den Kaliberecken Kol.1

Kal.2

Kai. 3

K aU

Kal.5

Kal.6 -J

JN -

_J N

LJ

LJ

1

LJ

Brammenbahn u LJ

-

I—

LB

L

a) deutsche Kalibrierung Kal.2

Kai. 3

U N

KaU

LJ N

Kal.l

Kal.5

L1 —.

S

\

-

Kal.6

LJ

LB L

b) amerikanische Kalibrierung

Bild 51a und b Blockstraßenkalibrierung

gehalten (Bild 52) und ein sicheres Walzen erreicht. Die größere Anzahl der Kaliber läßt weniger Platz für die Brammenbahn bei gegebener Ballenlänge.

Bild 52 Schema: Festhalten des Blockes in den Kaliberecken

Bei der amerikanischen Kalibrierung (Bild 51b) werden die ersten Stiche auf der Brammenbahn gewalzt. Durch die geringere Anzahl von Kaliberwalzungen

"I

60

Grundbegriffe des Walzenkalibrierens

kann es zur Ausbildung parallelogrammartiger Querschnitte kommen (Bild 53). Das wiederum kann bei nachfolgenden Stichen in Kaliberecken zu Einwalzungen fuhren. Der Vorteil der amerikanischen Kalibrierung liegt darin, daß eine breitere Brammenbahn möglich ist und schwerere Blöcke angestochen werden können.

Bild 53 Schema: Schieflaufen eines Blockes auf einer Flachbahn

4.2. Kalibrierung von Halbzeugstraßen In Halbzeugstraßen werden häufig Kaliber benutzt, die sich aus geradliniger Flächenbegrenzung zusammensetzen wie z. B. offene Kastenkaliber ähnlich der Blockstraßenkalibrierung in den ersten Stichen und anschließend eine Kaliberreihe Quadrat-Raute-Quadrat (Bild 54). Der Vorteil der Quadrat-Raute-Quadratkalibrierung liegt in der schonenderen Behandlung des Walzgutes. Es werden Vertiefungen, die vom Verputzen herrühren können, an der Oberfläche beseitigt, und das Walzgut erfahrt eine allseitige Abnahme, was eine bessere Durchknetung des Materials bewirkt. Bei Sonderstählen wird häufig eine reine Rautenkalibrierung zum Vorwalzen von Knüppeln bevorzugt, da man sich durch die Wahl geeigneter Spitzwinkel besser der Eigenart des Werkstoffes anpassen kann. Bei der gemischten Kaliberreihe Quadrat-Raute-Quadrat ist die Streckung beim Übergang von Quadratkalibern zum Rautenkaliber um ca. 10 % höher zu wählen als von Raute zu Quadrat. Eine gleich große oder gar umgekehrt kalibrierte Abnahme von Quadrat-Raute und Raute-Quadrat fuhrt zum Leergehen, d. h. zu ungenügendem Füllen der Raute, die sich im Quadrat nicht stramm führt und daher Neigung zum Drallen zeigt. Aufgrund zahlreicher ausgeführter Kalibrierungen hat O. Emicke eine zahlenmäßige Beziehung zwischen Spitzenwinkeln der Raute und der prozentualen Abnahme für Fluß- und Sonderstahl gefunden, die in nachstehenden Tafeln wiedergegeben wird.

61

Die Kalibrierung von Halbzeugstraßen

1

_

—

y

6

\ 138

Bild 54 Walzung von 55, 70 und 90 Quadrat aus einem Block von 150 Quadrat Tafel 1 Spitzenwinkel

und Abnahmen

der Rautenkaliber

für

Flußstahl

Spitzenwinkel der

Querschnittsabnahme in %

Raute in Grad

von - bis

100

14 - 24

19

110

19 - 24

21,5

117 - 120 128 und darüber

19 - 28

23,5

26 - 32

29

im Mittel

62

Grundbegriffe des Walzenkalibrierens

Die unteren Werte der Querschnittsabnahmen gelten im allgemeinen für die Stichfolge Raute-Quadrat, die oberen für die Stichfolge Quadrat-Raute, die Mittelwerte für aufeinanderfolgende Rauten. In Tafel 2 sind Anhaltszahlen zur Berechnung des Rautenkalibers für Sonderstähle zusammengefaßt. Tafel 2 Seitenlänge d. Rautenkalibers in mm

Scheitelwinkel in Grad

A) für Knüppelwalzen 125 - 80 80 - 60 60 - 40

von

Querschnittsabnahme in %

Verwendungszweck

18 - 20 16 - 18 1 4 - 16

Für alle Arten von Sonderstählen

Blockstraßen

98 - 100 bis 105 i. Mittel 100

B )für Vorwalzen von Mittel- und

Feinstraßen

65 - 40 40 - 30

98 - 100

2 0 - 25 2 2 - 26

30 - 20 20

100 - 102

18 - 21 15 - 18

Für mittelharte Werkzeugstähle und weiche Sonderstähle

4.3. Kalibrierung von Feinstahl- und Drahtstraßen In Feinstahl- und Drahtstraßen, deren Programm in den Abmessungen häufig wechselt, hat der Kalibreur die Anordnung und Zahl der Walzgerüste so festzulegen, daß die verschiedenen Endquerschnitte ohne große Umbauten mit einer geeigneten Kalibrierung gewalzt werden können. Die Feinstahl- und Drahtstraßen unterteilt man in eine Vor-, Zwischen- und Fertigstraße. Beim Drahtwalzen wird in der Vorstraße im allgemeinen die bereits besprochene Quadrat-Raute-Quadratkalibrierung vorgesehen. In der Zwischenstraße soll vor allem mit großen Querschnittsabnahmen gewalzt werden. Dafür eignet sich am besten die Quadrat-Oval-Quadratkalibrierung (Bild 55). Allgemein gilt, daß Ovalkaliber erst ab 50 mm verwendet werden sollen. Die Querschnittsabnahme vom Oval zum Quadrat beträgt normalerweise ca. 50 — 80 % der Abnahme vom Quadrat zum Oval. Zur schnellen Berechnung der Kaliberreihe Quadrat-Oval-Quadrat wurden von O. Emicke Nomogramme aufgestellt. In Tafel 3 werden mögliche Abnahmen für die Streck-Kaliberreihe QuadratOval-Quadrat für verschiedene Werkstoffe angegeben.

Die Kalibrierung von Feinstahl- und Drahtstraßen

63

SJ¿

Bild 55 Quadrat - Oval Kaliberreihe

Tafel 3 Werkstoff

gültig für Quadrate von/bis mm Seitenlänge

Querschnittsabnahme in % vom Quadrat vom Oval zum Oval zum Quadrat

Hartstahl mittelharter Sonderstahl Flußstahl NE-Metalle

5 5 5 6

33 - 38 35 - 44,5 25 - 55 10-45

-50 -50 -80 -55

bis bis 15 5

15 20 - 30 - 22,5

In der Fertigstraße kommt es vor allem auf eine möglichst vollkommene Formung des Walzgutes mit den verlangten Abmessungen an. Während in offenen Straßen die Oval-Quadrat-(Schlichtoval-Fertigrund)-Kalibrierung mit geringeren Abnahmen beibehalten wird (Quadratstäbe lassen sich besser umführen), verwendet man in kontinuierlichen Drahtstraßen in der Fertigstrecke meist die Falschrund-Oval-Falschrund-(Schlichtoval-Fertigrund)-Kalibrierung (Bild 56) Neuerdings wurde in einem Drahtstraßen-Fertigblock die Kaliberreihe Oval-Oval vorgesehen. Die Ovale werden dabei vom Walzgut nicht ganz ausgefüllt. Dadurch wird eine unterschiedliche Breitung, bedingt durch verschiedene Walzgutqualitä-

64

Grundbegriffe des Walzenkalibrierens

Bild 56 Falschrund - Oval Kaliberreihe

ten und durch Schwankungen im Einlaufquerschnitt oder in der Temperatur, ohne Nachstellen der Walzen ausgeglichen. Auf die Besprechung der Kalibrierung von Profilen wird hier nicht eingegangen, da allgemein verbindliche Regeln nicht existieren. Diese Kalibrierungen werden heute in den meisten Fällen von der persönlichen Erfahrung und dem Gefühl des jeweiligen Kalibreurs erstellt. Die Versuche und Berechnungen, allgemeingültige Richtlinien aufzustellen, wurden zwar in den letzten Jahren besonders gefördert, haben jedoch noch zu keiner einheitlichen Betrachtungsweise gefuhrt.

5. Das Walzgerüst

5.1. Walzenständer Ganz allgemein versteht man unter einem Walzenständer ein rahmenartiges Gußstück, dessen Öffnung Fenster genannt wird. Zwei Walzenständer, in deren Fenster die Walzen in geeigneter Weise gelagert werden, bilden das Walzgerüst. Die Walzenständer müssen die gesamte Walzkraft aufnehmen, die über Lager und Anstellung übertragen wird. Die heute übliche Ständerbauart ist ein geschlossener rechteckiger Stahlgußrahmen (Bild 57). Wenn man an das Walzgerüst keine Rahmenartiges - K Gußstück

Fenster

Bild 57 Geschlossener Walzenständer

großen Anforderungen an Festigkeit und Steifigkeit stellt, baut man auch sogenannte offene Ständer (Bild 58). Bei offenen Ständern kann das obere Querhaupt, die Kappe, abgenommen werden (Kappenständer). Diese Ständerbauart ermöglicht einen Walzenwechsel von oben.

rK"

Bild 58 Offener Walzenständer

5.2. Walzenlager Die Lager in einem Walzwerk müssen gegenüber normalen Maschinenlagern besonders hohen Anforderungen genügen. Im allgemeinen verwendet man drei Arten der Walzenlagerung.

66

Das Walzgerüst

5.2.1. Gleitlager Gleitlager (Bild 59) bestehen im Prinzip aus einfachen Schalen aus Bronze oder Kunstharz, in denen der Walzenzapfen läuft. Sie werden mit Wasser und Fettzusatz geschmiert. Anschaffungs- und Wartungskosten sind sehr gering. Gleitlager haben jedoch eine relativ kurze Lebensdauer und können den heutigen Toleranzanforderungen an das Walzprodukt kaum noch gerecht werden.

Bild 59 Gleitlager

5.2.2. Wälzlager Im allgemeinen bestehen diese Lager aus 2 Laufringen, einem Satz von Rollkörpern und einem Rollenkäfig. Der Käfig hat die Aufgabe die einzelnen Rollen in einem bestimmten Abstand von einander zu halten und dadurch eine Berührung auszuschließen. Die Ausbildungsformen der Rollkörper sind sehr unterschiedlich und vielfältig. Im Walzwerk gebräuchlichste Lagerbauarten sind: Zylinder-, Kegel- und Pendelrollenlager (Bilder 60 bis 63). Die Wahl der verschiedenen Rollkörperformen wird meist bestimmt durch spezifisch wirkende Belastungsarten. In einem Walzgerüst müssen die Lager grundsätzlich sowohl radiale als auch axiale Kräfte aufnehmen. Die axialen Kräfte sind dabei geringer. Ihre Größe hängt von der spezifischen Art des Walzwerkes ab. Folgende Erfahrungswerte können zugrunde gelegt werden: Duobandwalzwerke Quartobandwalzwerke Kaliberwalzwerke mit symmetrischen Kalibern Kaliberwalzwerke mit unsymmetrischen Kalibern

1 % der Walzkraft 2 % der Walzkraft 5 % der Walzkraft 10 - 20 % der Walzkraft

Werden Rollenlager eingesetzt, die keine Axialkräfte aufnehmen können, müssen zusätzliche Axiallager angeordnet werden. Dies ist z. B. bei Zylinderrollenlagern der Fall. Kegel- und Pendelrollenlager können jedoch beide Kraft-

Walzenlager

67

Bild 60 Zylinderrollenlager

Festlagerseite

Loslagerseite

Bild 61 Walzenlagerung eines Duo-Block-Brammengerüstes

Bild 62 Kegelrollenlager

68

Das Walzgerüst

Bild 63 Pendelrollenlager

richtungen gleichzeitig aufnehmen. Das Pendelrollenlager paßt sich außerdem den unterschiedlichen Neigungen des Walzenzapfens besser an, wie sie bei den Durchbiegungen der Walzen auftreten. Die Schmierung solcher Lager erfolgt durch Fett, Öl oder Ölnebel. Bei der Ölnebel-Schmierung wird das Öl mittels Düsen in Nebelform in die Lager gesprüht. Die Wälzlager besitzen bei guter Wartung eine recht hohe Lebensdauer, wenn für die auftretenden Belastungsarten die richtige Wahl getroffen wird. Nachfolgend seien einige Anhaltszahlen für die durchschnittliche Lebensdauer von Wälzlagern angegeben: Block- und Knüppelstraßen Grobblechstraßen Warmbreitbandstraßen Kaltb reitb andstraßen Feinstahl- und Drahtstraßen

5 Jahre 2 - 4 Jahre (Stützwalzen) 2 — 6 Jahre (Arbeitswalzen) 1 - 3 Jahre (Arbeitswalzen) 2 Jahre

5.2.3. Ölflutlager Im Prinzip gleicht das Ölflutlager dem obenbeschriebenen Gleitlager. Im Gegensatz zu dem einfachen Gleitlager wird hier jedoch unter hohem Druck zwischen dem umlaufenden Walzenzapfen und der Lagerschale ein dünner Ölfilm aufgebaut, der eine Berührung von Metall-Zapfen und Metall-Lager verhindert. Während diese Beschreibung der Wirkweise des Lagers recht einfach klingt, beinhaltet die betriebssichere Ausführung einen hohen Grad von konstruktiver Ingenieurleistung. Es muß sowohl die sichere Abdichtung des Drucksystems nach außen erreicht, wie auch die Gleichmäßigkeit (Dicke) des Ölfilms angestrebt werden, der von der Geschwindigkeit des drehenden Walzenzapfens beeinflußt wird. (Gefahr von Toleranzabweichungen des Walzgutes bei unterschiedlicher Dicke des Ölfilms) Die Entwicklung dieser Lager ist noch in stetigem Fluß. Ein Ausführungsbeispiel zeigt Bild 64. Diese Bauart wird vorwiegend als Stützwalzenlager in Warm- und Kaltbreitbandwalzwerken verwendet.

Einbaustücke

69

MORGOIL-LAGER MIT SCHNELLWECHSELEINRICHTUNG FESTLAGERSEITE

Bild 64 Ölflutlager

5.3. Einbaustücke Alle Walzenlager ruhen in sogenannten Einbaustücken (Bild 65), die bei Wälzlagern und Ölflutlagern einteilig ausgeführt sind, während sie bei Gleitlagern oft

Bild 65 Einbaustücke

UNTERES

EINBAUSTÜCK

70

Das Walzgerüst

geteilt sind. Von den Einbaustücken werden die beim Walzen auftretenden Axialkräfte über Halteleisten (Bild 66) auf den Walzenständer übertragen.

Bild 66 Halteleisten

5.4. Die Walzen Im Walzgerüst wird die eigentliche Verformungsarbeit von den Walzen geleistet. Bild 67 zeigt am Beispiel einer Blockwalze die im allgemeinen für jede Walze charakteristischen Bereiche:

Bild 67 Schema einer Blockwalze

71

Die Walzen

a) den Walzballen, der mit dem Walzgut in Berührung steht, b) die Lagerzapfen, die die Walzkraft über die Lager auf den Ständer übertragen, c) die Kupplungsstutzen, Treffer genannt, die die Verbindung mit der Antriebswelle ermöglichen. Grundsätzlich unterscheidet man Stahl- und Gußeisenwalzen. Die jeweilige Wahl der Walzenart ist durch die verschiedensten Faktoren und örtlichen Erfahrungen bedingt. Stahlwalzen können in zwei Gruppen unterteilt werden: Schmiedestahl- und Stahlgußwalzen. Gewünschte Eigenschaften der Walzen können dabei erzielt werden durch unterschiedliche Kohlenstoffgehalte, Härtung und Vergütung oder auch durch Legierungszusätze. Bevorzugte Legierungselemente sind Chrom, Molybdän, Nickel und Vanadium. Bild 68 zeigt den Stammbaum der heute gebräuchlichen Walzen, für die nachfolgend Beispiele der Einsatzmöglichkeiten aufgeführt sind. Die Anwendungsgebiete können sich dabei durchaus überschneiden. Gebräuchliche Einsatzmöglichkeiten: (1) Block-Brammenwalzwerke - Stützwalzen in Grobblechwalzwerken (2) Vorgerüste in Profilwalzwerken - Warmwalzwerke für Aluminium und Aluminiumlegierungen - Stützwalzen in Warm- und Kaltwalzwerken (3)

Arbeits- und Stützwalzen in Vielrollenwalzwerken

(4)

Block-Brammenwalzwerke

(5)

Block-Brammenwalzwerke — Arbeits- und Stützwalzen in Warmwalzwerken (Grobblech, Mittelblech, Warmbreitband) — Vor- und Zwischengerüste für alle Profilwalzwerke einschließlich Feinstahlwalzwerke

(6)

Pilgerwalzwerke — Fertiggerüste für Stabstahl- und Feinstahlwalzwerke — Zwischengerüste in Drahtwalzwerken

(7)

Arbeitswalzen für Grob-, Mittel- und Feinblechwalzwerke — Vor- und Fertiggerüste für mittlere und kleine Profilwalzwerke — Flachstahl- und Drahtwalzwerke — Arbeitswalzen in Warm- und Kaltbandwalzwerken

(8)

Fertiggerüste für kleine Profil- und Drahtwalzwerke - Arbeitswalzen in Warm- und Kaltbandwalzwerken

(9a) Vor- und Fertiggerüste für große Profil-, Knüppel-, Schienen- und Platinenwalzwerke — Arbeitswalzen in Warmbandwalzwerken

Anstellung und Ausbalancierung

73

(9b) Vor-, Zwischen- und Fertiggerüste für Knüppel-, Platinen-, Stabstahl- und kleine Profilwalzwerke — Vor- und Zwischengerüste für Drahtwalzwerke Arbeitswalzen in Grob-, Mittel- und Feinblechwalzwerken (10) Arbeits- und Stützwalzen in Warmbandwalzwerken - Fertiggerüste für Feinstahlwalzwerke - Dressierwalzwerke (11) Knüppel-, Stabstahl- und Platinenwalzwerke (12) Fertiggerüste in Knüppel-, Platinen- und Profilwalzwerken - Vor- und Zwischengerüste in Draht- und Feinstahlwalzwerken - Arbeitswalzen in Grob- und Mittelblechwalzwerken - Feinblechwalzwerke Als Faustregel kann folgendes gelten: Bei nicht kalibrierten Walzen soll eine hohe Oberflächenhärte schnellen Verschleiß verhindern, und ein zäher Kern soll Biegebeanspruchungen aufnehmen können. Bei Kaliberwalzen, insbesondere mit tiefen Einschnitten, soll eine gleichmäßige Beschaffenheit über den Walzenquerschnitt den Verschleiß in Grenzen halten, ohne die Zähigkeit allzusehr herabzusetzen. Es gilt also in jedem Fall, unter Beachtung des Verwendungszweckes das wirtschaftliche und technische Optimum zu finden zwischen Festigkeit, Zähigkeit und Verschleiß.

5.5. Anstellung und Ausbalancierung 5.5.1. Anstellung Unter Anstellung eines Walzgerüstes versteht man das Heben bzw. Senken der in den Walzenständern eingebauten Walzen. Ein Einstellen der Walzen wird notwendig, a) wenn der Abstand der Walzen nach jedem Stich verändert werden muß, b) wenn es während des Walzens durch Verschleiß oder andere Einflüsse zu Abweichungen in den Abmessungen des Fertigproduktes kommt, c) bei abgedrehten Walzen. Je nach Bauart und Arbeitsweise eines Walzgerüstes wird die Anstellung unterschiedlich ausgeführt. Bei Duo- und Quarto-Walzgerüsten verstellt man normalerweise nur die Oberwalze, während die Unterwalze festgelagert ist. Es muß jedoch eine Möglichkeit vorgesehen werden, bei abgedrehten Walzen den Walzspalt in gleicher Höhe zu halten. Dies geschieht durch Keile über eine schiefe Ebene oder nur durch Unterlegen von Platten, z. B. zwischen Einbaustück und Ständerquerhaupt.

74

Das Walzgerüst

Das Anstellen der Oberwalze erfolgt im allgemeinen durch 2 Druckschrauben mit Sägengewinde, die senkrecht durch die oberen Querhaupte der Walzenständer geführt werden. Die Druckschrauben stützen sich dabei gegen die in den Ständern befindlichen Druckmuttern ab (Bild 69). Zur Schmierung dient normalerweise Fett.

Bei kleinen Walzgerüsten verstellt man die Druckschrauben von Hand über Schneckentrieb und Kegelräder. Eine Kupplung zwischen der beide Anstellungen verbindenden Welle ermöglicht es, jede Walzenseite getrennt anzustellen. Bei schweren Walzgerüsten und hohen Anstellgeschwindigkeiten werden die Druckschrauben durch Elektromotore über Umlenkgetriebe bewegt. Die jeweilige Position der Oberwalze wird durch eine von den Umlenkgetrieben gesteuerte Anzeigevorrichtung unmittelbar angegeben.

Anstellung und Ausbalancierung

75

In neuer Zeit denkt man daran, die Druckspindeln statt elektrisch mit Hydromotoren zu betätigen. Diese Motoren würden u. a. den Vorteil kleiner Massen und entsprechender Billigkeit besitzen. Eine andere Art der Anstellung besteht heute darin, daß keine Druckspindeln mehr benutzt werden, sondern Walzspalteinstellung und Walzkraft durch schnellarbeitende Hydraulikzylinder (Bild 70) bewirkt werden. Vorteile dieser Anstellung ergeben sich besonders dann, wenn man geringe Toleranzen nur durch schnelles Verstellen der Walzen während des Stiches erhalten kann.

Bild 70 Walzenanstellung mit Hydraulikzylinder

5.5.2. Ausbalancierung Ohne eine besondere Vorrichtung würden Ober- und Unterwalze, wenn kein Walzgut verarbeitet wird, aufeinanderliegen. Bei einem Anstich würde die Oberwalze mit den Einbaustücken stoßartig gegen die Druckschrauben bewegt. Nach dem Durchlauf des Walzgutes dagegen würden die Walzen schlagartig aufeinanderfallen. Beide Vorgänge würden, wenn nicht sofort, so doch in kurzer Zeit Walzen und andere Konstruktionselemente zerstören. Zur Vermeidung dieser Gefahr wird an den Walzgerüsten eine besondere Konstruktion, die sogenannte Ausbalancierung, vorgesehen. Sie hat die Aufgabe, den oberen Walzeneinbausatz durch Gewichtsausgleich bei jeder Einstellung leicht gegen die Anstellelemente anzulegen. Im Falle einer hydraulischen Anstellung von unten bewirkt die Ausbalancierung das ständige Anliegen der oberen Einbaustücke am oberen Querhaupt des Walzenständers. Vorwiegend baut man heute hydraulische Ausbalancierungen; bei älteren oder leichten Walzgerüsten mit kleinen Anstellwegen erfolgt die Ausbalancierung durch Federn. Die Bilder 70 und 71 zeigen zwei hydraulische Ausbalancierungen. In Bild 70 drücken die Zylinder der Ausbalancierung den

Das Walzgerüst

76

oberen Walzensatz an das Querhaupt des Ständers. In Bild 71 bewirkt die Ausbalancierung das Anlegen des Oberwalzensatzes gegen die Druckspindeln.

Bild 71 Schema: Hydraulische Ausbalancierung

5.6. Walzarmaturen, Dralleinrichtungen und Umführungen 5.6.1. Walzarmaturen Unter Walzarmaturen versteht man Führungen und Abstreifer, die dort, wo es notwendig ist, dazu dienen, das Walzgut sicher in die Walzen einzuführen und nach dem Stich ebenso sicher wieder auszufuhren. Man unterscheidet daher zwischen Eintritts- und Austrittsführungen. Ihre Befestigung erfolgt durch kräftige Schrauben oder Keile auf dem sogenannten Walzbalken. Der Walzbalken (Bild 72) wird entweder an der Innenseite der Walzenständer in senkrecht laufenden Nuten durch Keile oder an der Stirnseite der Ständer durch Schrauben befestigt, wobei die Höhe einstellbar sein muß. Bevorzugte Anwendung finden die Walzarmaturen in Profil-, Feineisen- und Drahtstraßen. Wenn es auf keine genaue seitliche Führung ankommt, verwendet man einfache Führungskästen, die der Form des Walzstabes angepaßt sind. Walzstäbe, die sehr genau geführt werden müssen, um ein Verdrehen beim Einstich zu vermeiden (z. B. Ovale), werden durch geschlossene Führungskästen mit einstellbaren Backen eingeführt. Die Innenform der Backen ist genau der Form des Profils angepaßt. Die Armaturen zum Ausführen des Walzgutes bestehen meist

Walzarmaturen, Dralleinrichtungen und Umführungen

77

Bild 72 Walzarmaturen für das Walzen von Rundeisen

aus einfachen seitlichen Führungen und dazwischenliegenden Abstreifern (früher auch Hunde genannt), die lose auf dem Walzbalken liegen und auf der Walze schleifen (Bild 72). In modernen Draht- und Feineisenstraßen werden heute häufig Rollenfuhrungskästen verwendet, um das Walzgut schonend in die Kaliber einzuführen. Bild 73a u. b zeigt einen Rollenführungskasten.

Bild 73 Rollenführungskasten

78

Das Walzgerüst

Bild 74 zeigt die einfachste Form eines Abstreifers. Die Abstreifer (Hunde) haben hierbei die Aufgabe, bei der Bandwalzung zu verhindern, daß das austretende Walzgut von den Walzen nach oben oder unten mitgenommen wird (Oberdruck, Unterdruck, Kleben) und zu Beschädigungen im Walzgerüst führt. Bei schnellaufenden Bandstraßen mit der heute angestrebten Automatisierung des Ein- und Ausfädelvorganges werden für die Führungen hochentwickelte Konstruktionen eingesetzt.

Bild 74 Bandein- und -ausfuhrung

5.6.2. Dralleinrichtungen Beim Walzen von Profilen auf Horizontalgerüsten muß das Walzgut, um eine gleichmäßige Stauchung zu erfahren, zwischen den einzelnen Gerüsten gedreht werden. Dieses Drehen wird mit Drallen bezeichnet und erfolgt meist um einen Winkel von 90°. Hierzu dient die sogenannte Dralleinrichtung. Diese besteht aus zwei umlaufenden, nichtangetriebenen Rollen mit dem Profil entsprechend geformter Mantelfläche (Bild 75). Durch die kegelige Ausführung der Rollen kann ein bestimmter Winkel der Profilachse gegenüber den Walzenachsen erzielt werden. Der zu wählende Winkel ist dabei abhängig von der Entfernung der Drallrollen von den beiden Walzgerüsten. Es wird angestrebt, die Drallrollen möglichst nahe an der Auslaufseite des Gerüstes anzuordnen. Bei Feineisen- und Drahtstraßen wird die Dralleinrichtung deshalb direkt an die Ausführarmatur gebaut (Bild 75). Bei Knüppelstraßen ist dies nicht möglich, und es werden sogenannte Drallgerüste eingesetzt. 5.6.3. Umführungen An Feineisen- und Drahtstraßen nimmt das Walzgut nach einigen Stichen sehr große Längen an. Bei geradlinigem Auslauf aus dem Gerüst würde großer Platzbedarf an Hallenlänge benötigt. Ferner wäre die Ausnutzung mehrerer Walzgerüste, die die Verformung tragen, dann sehr unwirtschaftlich. Aus diesem

Walzarmaturen, Dralleinrichtungen und Umführungen

79

PROFI LACHSE

Bild 75 Drallausführung

Grunde wird der aus einem Gerüst austretende Walzstrang (früher mit Hand) durch sogenannte Umfuhrungen bogenförmig sofort ins nächste Gerüst oder Kaliber geleitet (Bild 76), so daß der gleiche Strang gleichzeitig in zwei oder mehreren Gerüsten gewalzt werden kann. Die Umführungen bestehen aus Stahlblechen oder aufgeschnittenen Stahlrohren, die mit geeigneter Rundung die Umlenkung bewirken. Ihre Form wird so gestaltet, daß der Draht, nachdem er umgelenkt und vom nächsten Gerüst (Kaliber) erfaßt wurde, aufgrund der

80

Das Walzgerüst

zwischen beiden Gerüsten bestehenden Geschwindigkeitsdifferenzen aus der Umführung austreten und eine geschwindigkeitsausgleichende Schlinge bilden kann. Diese Schlingen können so groß werden, daß sie unnötigen Platz verlangen

Bild 77 Mechanische Umführungen an einer Kupferdrahtstraße (KRUPP)

Antriebselemente

81

würden. Man leitet sie dann auf nach unten geneigten Stahlplatten unter Hüttenflur. Diese Einrichtung bezeichnet man mit Tieflauf. Die Tiefläufe haben meist eine Neigung von 1:10. Bild 77 zeigt mechanische Umfiihrungen und Tiefläufe bzw. Schiingenkanäle.

5.7. Antriebselemente Der Antrieb der Walzwerke erfolgt heute im allgemeinen durch Gleichstrommotore, deren stufenlose Drehzahlregelung durch Leonardschaltung oder Gleichrichter gegeben ist. Wenn die Forderung nach einer differenzierten Geschwindigkeitsregelung nicht gegeben ist, finden auch Drehstrommotore heute noch Verwendung. Sie sind in der Anschaffung erheblich billiger. Der Motor gibt das für den Walzprozeß notwendige Drehmoment über Kupplung und Spindeln direkt oder über nachgeschaltete Getriebe ab. Solche Getriebe können das vom Motor abgegebene Drehmoment auf zwei Spindeln (Oberund Unterwalze) verteilen und einen sicheren Gleichlauf der Walzen gewährleisten. Man nennt sie in der Walzwerkerei Kammwalzgerüste. Andere Getriebe haben die Aufgabe, die Drehzahl des Motors zu unter- oder übersetzen. Die Verwendung solcher Getriebe kann zu Kostenersparnissen führen, z. B. a) mehrere hintereinander angeordnete Gerüste (Konti-Anordnung) können von einem Motor angetrieben werden, b) bei Einzelantrieb an Kontistraßen kann für mehrere Walzgerüste die selbe Motorgröße verwendet werden, c) ganz allgemein gilt, daß der Preis eines Gleichstrommotors im wesentlichen durch sein Drehmoment bestimmt wird und nicht durch seine Leistung. Durch Übersetzungsgetriebe kann das Motormoment bei entsprechender Erhöhung der Grunddrehzahl verkleinert werden und so zu einer Verbilligung des Antriebes führen. Bei Verwendung eines Antriebs mit einem einzelnen Motor und einem Kammwalzgerüst sind die umlaufenden Massen relativ groß. Die Massenträgheit führt beim Anfahren und Abbremsen im Sinne der Produktion zu größeren Verlustzeiten. Dies gilt insbesondere für Umkehrwalzwerke, bei denen die Walzrichtung ständig wechselt. Die Gegebenheiten führten zunächst zu einem dem Kammwalzgerüst vorgeschalteten Doppelmotor (Auflösung eines großen Motors in zwei kleinere), wie Bild 78 zeigt. Ferner wurde der sogenannte Zwillingsantrieb oder „twin drive" entwickelt. Dies ist ein getrennter direkter Antrieb von Ober- und Unterwalze durch je einen Gleichstrommotor (Bild 79). Ein Kammwalzgerüst wird hierbei nicht mehr benötigt. Der Gleichlauf wird durch eine elektrische Regelung gesichert. Ein weiterer Vorteil dieses Antriebs besteht darin, daß durch entsprechende Ge-

82

Das Walzgerüst

schwindigkeitsdifferenz Ober- bzw. Unterdruck erzeugt werden kann. Ebenfalls können unterschiedlich abgenutzte (abgedrehte) Walzen Verwendung finden. Twin drive findet heute häufig Verwendung beim Antrieb von schweren Block-, Brammen- und Grobblechstraßen sowie bei Tandemstraßen für die Feinblecherzeugung. Zur Übertragung der Drehmomente auf die Walzen werden heute im allgemeinen sogenannte Gelenkspindeln verwendet. Der Spindelkopf ist dabei als UniversalGelenk ausgebildet, das einen Winkel zwischen Walzenachse und Spindel von max. 8° zuläßt. Bewegliche Gelenksteine übertragen hierbei die Kräfte in den unterschiedlichen Neigungen. Bei stets gleichem Prinzip gibt es die unterschiedlichsten Ausführungen. Die Auslegung der Spindelköpfe muß stets so beschaffen

Antriebselemente

83

Bild 80 Gelenkspindelkopf mit Steg

Bild 81 Spindellagerstuhl mit Ausbalancierung über Pufferfedern

84

Das Walzgerüst

sein, daß bei zusammengefahrenen Walzen unter Beachtung der im Laufe der Betriebszeit erfolgenden Abdrehung der Walzen die Spindelköpfe sich frei drehen können. Dies bereitet dann oft Schwierigkeiten, wenn bei kleinen Walzendurchmessern große Drehmomente übertragen werden müssen. Eine besondere Form hat der Spindelkopf «ach Bild 80, in dem ein geschlossener Rahmen bei geringen Ausmaßen eine hohe Drehmomentübertragung zuläßt. Zur Vermeidung einer zusätzlichen Belastung der Anstellung auf der Antriebsseite werden die Spindeln in sogenannten Spindelstühlen gelagert. Dies sind Vorrichtungen, welche das eigene Gewicht der Spindeln bei jeder durch die Anstellung bestimmten Lage aufnehmen bzw. ausbalancieren. Diese Ausbalancierung wird bei Walzgerüsten mit relativ großen Anstellwegen vorwiegend hydraulisch vorgenommen (Bild 79), während sie bei kleinen Anstellwegen über eine federnde A-ufhängung (Bild 81) erfolgt.

5.8. Sohlplatten und Fundamente Das eigentliche Walzgerüst, Spindelstühle und oft auch das Kammwalzgerüst werden auf sogenannte Sohlplatten (Bild 82) aus Grau- oder Stahlguß montiert, die in das Fundament eingelassen bzw. vergossen werden. Hierbei kann durch axiales Verschieben in Führungsnuten eine Ausrichtung der einzelnen Aggregate erfolgen. Eine große Fundamentöffnung zwischen den Sohlplatten erlaubt das Ablaufen des Kühlwassers und des Walzenzunders. Das Walzgerüst wird mit seinen Flächen am Fuß auf die Sohlplatten aufgesetzt und zentriert. Die Befestigung erfolgt durch feste Hammerkopfschrauben, durch Schrumpfen oder neuerdings auch hydraulisch. Die Fundamente bestehen aus Eisenbeton. Grundsätzlich ist beim Bau der Fundamente darauf zu achten, daß diese auf tragfähigem (gewachsenem) Baugrund liegen. Ist das nicht der Fall, d. h. eine minimale Tragfähigkeit des Grundes von 1,5 kp/cm 2 nicht vorhanden, muß mit Betonpfählen gegründet oder eine Betonwanne gebaut werden, die dann größere Abmessungen als das übliche Fundament besitzt. Unter den Walzgerüsten und den Arbeitsrollgängen sind im Fundament Kanäle vorzusehen, in denen Sinterwagen zur Aufnahme des Walzzunders laufen können (Bild 78 und 79). Vielfach wird jedoch der Sinter mit dem Kühl- oder Preßwasser der Walzenstraße durch schräge Kanäle in ein großes Becken gespült, dessen Entleerung mittels Greiferkorb oder auch durch transportable Sinterkübel erfolgt.

5.9. Gebräuchliche Bauarten von Walzgerüsten Im Laufe der Entwicklung kam es zu Konstruktionen von Walzgerüsten mannigfaltiger Art. Bestimmende Größen waren dabei geforderte Leistung, Qualität des

Gebräuchliche Bauarten von Walzgeriisten

85

Walzgutes, Toleranzanforderungen, spezifischer Einsatzzweck, Walzenwerkstoffe, Investitionskosten usw. Aus der Vielfalt dieser Bauarten seien nachfolgend die wichtigsten heute im Einsatz befindlichen Walzgerüste im Schema gezeigt und nach Anzahl der in einem Aus der Vielfalt dieser Bauarten seien nachfolgend die wichtigsten heute im Einsatz befindlichen Walzgerüste im Schema gezeigt und nach Anzahl der in einem Gerüst laufenden Walzen eingeteilt. Ihr hauptsächliches Anwendungsgebiet ist stichwortartig angeführt (Bild 83).

Das Walzgerüst

86

ANORDNUNG DER WALZEN

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BEZEICHNUNG

ZWEIWALZENGERÜST DUO

ANWENDUNG

ZUM WARMWALZEN VON BLÖKKEN, BRAMMEN, BLECHEN, BÄNDERN, T R Ä G E R N , SCHIENEN, HALBZEUG, FEINEISEN UND D R A H T UND ZUM KALTWALTEN VON BÄNDERN UND BLECHEN

DREIWALZENGERÜST TRIO

ZUM WARMWALZEN VON SCHIENEN, T R Ä G E R N , K L E I N E N BLÖCKEN U. BLECHEN

VIERWALZENGERÜST QUARTO

ZUM WARM- UND KALTWALZEN VON BÄNDERN UND BLECHEN

SECHSWALZENGERÜST

ZUM K A L T W A L Z E N VON BÄNDERN UND BLECHEN

ZWANZIGWALZENGERÜST

ZUM K A L T W A L Z E N VON BÄNDERN UND BLECHEN, VON HOCHFESTEN S T Ä H L E N UND L E G I E R U N G E N

PLANETENWALZWERK

ZUM WARMWALZEN VON BÄNDERN

Bild 83 Gebräuchliche Bauarten von Walzgerüsten

6. Hilfseinrichtungen und Adjustagemaschinen

6.1. Transporteinrichtungen 6.1.1. Rollgänge Unter einem Rollgang versteht man ganz allgemein eine mit angetriebenen Rollen versehene Bahn, auf der das Walzgut bewegt wird. Man unterscheidet grundsätzlich zwischen Arbeits- und Transportrollgang. Der Arbeitsrollgang wird ausschließlich in unmittelbarer Nähe der Walzenstraßen direkt vor und hinter dem Walzgerüst verwendet. Er hat dabei abwechselnd die Aufgabe, das Walzgut den Walzen zuzuführen und nach dem Stich aufzunehmen. Transportrollgänge hingegen dienen dem Antransport des Walzgutes vom Ofen zur Walzenstraße, dem Abtransport von der Walzenstraße zur Schere oder zur Weiterwalzung im nächsten Gerüst. Während die Arbeitsrollgänge zur Ausnutzung des gesamten Walzenballens etwas breiter als die Ballenlänge der Walzen ausgeführt werden, genügt bei den Transportrollgängen vielfach eine kleinere Breite. Die Arbeitsrollgänge werden meist aus vollem Stahl gearbeitet, um großen stoßartigen Belastungen standzuhalten, die das austretende Walzgut verursacht. Ferner werden bei schweren Straßen die ersten unmittelbar hinter dem Walzkerüst liegenden Arbeitsrollen noch zusätzlich federnd gelagert. Die Transportrollen werden im allgemeinen aus nahtlosen oder geschweißten Rohren hergestellt. Nur bei schweren Straßen findenauch hier massive Stahlrollen Verwendung. In die Mäntel der Hohlrollen werden Deckel eingeschweißt, welche gleichzeitig als Lagerzapfen ausgebildet sind (Bild 84). Die frühere Gleitlagerung der Rollen ist bei modernen Straßen völlig durch Wälzlager verdrängt worden.

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Bild 84 Schema einer Transportrolle (Hohlrolle)

Der Rollenabstand ergibt sich aus der Länge des kürzesten oder aber aus der zulässigen Durchbiegung des dünnsten zu transportierenden Walzgutes. Zwischen den Rollen befindet sich meist ein Plattenbelag. Dieser erlaubt ein Begehen des Rollganges und verhindert ein mögliches Einlaufen des Walzgutes zwischen die Rollen. Der Antrieb der Arbeitsrollen erfolgt entweder als Gruppenantrieb über Kegeloder Stirnräder oder als Einzelantrieb. Hierbei ist jeweils ein Motor mit einer Rolle direkt gekuppelt. Die Transportrollen werden im allgemeinen mit Einzel-

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

88

antrieb versehen. Der Motor wird dabei an das Lagergehäuse angeschraubt. Bild 85 zeigt eine Transportrolle mit einem Flanschmotor. Zwischen Motor und Rolle wird oft noch ein Getriebe vorgesehen. Bei ganz leichten Transportrollgängen wird auch der Gruppenantrieb mit Ketten verwendet.

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liimfl ^1 JIIIIII!. jjjj Bild 85 Transportrolle mit Flanschmotor

Um ein Rutschen zwischen Walzgut und Arbeitsrollgang (Verschleiß, Abrieb) zu vermeiden, sollen die Umfangsgeschwindigkeiten von Walze und Rollgangsrolle möglichst gleich sein. Die Transportrollgänge werden oft mit höheren Geschwindigkeiten gefahren, um das Walzgut schnell abzutransportieren. Eine Sonderform der Rollgänge stellen die sogenannten Hochläufe dar. Hierbei werden nach einem gewissen Abstand vom Walzgerüst die Rollgänge in Richtung Hallendach steigend gebaut. Hierdurch können bei langem Walzgut (Auswalzen von Halbzeug) unwirtschaftliche Hallenlängen vermieden werden.

6.1.2. Hebe-und Wipptische Hebe- und Wipptische haben die Aufgabe, das Walzgut beim Triogerüst nach dem Durchgang zwischen Unter- und Mittelwalze hochzuheben und zwischen Mittelund Oberwalze zum nächsten Stich einzuführen. Während ein Hebetisch parallel zur Ausgangslage gehoben wird, dreht sich ein Wipptisch um einen festen Punkt (Bilder 86 und 87). Der Transport des Walzgutes auf Wipp- und Hebetischen erfolgt entweder auf angetriebenen oder lose mitlaufenden Rollen. Angetriebene Rollen werden bei schwerem Walzgut verwendet.

Transporteinrichtungen

89

Der Antrieb erfolgt über Kegelräder, Stirnräder oder Ketten. Auch der Einzelantrieb durch Flanschmotoren ist heute gebräuchlich. Die Wipp- und Hebetische werden meistens über ein Schneckenradgetriebe mit Kurbelschwinge oder hydraulisch bewegt. Um die Hubarbeit zu erleichtern, werden die Tische mit Gegengewichten ausgerüstet. Da beide Tische immer gleichzeitig bewegt werden, wird im allgemeinen nur ein Tisch angetrieben und der zweite Tisch mit dem Antrieb des ersten Tisches durch Zug- bzw. Druckstangen gekoppelt. Bei Trio-Mitteleisenstraßen wird häufig aus Ersparnisgründen nur ein Wipptisch hinter der Straße angebracht. Man läßt den Walzstab nach dem Stich zwischen Ober- und Mittelwalze auf den Rollgang vor der Straße fallen, von wo dann der nächste Stich zwischen Unter- und Mittelwalze erfolgt.

6.1.3. Kant- und Verschiebevorrichtungen Kant- und Verschiebevorrichtungen haben die Aufgabe, erstens das Walzgut für das Stauchen (allseitige Verformung) zu kanten und zweitens das Walzgut quer zur Walzrichtung vor das nächste Kaliber zu transportieren. Beide Vorgänge können jeweils getrennt oder gleichzeitig ablaufen. In den Bildern 88 und 89 ist eine Kant- und eine Verschiebevorrichtung schematisch dargestellt. Bild 90 zeigt die Kant- und Verschiebevorrichtung einer Blockstraße. Das Kanten des Walzgutes erfolgt durch mehrere in den Kantwänden angeordnete Kanthebel, die durch einen Kurbelschwingantrieb mittels Elektromotor betätigt werden. Die Verschiebelineale werden durch eine Zahnstange mit Stirnradgetriebe unabhängig voneinander verschoben. In modernen Block-Brammenstraßen werden häufig vor und hinter der Straße Kant- und Verschiebevorrichtungen vorgesehen. Hierdurch wird ein einfacher Stichplan ermöglicht, bzw. können mehrere Walzstiche eingespart werden. Beim Walzen z. B. von Knüppeln in Rautenkalibern muß das Walzgut auf einer Kante laufend in das Kaliber einge-

90

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Bild 88 Verschiebevorrichtung

1 2 3 4 5 6 7

KANTHAKEN HEBEL WELLE HEBEL SCHUBSTANGE KURBEL MOTOR

Bild 89 Kantvorrichtung

Bild 90 Kant- und Verschiebevorrichtung einer Blockstraße

91

Transporteinrichtungen

führt werden. Dazu verwendet man heute fast ausschließlich Zangenkanter (Bild 91). Dieser besteht aus einer Zange, deren Arme elektro-mechanisch oder hydraulisch-mechanisch unabhängig voneinander bewegt und quer zur Walzrichtung verschoben werden können. Nach dem Kanten wird die Zange unter den Rollgang versenkt, um den Walzprozeß nicht zu stören.

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_-E3 UNTER F L U R KEINE L Ü C K E IM P L A T T E N BELAG

ARBEITSSTELLUNG GROSSE MAULWEITE

PARALLELES ZUGREIFEN. V Ö L L I G E DREHF R E I H E I T ÜBER DER ROLLENOBERKANTE

KANTWINKEL BIS 125° FEINFÜHLIGE H Y D R . STEUERUNG, REIBUNGSERHÖHUNG DURCH ANDRÜCKEN AUF R O L L E N MÖGLICH

Bild 91 Zangenkanter

Beim Walzen auf Trio-Straßen werden Kant- und Verschiebevorrichtungen auf den Wipptischen angeordnet. Bei kleinen Blockgewichten verwendet man sogenannte Kantwände (Bild 92). Diese werden aus Stahlguß hergestellt und sind so konstruiert, daß der aus dem Kaliber austretende Walzstab um 90° gedreht wird und sodann vor das nächste Kaliber fällt.

6.1.4. Blockdrücker Blockdrücker (Bild 93) sind Vorrichtungen, die das Walzgut kontinuierlich durch die Wärmeöfen bewegen. Die Brammen, Blöcke oder Knüppel werden im allgemeinen mittels eines Pratzenkranes auf einen Beschickungstisch an der Einstoßseite des Stoßofens gelegt und von dort mit dem Blockdrücker in den Stoßofen eingeschoben. Der Blockdrücker wird über Kurbel oder Zahnstangengetriebe elektrisch oder hydraulisch betätigt. Um den Ofen leer fahren oder auch bei halber Füllung bedienen zu können, werden die Blockdrückerstangen möglichst lang ausgeführt.

92

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Bild 92 Schema einer Kantwand

Büd 93 Blockdrücker

Transporteinrichtungen

93

6.1.5. Ein-und Ausstoßvorrichtungen Bei Walzgut mit kleinem Querschnitt und großer Länge — z. B. Knüppel — beschickt man die Walzwerksöfen häufig seitlich über einen Rollgang oder durch Treibrollen. Der Transport durch den Ofen erfolgt dagegen in bekannter Weise durch Blockdrücker. Das Austragen des Wärmegutes geschieht ebenfalls seitlich durch eine Ausstoßvorrichtung (Bild 94).

TREIBROLLEN

Bild 94 Knüppelausstoßmaschine

Durch das seitliche Ein- und Ausbringen des Walzgutes werden die großen mit beträchtlichen Wärmeverlusten verbundenen Ofentüren an den Stirnseiten des Ofens vermieden. Dies gilt vor allem bei sehr langem Wärmgut.

6.1.6. Blockkipper Da die im Tiefofen zum Temperaturausgleich eingesetzten Blöcke mit einem Stripperkran senkrecht aus dem Tiefofen gezogen und zum Zufuhrrollgang der Blockstraße transportiert werden, ist zum Auflegen des Blockes auf den Zufuhrrollgang ein sogenannter Blockkipper (Bild 95) notwendig, der den Block aus der Vertikalen in die Horizontale legt. Es ist dabei zweckmäßig, daß dieser nach beiden Seiten kippbar ist, um das Walzgut mit dem Fuß- oder Kopfende anstechen zu können. Im allgemeinen sind die Blockkipper stationär im Zufuhrrollgang angeordnet.Liegt jedoch der Zufuhrrollgang nicht im Bereich des Stripperkranes, benötigt man einen sogenannten Blockkipperwagen. Der aus Stahlguß hergestellte Blockkipper trägt oft auf beiden Seiten der Blockkippertasche Aussparungen, in die die Rollgangsrollen eingreifen und den Block erfassen. Der Kippantrieb erfolgt elektrisch über Schneckenradgetriebe mit Kurbelschwinge oder hydraulisch über eine Schwinge.

6.1.7. Krane Im Walzwerk unterscheidet man ihrer Eigenart oder ihrem Einsatz entsprechend verschiedene Kranarten: Zangenkrane Lagerplatz- und Verladekrane Magnetkrane.

94

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Bild 95 Blockkipper

Der Zangen- oder Tiefofenkran wird zum Einsetzen und Ziehen der Blöcke aus dem Tiefofen und zum Weitertransport zur Blockstraße verwendet. Er unterscheidet sich von einem normalen Kran durch eine vertikale heb-, senk- und drehbare Säule, an deren unterem Ende sich die Zange zum Heben der Blöcke befindet. Das Schließen der Zange geschieht durch einen besonderen Schließwerksmotor mit Rutschkupplung. Zu den Lagerplatzkranen zählt insbesondere der Pratzenkran. Er hat die Aufgabe, das auf den Schienen lagernde Walzgut (Knüppel, Platinen, Stabeisen) vom Walzwerk zur Lagerhalle zu bringen. Die sogenannte Pratze ist an zwei senkrechten heb- und senkbaren Säulen um die horizontale Achse drehbar angeordnet und gestattet so ein schonendes Auf- und Abladen des Fertiggutes. Außerdem werden Pratzenkrane zur Beschickung der Öfen von Drahtstraßen mit Knüppeln verwendet. Zur Beförderung von Profileisen, Schienen, Blechen usw. verwendet man häufig Magnetkrane. Der das Walzgut haltende Magnet ist dabei am Kranhaken eines normalen Kranes aufgehängt. Die Magnetkrane sind fiir kaltes Material (bis ca. 300°C) zu verwenden.

Transporteinrichtungen

95

6.1.8. Schlepper Schlepper haben die Aufgabe, das Walzgut entweder von einer Walzenstraße zur anderen zur weiteren Walzung zu befördern oder das Fertiggut vom Rollgang auf das Warmbett und von da auf den Scherenrollgang zu transportieren. Man unterscheidet Ketten- und Seilschlepper. Kettenschlepper werden wegen des größeren Kraftverbrauchs und eines hohen Verschleißes sowie der höheren Wartungs- und Gestehungskosten weniger verwendet. Bei Seilschleppern sind die sogenannten Schlepperwagen, die in einer Schiene geführt sind, am Seil festgeklemmt, um bei verschiedener Längung der einzelnen Seile die Schlepperwagen neu einstellen zu können. Die Schlepperwagen können entweder in einer oder in beiden Richtungen fördern. Bild 96 zeigt einen Schlepperwagen, der nur in einer Richtung arbeitet. Die Seile selbst laufen auf Seilrollen, von denen eine nachgespannt werden kann. Der Antrieb erfolgt durch einen Elektromotor mit Vorgelege. Die Schlepprichtung ist so zu wählen, daß das ziehende Seiltrum immer oben liegt.

6.1.9. Kühlbetten Kühlbetten, auch Warmbetten genannt, haben die Aufgabe, das von den Walzstraßen kommende unterteilte Walzgut mit einer bestimmten Abkühlgeschwindigkeit gleichmäßig über den gesamten Querschnitt abzukühlen. Hierbei wird das Walzgut quer zur Walzlinie transportiert, um einen Ausgleich zwischen Walzgutauflaufgeschwindigkeit und Transportgeschwindigkeit zum Abkühlen zu schaffen. Der Aufbau und die Konstruktion solcher Kühlbetten ist sehr unterschiedlich und hängt im wesentlichen von folgenden Faktoren ab: a) Querschnitt und Länge des Walzgutes (z. B. Grobblech, Knüppel, Feineisen, Rohre)

96

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

b) Qualitätsanforderungen an das Fertigprodukt (Oberflächenbeschaffenheit) c) Investitionskosten. Die verschiedenen Bauarten von Kühlbetten werden bei der Beschreibung der einzelnen Walzstraßen besprochen. 6.1.10. Bundtransporteinrichtungen Band- und Kettenförderer, Hubbalkensysteme und Hakenbahnen werden für den Transport von Drahtbunden eingesetzt. Unter Hakenbahnen versteht man auf Drahtseilen festgeklemmte und auf kleinen Schienen geführte Haken. Auf diese werden die noch glühenden Drahtbunde durch eine Bundaufgabevorrichtung aufgehängt und können so abkühlen. Der Transport von Bandbunden erfolgt sowohl mit vertikaler als auch mit horizontaler Lage der Bundachse. Für den Transport werden Bundwagen, Plattenband, Höckerkettenförderer sowie Hubbalkensysteme eingesetzt. Bei der Planung und Konstruktion von Bundtransporteinrichtungen sind folgende Punkte zu beachten: a) schonende Handhabung auch bei größten Bundgewichten und Abmessungen (max. Bundgewicht 60 t, max. Bunddurchmesser 2800 mm) b) Möglichkeit einer genauen Zentrierung des Bundes c) Möglichkeit einer genauen Positionierung des Bandanfanges b) und c) werden durch den nachfolgenden Einfädelvorgang an einer Arbeitsmaschine bestimmt. Zur Erfüllung dieser Forderungen werden zwischen den einzelnen Transporteinrichtungen elektrisch oder hydraulisch betätigte Hub-, Übergabe-, Kipp-, oder Drehvorrichtungen vorgesehen.

6.2. Schneideeinrichtungen Als Schneideeinrichtungen im Walzwerk werden Scheren und Sägen eingesetzt. Sie haben die Aufgabe, das aus wirtschaftlichen Gründen in großen Längen gewalzte Gut zu unterteilen sowie den anfallenden Schrott an den Enden und den Rändern (Bleche) abzutrennen. 6.2.1. Scheren Die Scheren werden im Walzwerk eingesetzt, um die Enden des Walzgutes nach dem Walzprozeß gerade zu schneiden (zu schöpfen), das austretende Walzgut in Kühlbett- oder Handelslängen zu unterteilen, Bleche zu besäumen und längszuteilen und bei Störungen in der nachfolgenden Walzstraße das Walzgut in kurze, transportfähige Stücke zu unterteilen (zu häckseln). Demnach unterscheidet man Schopf-, Querteil-, Häcksel-, Längsteil- und Besäumscheren.

Schneideeinrichtungen

97

Eine andere Einteilung der Scheren ergibt sich aus der Temperatur des zu schneidenden Materials. Die sogenannten Warm- und Kaltscheren unterscheiden sich im allgemeinen in ihrem konstruktiven Aufbau dadurch, daß bei den Warmscheren besondere Vorkehrungen getroffen werden, um die schädigenden Einflüsse der abgestrahlten Wärme von der Maschine fernzuhalten. Nach dem Verwendungszweck und nach dem zu schneidenden Querschnitt unterscheidet man Block-, Knüppel-, Feinstahl- und Blechscheren. Je nach Dicke und Breite des zu schneidenden Materials werden entweder parallele Messer (Bild 97a), geneigte Messer (Bild 97b) oder Kreismesser (Bild 9 7 c ) eingesetzt. Bei parallelen Messern wird im Gegensatz zu den geneigten Messern, das zu schneidende Gut über die Schnittlänge nur gering verbogen. Die geneigten Messer wiederum haben den Vorteil, daß der Scherdruck niedrig gehalten werden kann. Scheren mit Messern nach Bild 97a und b können das Walzgut nur im Stillstand schneiden. Kreismesserscheren (Bild 97c) dagegen werden normalerweise zum Längsteilen von Bändern eingesetzt.

a) Schere mit parallelen Messern

b) Schere mit geneigten Messern

c) Kreismesser

Bild 97a - c Anordnung von Scherenmessern

98

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Eine andere häufig verwendete Einteilung ergibt sich nach der Bauart und Arbeitsweise der Scheren: a) Bewegung der Messer; z. B. rotierend, pendelnd, anlaufend oder durchlaufend, von oben nach unten schneidend oder umgekehrt b) Antrieb: elektrisch und hydraulisch c) Scherenständer: offene und geschlossene Bauweise Bild 98 zeigt eine sogenannte Pendelschere, die zum Querteilen von mit niedriger Geschwindigkeit durchlaufendem Walzgut verwendet wird. Beim Querteilen müssen die Messer nicht nur in Schneidrichtung bewegt werden, sondern es ist auch eine Bewegung erforderlich, die dem durchlaufenden Stab gleichgerichtet ist. Die Geschwindigkeit der Messer in dieser Richtung muß gleich oder etwas größer sein als die Geschwindigkeit des durchlaufenden Walzgutes. Nach erfolgtem Schnitt müssen die Messer schnell in ihre Ausgangsposition zurückgebracht werden, um für den nächsten Schnitt einsatzbereit zu sein. Die Messer einer solchen Schere sind auf einem Pendel angeordnet. Das Auspendeln des Scherenschlittens erfolgt entweder durch den laufenden Walzstab oder durch einen eigenen Antrieb. Beim Schneidvorgang wird das Obermesser elektrisch, pneumatisch oder hydraulisch bewegt.

Büd 98 Pendelschere

Bild 99 zeigt eine sogenannte rotierende Schere für hohe Durchlaufgeschwindigkeiten. Bei dieser Bauart bewegen sich die Schneidkanten von Ober- und Untermesser auf 2 Kreisbahnen, die sich geringfügig überschneiden. Die Messer werden auf Trommeln angeordnet, die bei Breitband beidseitig und bei Schmalband und Stabmaterial fliegend gelagert sind. Solche Scheren haben den Nachteil, daß die

99

Schneideeinrichtungen

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7

i Bild 99 Rotierende Schere

Messer bei Schnittbeginn nicht senkrecht zum Schneidgut stehen, sondern unter einem bestimmten Winkel, der vom Messerkreisdurchmesser und der Dicke des zu schneidenden Materials abhängt. Dadurch können keine rechtwinkligen Schnittflächen erzeugt werden. Der Antrieb der rotierenden Scheren erfolgt elektrisch. Dabei unterscheidet man wiederum zwischen sogenannten Anlaufscheren (zu jedem Schnitt läuft der Antrieb an und wird nach erfolgtem Schnitt abgebremst) und sogenannten Durchlaufscheren, die mit entsprechenden ElektroMagnet-Schaltkupplungen ausgerüstet sind. Eine andere Bauart stellen die sogenannten 2- und 4-Kurbelscheren (Bild 100) dar, bei denen aufgrund der Konstruktion nahezu rechtwinklige Schnittflächen erreicht werden.

Bild 100 Vierkurbelschere

100

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

6.2.2. Sägen Sägen werden zum Teilen von warmem und kaltem Walzgut eingesetzt, wenn eine saubere rechtwinklige Schnittfläche ohne Materialverfestigung gefordert wird (z. B. bei Trägern, Hohlprofilen, Schienen usw.). Die Sägen haben gegenüber den "Scheren den Vorteil geringer Anschaffungskosten und eines kleinen Raumbedarfs. Nachteilig ist der beim Sägen auftretende Material- und Zeitverlust. Bild 101 zeigt eine Warmsäge. Als Schneidwerkzeug dient ein mit Zähnen versehenes Kreissägeblatt aus Stahl. Die Zahnform und die Teilung richtet sich nach HUB

Bild 101

Warmsäge

dem zu schneidenden Materialquerschnitt. Das Kreissägeblatt wird direkt von einem Motor angetrieben. Die Sägen werden vorwiegend als Schlittensägen ausgeführt. Hebel- und Pendelsägen kommen nur noch selten zum Einsatz. Die Vorschubgeschwindigkeit wird in Abhängigkeit von der Stromaufnahme des Sägeblattmotors geregelt, um einerseits eine maximale Schnittgeschwindigkeit zu erzielen und andererseits ein Steckenbleiben im Material zu vermeiden. Ein wichtiger Teil jeder Säge ist der Gegenhalter. Er hat die Aufgabe, das Material so festzuhalten, daß Schrägschnitte und somit Beschädigungen des Sägeblattes verhindert werden. Bild 102 zeigt eine Kaltsäge. Die Kreissägeblätter bestehen aus Stahl oder keramischen Stoffen. Sie sind am Umfang mit Zähnen versehen, geriffelt oder glatt.

Bild 102

Kaltsäge

Richtmaschinen

101

Die sehr schnell laufenden glatten oder geriffelten Kreissägeblätter erwärmen das zu schneidende Material unmittelbar an der Berührungsfläche bis zur Schmelzhitze. Die aufgeschmolzenen Partikel werden weggeschleudert, und die Trennung des Materials erfolgt bei geringem Verschleiß des Sägeblattes sehr schnell. Durch die Geschwindigkeit des Vorganges wird die Wärmeauswirkung im Schneidgut praktisch nur auf die Schneidzone beschränkt. Eine Erwärmung der Sägeblätter wird durch Wasserkühlung verhindert.

6.3. Richtmaschinen Das aus den Walzenstraßen austretende Walzgut ist in den meisten Fällen nicht gerade. Außerdem kann es sich bei der Abkühlung auf den Kühlbetten verziehen. Es ist daher häufig ein Richten des Walzgutes erforderlich. Im wesentlichen unterscheidet man folgende Bauarten von Richtmaschinen: Richtpresse Rollenrichtmaschine für Profile Rollenrichtmaschine für Bleche Schrägwalzenrichtmaschine Streckrichtmaschine 6.3.1. Richtpresse Bei den Richtpressen und bei den Rollenrichtmaschinen besteht der Richtvorgang darin, daß das Walzgut durch Biegung plastisch verformt wird. Bei der Streckrichtmaschine wird das Walzgut über die Elastizitätsgrenze gestreckt. Die meist als Kurbelpresse ausgeführte Richtpresse besteht aus zwei unteren Gesenken, die horizontal verschiebbar angeordnet sind, während ein oberes Gesenk über einen Kurbelantrieb die Richtwirkung ausfuhrt. Diese Art des Richtens wird nur noch selten angewendet, da sie unwirtschaftlich ist und viel Handarbeit erfordert. 6.3.2. Rollenrichtmaschine für Profile Bild 103 zeigt eine Rollenrichtmaschine, die zum Richten von Profilen eingesetzt wird. Im wesentlichen besteht diese Maschine aus einem verwindungssteifen

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Bild 103 Profilrollenrichtmaschine

102

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Rahmen, in dem zwei Richtrollenreihen liegen. Die Richtrollen sind so angeordnet, daß die Rollen der einen Reihe auf Mitte Zwischenraum der Rollen der anderen Reihe stehen. Eine Rollenreihe ist in Richtung zur anderen hin anstellbar. Zur Erlangung einer Richtwirkung wird die eine Reihe so angestellt, daß der durchlaufende Stab sowohl nach oben als auch nach unten durchgebogen wird. Die Durchbiegung muß dabei so groß sein, daß die Elastizitätsgrenze des zu richtenden Materials überschritten wird. Beide Richtrollenreihen sind auch in Achsrichtung verschiebbar, so daß der durchlaufende Stab auch in dieser Richtung zur Durchbiegung gezwungen werden kann. Das Anstellen der Richtrollen wird zur Auslaufseite der Maschine hin immer geringer gehalten, so daß der Stab gerade und weitgehend spannungsfrei die Maschine verläßt. Die Richtrollen sind entsprechend dem Querschnitt profiliert und werden vorwiegend fliegend gelagert. Der Antrieb der Richtrollen erfolgt über Zahnradgetriebe durch Elektro- oder Hydraulikmotoren. Der Zwischenraum zweier Richtrollen in einer Rollenreihe wird bestimmt durch die Dicke des zu richtenden Materials. Um mit einer Maschine ein möglichst großes Programm richten zu können, werden die Maschinen häufig mit verstellbarem Rollenzwischenraum gebaut. Außerdem ist es dadurch möglich, jede Stabform möglichst schonend zu richten, d. h. jeder Stab wird nur mit den Querkräften belastet, die zum Richten unbedingt erforderlich sind. Dadurch werden Längsspannungen im Stab, insbesondere bei Profilen (Schienen, Träger usw.) kleingehalten. 6.3.3. Rollenrichtmaschinen für Bleche Beim Richten von Blechen werden die Richtrollen mit Stützrollen zur VermeidJRg von Durchbiegung ausgerüstet. Der Antrieb der Richtrollen erfolgt über Gelenkspindeln und Getriebe durch einen Motor. Das Walzgut wird in die Blechrichtmaschine hineingezogen und durch den wiederholten Richtungswechsel der Biegebeanspruchung gerichtet. Das Richten kann in warmem und kaltem Zustand erfolgen. Das Kaltrichten hat den Vorteil, daß kein Verziehen des Walzgutes auf Grund des Abkühlvorganges eintritt. Es ist jedoch nicht überall anwendbar, z. B. bei Grobblechen. Bild 104 zeigt eine Richtmaschine für Grobbleche. 6.3.4. Schrägwalzenrichtmaschine Zum Richten von Walzgut mit rundem Querschnitt werden meist Schrägwalzenrichtmaschinen verwendet, in denen das Richtgut unter ständiger Drehung durch Biege- oder Prägekräfte eine sehr gleichmäßige Richtwirkung erfährt. Die Bilder 105a bis d zeigen die verschiedenen Konstruktionen solcher Schrägwalzenrichtmaschinen, die bei gleichem Prinzip modifizierte Wirkungen erzielen. Eine 3Walzenrichtmaschine ist in Bild 105a dargestellt. Die 3 Walzen bilden ein söge-

103

Richtmaschinen

n aAA n m r a n

Bild 105a - d Schema von Schrägwalzenrichtmaschinen

nanntes Richtdreieck, das vom Richtgut durchlaufen wird. Sie sind mit einer konvexen Oberfläche versehen und werden einzeln angetrieben. Mit solchen Maschinen werden Richtgeschwindigkeiten bis ca. 15 m/min. erreicht. Bild 105b zeigt eine 9-Walzenrichtmaschine. Das Richtgut durchläuft hierbei mehrere Richtdreiecke. Der Winkel zwischen Walzenachse und Richtgut ist einstellbar. Sämtliche Walzen haben eine konkave Form. Normalerweise wird mindestens eine Reihe der Richtwalzen angetrieben. Solche Richtmaschinen erlauben Richtgeschwindigkeiten bis zu 300 m/min. Bild 105c zeigt eine 2-Walzen-Prägericht-

104

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

maschine. Beim Prägerichten wird der elastisch-plastische Zustand des Richtgutes durch Einwirkung eines starken Prägedruckes auf das Richtgut erreicht. Mit dem Prägerichten ist stets eine deutliche Zunahme der Materialfestigkeit verbunden. Durch die Form der Richtwalzen, Winkelverstellung bei der Walze und durch Anstellung einer Walze wird in der Richtmitte ein dem jeweils vorhandenen Richtgutdurchmesser und -material angepaßter Richtspalt erzeugt. Mit diesen Maschinen werden Richtgeschwindigkeiten bis 60 m/min. erzielt. In Bild 105d ist eine 6-Walzenprägerichtmaschine dargestellt, die vorwiegend zum Prägerichten von Rohren verwendet wird. Die Prägewirkung wird dabei in drei hintereinander liegenden Walzenpaaren erreicht. Durch die Winkelverstellung, Anstellung sowie durch die Form der Walzen ist eine Anpassung an verschiedene Durchmesser möglich. Die Richtgeschwindigkeit solcher Maschinen beträgt ca. 180 m/min. Mit den Prägerichtmaschinen kann auch eine gewisse Biegewirkung erreicht werden. Dies ist vor allem dann erforderlich, wenn eine Zunahme der Festigkeit unerwünscht ist. Moderne Richtmaschinenkonstruktionen sind meist so ausgeführt, daß eine Reihe der Rieht walzen in Arbeitsrichtung verschoben werden kann. Dadurch ist es möglich, daß sowohl mit voller Prägewirkung als auch mit voller Biegewirkung gearbeitet werden kann. Der Antrieb der Walzen erfolgt meist über Schaltgetriebe. Bild 105e zeigt eine moderne Schrägwalzenrichtmaschine.

Bild 105e Moderne Schrägwalzenrichtmaschine

6.3.5. Streckrichtmaschine Eine weitere Art des Richtens besteht darin, das Walzgut in einem Reck- oder Streckvorgang zu behandeln. Hierbei wird es ebenfalls über die Elastizitätsgrenze

Haspeleinrichtungen

105

hinaus belastet. Solche Streckmaschinen werden bei Blechen und Profilen aus Stahl und NE-Metallen eingesetzt, wenn besonderer Wert auf eine einwandfreie unbeschädigte Oberfläche des Richtgutes gelegt werden muß. Die Streckrichtmaschinen finden eine Begrenzung ihrer Anwendung dadurch, daß sowohl zu große Längen als auch zu große Querschnitte die Bauweise unwirtschaftlich machen. Bild 106 zeigt den Aufbau und die Arbeitsweise einer solchen Streckmaschine.

ÖLHYDR. ANTRIEB

ENTDRALLANTRIEB

Bild 106

Profilstreckmaschine

6.4. Haspeleinrichtungen Haspeln haben die Aufgabe, das aus dem Fertiggerüst kommende Walzgut zu Bunden zu wickeln. Entsprechend der Querschnittsform unterscheidet man grundsätzlich zwischen Draht- (Stab-) und Bandhaspeln.

6.4.1. Drahthaspeln Bei den Drahthaspeln werden vorwiegend 2 Bauarten verwendet. Der sogenannte Edenborn-Haspel (Bild 107) wird für Drahtabmessungen bis 12 m m 0 und hohe Walzgeschwindigkeiten verwendet. Beim Edenbornhaspel wird der Walzdraht von oben in eine Hohldrehachse eingeführt und durch ein in der Verlängerung der Drehachse angeordnetes gebogenes Legerohr in einen ruhenden kreisrunden Korb gelegt. Der Antrieb der Drehachse erfolgt über einen stufenlos regelbaren Gleichstrommotor. Bei dieser Art des Haspeins wird jede Drahtwindung in sich um 360° gedreht. Der sogenannte Garret-Haspel (Bild 108) eignet sich zum Haspeln von Drahtabmessungen bis 40 mm 0. Die maximale Wickelgeschwindigkeit ist jedoch mit 15 m/sek. begrenzt. Bei dieser Bauart läuft die Walzader durch ein Rohr in einen darunter befindlichen mit Endwalzgeschwindigkeit umlaufenden Wickelkorb, der elektrisch angetrieben wird. Die Geschwindigkeitsanpassung an die Straße erfolgt

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

106

Bild 107

Edenborn-Haspel

durch einen stufenlos regelbaren Gleichstrommotor. Nach Beendigung des Aufwickelvorganges wird der Wickelkorb unter Flur abgesenkt, und das Bund wird seitlich abgeschoben. Da bei diesem Prinzip das Walzgut nicht gedrallt wird, können auch quadratisch© öder rechteckige Querschnitte aufgewickelt werden. Will man die Vorteile beider Haspeltypen gleichzeitig ausnutzen, baut man zweickmaßigerweise einen sogenannten kombinierten Haspel (Bild 109). Bei einem solchen Haspel ist der obere Teil als Edenborn- und der untere Teil als Garret-Haspel ausgebildet. Soll nach System Edenborn gehaspelt werden, so steht der hochgefahrene Wickelkorb des Garret-Haspels still, während sich der Wickelkopf des Edenborn-Haspels dreht. Dadurch wird der Draht in den ruhenden Wickelkorb gelegt. Wird nach System Garret gewickelt, so steht der Wickelkopf des Edenborn-Haspels still. In den Drahtstraßen werden zusätzliche sogenannte Schrotthaspeln verwendet, die dazu dienen, bei Störung anfallenden Schrott zu kompakten Bunden zu wickeln (Bild 110).

108

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Bild 109 Kombinierter Drahthaspel

Haspeleinrichtungen

109

Bild 110

Schrotthaspel

6.4.2. Bandhaspeln Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Warm- und Kaltbandhaspeln. Diese wiederum können in Auf- und Abwickelmaschinen eingeteilt werden, die im Prinzip gleich aufgebaut sind und nur den jeweils spezifischen Anforderungen angepaßt sind. Ablaufhaspeln werden durch Bandbremsen oder elektrisch durch Bremsgeneratoren gebremst, um dem ablaufenden Band den gewünschten Rückzug zu geben. Bei den Reversiergerüsten dienen die Haspeln während der Arbeitsvorgänge abwechselnd dem Auf- und Abwickeln. Sowohl Warm- als auch Kaltbandhaspeln werden heute vorwiegend mit angetriebenem Spreizdorn (Bild 111) gebaut. Der angetriebene Dorn ermöglicht ein Wickeln unter Zug. Dadurch wird eine bessere Bandführung möglich, die Gefahr von Kantenbeschädigungen wird verringert, und das Band wird zu dichten Bunden aufgewickelt. Nach Beendigung des Wickelvorganges wird die Wickeltrommel verkleinert und das Bund durch eine Bundabzieheinrichtung von der Wickeltrommel abgenommen. Bild 112 zeigt einen Warmbandhaspel, der meist mit angetriebenen Andrückrollen ausgerüstet ist, um das Band bei den ersten und letzten Windungen führen zu können. Bevor der Wickelvorgang beginnt, werden die Andrückrollen über Luft-

110

Hilfseinrichtungen und Adjustageeinrichtungen

Bild 111 Schema: Sprdztrammel

Bild 112 Schema: Warmbandhaspel

Zylinder so gesteuert, daß zwischen ihnen und der Wickeltrommel ein Spalt in Größe der Banddicke entsteht. Das durch die Zuführrinne laufende Band kommt tangential auf die Wickeltrommel und wird von dem ersten Andrückrollenpaar um die sich drehende Wickeleinrichtung gebogen. Die weiteren Andrückrollen führen das Band um die Wickeltrommel. Nach einigen Windungen werden die Andrückrollen drucklos gemacht. Während des Wickelvorganges wird die Wickeltrommel meist von innen mit Wasser gekühlt. Das warme Bund wird zusätzlich mit Wasser abgespritzt. Mit solchen Haspeln können Banddicken von etwa 1,0 — 12 mm gewickelt werden.

111

Haspeleinrichtungen

Die Bilder 113a und b zeigen einen Kaltbandhaspel mit Riemenwickler im Schema. Die Aufgabe der Andrückrollen wird hier von einem sogenannten Riemenwickler übernommen, der dazu dient, die ersten Windungen des Bandes kraftschlüssig um die Trommel zu legen. Nach dem Wickelvorgang wird der Durchmesser der aus Segmenten bestehenden Wickeltrommel durch Zusammenfahren der vorher gespreizten Segmente verkleinert und das Bund durch entsprechende Vorrichtungen abgenommen.

Bild 113a und b Schema: Kaltbandhaspel

Ältere Ausfuhrungen, in denen das eintretende Walzgut in einem Schlitz der Wickeltrommel festgeklemmt wird, sind nur noch selten gebräuchlich (dicke Bänder - Reversiergerüst).

7. Warmwalzwerke

7.1. Block- und Brammenwalzwerke Die Block- und Brammenwalzwerke bilden meist das Kernstück eines Hüttenbetriebes. Ihr Ausstoß bestimmt den der nachfolgenden Walzenstraßen. Durch die Art und Höhe der Produktion wird im wesentlichen die Bauart sowie die Größe der Walzgerüste und der dazugehörigen Hilfseinrichtungen festgelegt. Man unterscheidet zwischen reinen Blockstraßen, reinen Brammenstraßen und BlockBrammenstraßen für gemischtes Programm.

7.1.1. Blockstraße Aufgabe der reinen Blockstraße ist es, aus gegossenen Rohblöcken Vormaterial für die Knüppel- und Profilstraßen zu erzeugen. Ein hoher Ausstoß verlangt große Einsatzgewichte. Von diesen hängt der Durchmesser der Walzen und damit die Größe des Gerüstes und die Leistung des Antriebs ab. In Bild 114 ist die Abhängigkeit des Blockgewichtes vom Walzendurchmesser bei einer reinen Rohblock

Walzendurchmesser in mm

um

Bild 114 Verhältnis des Walzendurchmessers zum Rohblock

Blockstraße dargestellt. Die angegebenen Zahlen sind Richtwerte. Die Ballenlänge ist etwa 2,2 bis 2,5 mal so große wie der Walzendurchmesser. Eine zu große Ballenlänge setzt den zulässigen Walzdruck und damit den Ausstoß herab. Ein zu großer Walzendurchmesser erfordert ein zu großes Drehmoment. Weiter kann gesagt werden, daß der Ausstoß umso größer ist, je weniger Walzstiche erforderlich sind, um einen Block auf einen bestimmten Querschnitt zu walzen.

Block- und Brammenwalzwerke

113

In Bild 115 und 116 sind als Richtlinie für die Auslegung eines Blockwalzwerkes die Zusammenhänge zwischen Blockgewicht, Endquerschnitt und Produktionshöhe dargestellt. Die Bilder 117 und 118 zeigen eine Blockstraßen für eine Jahresleistung von 3 Mio. Tonnen.

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b

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80

100

120

140

160

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220

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260

280

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320

340 350

Seitenlänge des Fertigblockes in mm

Bild 115

i*7j3

Ermittlung der Stundenproduktion aus Rohblockgewicht und Endquerschnitt

r-1 Seit tilünge des F »rtigblockc S i mm -

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4

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Rohblockgewicht In t

6

7

8

9 1*754

Bild 116 Ermittlung der Jahresproduktion aus Rohblockgewicht und Endquerschnitt

114

Wannwalzwerke

1 TIEFÖFEN 2 TIEFOFENKRAN 3 BLOCK-TRANSPORTEINRICHTUNG 4 BLOCK-DREHVORRICHTUNG 5 WAAGE 6 DUO-WALZGERÜST MIT KANT- UND VERSCHIEBEVORRICHTUNG

7 FLÄMMASCHINE 8 WARMSCHERE 9 SCHOPFENDENFÖRDERBAND 10 B L O C K W A A G E 11 Q U E R T R A N S P O R T 12 K U R V E N R O L L G A N G 13 G R O B S I N T E R E I N R I C H T U N G

Bild 117 Grundriß einer Blockstraße

BUd 118 Blockstraße für 3.000.000 Jahrestonnen

Block- und Brammenwalzwerke

115

7.1.2. Brammenstraße Aufgabe der Brammenstraße ist es, aus gegossenen Rohbrammen Vormaterial für Blech- und Bandstraßen zu erzeugen. Die verformungstechnische Notwendigkeit,, das Walzgut nicht nur auf der Flachseite, sondern auch auf der Schmalseite zu walzen, bildet das Hauptproblem der Brammenstraßen. Zum Walzen von Brammen auf Hochhub-Brammenstraßen werden neben der Flachbahn auf dem Walzballen noch einige Kaliber benötigt, um die hochgestellte Bramme beim Stauchen zu halten. Die max. Brammenbreite und Stauchkaliber bestimmen die Ballenlänge. In Bild 119 sind die zu einem Walzendurchmesser gehörenden max. Brammenbreiten und -gewichte dargestellt. Bild 120 und 121 zeigen die Produktionsziffern beim Walzen von Brammen.

Bild 119 Verhältnis des Walzendurchmessers zur Rohbramme bei max. Endbreite der Vorbramme

Fast alle Walzwerke hatten zunächst gemischte Programme, d. h. sie mußten außer Flach-Vormaterial auch quadratische Querschnitte für die Knüppel- und Profilstraßen erzeugen. Es lag also nahe, die Duo-Reversier-Blockstraße mit größerem Hub der Oberwalze und höheren Verschiebelinealen auszuführen und zur Block-Brammenstraße zu entwickeln. Dieser Straßentyp wird heute noch oft verwendet und vielfach als „Hochhub-Brammenstraße" bezeichnet.

116

Warmwalzwerke

40

60

80

100

125

ISO

175

200

225

250

275

Enddicke der Bramme in mm

16756

Bild 120 Ermittlung der Stundenproduktion aus Rohbrammengewicht und Enddicke

Enddicke der Bramme In mm

800 2,2

2,8

3,5

650 950 1050 m u . Breite der Bremme In mm 4,4 5,5 7 Rohbrammengewicht In t

1200

1300

1450 1600

9

11,5

14,5

18 16757

Bild 121 Ermittlung der Jahresproduktion aus Rohbrammengewicht und Enddicke

Die Produktion auf diesen Straßen ist begrenzt durch die großen Nebenzeiten, die sich beim Kanten der Bramme vom Flach- zum Stauchstich oder umgekehrt ergeben. Auch bei hohen Anstellgeschwindigkeiten und Positionsregelungen

Block- und Brammenwalzwerke

117

ergeben sich noch beachtliche Nebenzeiten. Der mit der Oberwalzenverstellung gleichzeitig verlaufende Kant- und Verschiebevorgang ist - abhängig von der Geschicklichkeit der Steuerleute - für die Größenordnung der Nebenzeiten und somit für die Produktion maßgebend. Die Brammenbreite ist bei Hochhub-Brammenstraßen im allgemeinen auf etwa 1600 mm beschränkt. Es sind aber auch Beispiele für größere Breiten bekannt. Die sich aus der Brammenbreite und den Stauchkalibern ergebende Ballenlänge bestimmt Größe und Kosten von Walzgerüst, Rollgängen und Verschiebern. Eine große Ballenlänge erfordert einen relativ großen Walzendurchmesser. Bei größerem Durchmesser wird für die gleiche Abnahme wiederum ein größeres Drehmoment erforderlich, d. h. der Antriebsmotor wird bei gleicher Produktion größer. Andererseits bewirkt der größere Walzendurchmesser ein besseres Greifvermögen der Walzen, was für die automatische Walzung sehr wünschenswert ist. Die Forderung nach größerer Produktion und Brammenbreite führte zur Anwendung von zusätzlichen Vertikal-Stauchgerüsten bei den sogenannten Universal-Brammenstraßen. Bild 122 zeigt eine solche Anlage.

Bild 122

Universal-Brammenstraße

118

Warmwalzwerke

Einer vollkommenen Universalstraße, auf der ausschließlich flach gewalzt wird, fehlte aber bisher ein Vertikalgerüst mit ausreichender Walzkraft, damit auch die ersten Stauchstiche mit großer Abnahme gewalzt werden können. Es wurden zunächst schwächere Vertikalgerüste eingesetzt, diese erforderten wiederum, daß die ersten Stauchstiche auf der Horizontalwalze durchgeführt wurden. Damit wurde zwar eine Produktionssteigerung erzielt, Walzgerüste mit Rollgängen und Verschiebern konnten aber nicht einfacher und billiger gebaut werden. Die Walzmethode mit einigen Stauchstichen auf der Horizontalwalze hat den Vorteil einer guten Entzunderung. Bei einer reinen Flachwalzung ist die Entzunderung der Brammenoberseite schwierig, weil die Gefahr der Zundereinwalzung besteht. Dies ist ein Grund, daß selbst Brammenstraßen mit starken Vertikalgerüsten so gebaut werden, daß sie in der Lage sind, die Brammen auch hochkant zu walzen. Es kann aber angenommen werden, daß zukünftige Universalbrammenstraßen konsequent für die Flachwalzung gebaut werden. Durch das Vertikalgerüst werden die Kosten einer Universalstraße stark beeinflußt. Man kennt heute verschiedene Bauarten von Vertikalstauchgerüsten, die sich hauptsächlich durch die Art des Antriebes unterscheiden. Bild 123 zeigt ein Vertikalstauchgerüst mit Antrieb von unten. Diese Bauweise bedarf einer geringen Bauhöhe und läßt einen einfachen Walzenwechsel zu. Nachteilig ist die Verschmutzung und die schlechte Zugänglichkeit der Antriebselemente. Bild 124 zeigt einen Antrieb von oben über Universalgelenkspindeln. Diese Konstruktion erfordert eine große Bauhöhe, die das Horizontalgerüst überragen kann und wird somit bestimmend für die Hallenhöhe. Die Drehmomentabgabe ist heute meist begrenzt durch die Leistungsfähigkeit der Kegelräder, die insbesondere durch stoßartige Belastungen in ihrer Lebensdauer beschränkt sind und die notwendigen Drehmomente zu übertragen haben. Aus diesem Grunde gehen heute die konstruktiven Bestrebungen dahin, die Walzen einzeln ohne Kegelräder wie bei Horizontalgerüsten (twindrive) direkt anzutreiben. Bild 125 zeigt schematisch eine solche Bauart.

7.1.3. Hilfsmaschinen und Adjustageeinrichtungen An die Hilfsmaschinen in Block- und Brammenstraßen werden ganz allgemein folgende Anforderungen gestellt: a) sie müssen die Produktionsspitzen aufnehmen können b) die robuste Arbeitsweise eines solchen Betriebes verlangt kräftige Konstruktionen, die Störungen weitgehend ausschalten c) die Anordnung und Bauweise dieser Einrichtungen soll für den Steuermann übersichtlich sein.

120

Wannwalzwerke

Block- und Brammenwalzwerke

121

Bild 125 Vertikalstauchgerüst, Einzelantrieb der Walzen ohne Kegelräder

7.1.3.1. Rollgänge

In Block-Brammenstraßen besteht der Rollgangsrahmen heute vorwiegend aus hochkant stehenden Brammen, wobei die Lagergehäuse durch Querkeile befestigt sind. Die Rollgangsrollen werden heute vorwiegend einzeln angetrieben. Gegenüber dem Gruppenantrieb der Rollen ist beim Einzelantrieb der mechanische Teil einfacher und unempfindlicher, der elektrische Teil jedoch aufwendiger, da im ungünstigsten Fall zwei Motore die Beschleunigung des Blockes übernehmen müssen. Bei Ausfall eines Motors kann der Walzbetrieb jedoch ungehindert weitergehen. Schadhafte Rollen lassen sich in einer Walzpause leicht und schnell auswechseln. Neben mechanischen Belastungen der Rollen werden die Betriebsbedingungen durch Hitze, Zunder und Wasser zusätzlich verschlechtert. Eine unter dem Arbeitsrollgang angeordnete Wasserspüleinrichtung führt den Zunder einem Sammelbecken zu. Eine zusätzliche Einrichtung für das Auffangen und Abziehen von Grobstücken verhindert dabei ein Verstopfen der Zunderabführkanäle.

122

Warmwalzwerke

7.1.3.2. Block-Brammenkipper

Die Aufgaben der Block- und Brammenkipper wechseln mit den örtlichen Gegebenheiten: a) Ortsfeste Kipper legen den mit dem Stripperkran herangebrachten Block auf dem Zufuhrrollgang ab. Sie lassen sich so bauen, daß sie nach beiden Richtungen kippen können, damit entweder der Blockkopf oder Fuß angestochen werden kann. b) Verfahrbare Kipper mit aufgebautem Kippantrieb oder Kippkulissen transportieren das Einsatzmaterial von den Tieföfen zum Zufuhrrollgang und legen es darauf ab. Sie können in Fahrtrichtung oder quer dazu kippend gebaut werden. Der Bedienungsmann fährt entweder auf dem Blockkipper mit, oder er steuert ihn von einer Bühne bzw. dem Tiefofenkran aus. c) Sogenannte Ingotwagen mit aufgebauten Rollgangsrollen, auf welchen die Rohblöcke unmittelbar mit dem Tiefofenkran aufgelegt und gleichzeitig gekippt werden. Auf solchen Wagen können auch zwei Rohblöcke gleichzeitig transportiert werden, falls die Block- bzw. Brammenstraße Tandemwalzung durchgeführt (Walzung von zwei Blöcken unmittelbar hintereinander bei gleicher Walzspaltenstellung). d) Plattformwagen mit Abschieber. Das Auflegen der Rohblöcke geschieht wie beim Ingotwagen mit dem Tiefofenkran. Das Übergeben der Rohblöcke auf den Zufuhrrollgartg erfolgt durch seitliches Abschieben. Dadurch können mehrere solcher Wagen eingesetzt und somit die Blockfolgezeit verkürzt werden. Bei allen Kippeinrichtungen wird eine Zunderbeseitigung vorgesehen.

7.1.3.3. Flämimschine

Eine bestimmte Oberflächefischicht der ausgewalzten Brammen ist mit mannigfachen Fehlern behaftet, z. B. Einschlüsse und Metalloxyde vom Stahlwerk kommend, Zundereinwalzungen und Verunreinigungen anderer Art. Diese Oberflächenfehler würden bei einer Auswalzung z. B. zu dünnen Bändern eine einwändfreie Walzgütbeschaffenheit ausschließen. Daher erfolgt im Anschluß an den Walzvorgang in Block-Brammenstraßen der Einsatz von Flämmäschinen. Hierbei wird eine bestimmte Mpterialschicht, in der erfahrungsgemäß die Fehler eingeschlossen sind, abgeschweißt bzw. weggeflämmt. Das Flämmen der Vorbrammen bzw. des Halbzeuges kann sowohl in Walzhitze wie auch kalt vorgenommen

Block- und Brammenwalzwerke

123

werden. Man unterscheidet daher Heiß- und Kaltflämmaschinen. Die Beheizung der Flämmdüsen kann durch Azetylen, Erdgas, Methan, Propan oder gereinigtes Koksofengas erfolgen. Die Geschwindigkeit des Heißflämmens beträgt ca. 15 bis 76 m/min., die des Kaltflämmens 9 bis 45 m/min.

7.1.3.4. Block-Brammenscheren

Das auf der Block-Brammenstraße ausgewalzte Halbzeug wird vor einer Weiterverarbeitung geschöpft, d. h. Abtrennen der Walzgutenden, in denen vom Guß her Seigerungen und Verunreinigungen konzentriert sind. Das Walzgut wird ebenfalls nach dem Flämmvorgang geschöpft, da hierbei ein Anfangsbereich des Walzgutes vom Flämmvorgang nicht erfaßt werden kann. Oft fallen beide Schopfvorgänge zusammen. Weiterhin gilt es, das Halbzeug in entsprechend gewünschte Längen zu unterteilen. Zum Schöpfen und Unterteilen werden Warmscheren in offener und geschlossener Bauart mit elektromechanischem oder hydraulischem Antrieb eingesetzt. Eine Einteilung der Scheren kann auch nach Art der Bewegungsrichtung des Schneidvorganges erfolgen. Man unterscheidet folgende Scherentypen: 1. Scheren von oben nach unten schneidend (Wipprollgang erforderlich), 2. Scheren von unten nach oben schneidend. Welche Bauart und welcher Antrieb zweckmäßig sind, hängt vor allem von den Betriebsverhältnissen wie Abmessungen, Qualität und Temperatur des Schneidgutes ab. Bei den offenen Warmscheren Hegen Scherengehäuse und Antrieb zum größten Teil gut zugänglich über Hüttenflur. Die geschlossenen Scheren, die sogenannten Torscheren, beanspruchen wenig Raum über Hüttenflur und gewähren gute Sicht. Im allgemeinen wird elektrischer Antrieb bevorzugt; bei schweren Brammenscheren jedoch hat sich hydraulischer Antrieb durchgesetzt. Die Bilder 126a und b zeigen eine offene Blockschere, die normalerweise bis pi einer Scherkraft von 10001 gebaut wird. Die in den Bildern 127a und b darge? stellten Brammenscheren können maximale Scherkräfte bis 2500 bzw. 40001 aufnehmen. Die Progreßschere (Bild 127b) hat ein bewegliches Obermesser und ein feststehendes Untermesser. Das Trennen der Bramme erfolgt dabei in mehreren Teilschnitten. Über eine elektrisch angetriebene Exzenterweile Schneidet das Obermesser ein Stück in die Bramme. Während des Exzenterrücklaüfes wird das

Bild 126a Schema offene Blockschere

Bild 126b Offene Blockschere mit elektrischem Antrieb

Block- und Brammenwalzwerke

Bild 127a Brammenschere in geschlossener Bauart mit 2 beweglichen Messern

126

Wannwalzwerke

Bild 127b Brammenschere in geschlossener Bauart (Progress-Schere)

Obermesser über eine Druckschraubenanstellung entsprechend nachgeführt bzw. progressiv angestellt. Sobald der Exzenter seine Ausgangsposition erreicht hat, wird ein weiterer Teilschnitt durchgeführt. Mit einer solchen Schere können Brammen bis zu 610 mm Dicke geschöpft bzw. unterteilt werden. Um die gewünschte Schnittlänge genau zu erreichen bzw. einzuhalten, werden Einrichtungen vorgesehen, die diesen Vorgang selbsttätig steuern. In älteren Walzwerken erfolgt die Schneidmaßbestimmung durch mechanische Anschläge; in neueren Bauweisen werden berührungslose optische Geräte'bevorzugt. Bild 128 zeigt schematisch eine optisch-elektronische Längenmeßeinrichtung, die nach dem Fahrstrahlprinzip arbeitet. Hierbei tastet eine Fotozelle über ein rotierendes Spiegelsystem die Meßstrecke ab. Bei Eintritt des sogenannten Fahrstrahls in die Meßstrecke beginnt ein Zähler, durch ein Referenzsignal ausgelöst, Impulse zu zählen. Befindet sich kein Walzgut in der Meßstrecke, so wird der Zählerinhalt durch ein weiteres Referenzsignal am Ende der Meßstrecke gelöscht. Ist Walzgut in der Meßstrecke, so wird die Zählung durch einen Meßimpuls gestoppt. Der Zählerstand, der einer bestimmten Schnittlänge entspricht, wird mit

Block* und Brammenwalzwerke

127

Walzrichtung

Bild 128 Rotakopf Bauart DELTA

dem Sollwert verglichen. Das Walzgut wird nun so lange vorwärts bzw. rückwärts bewegt, bis Soll- und Istwert übereinstimmen. Erst dann erfolgt das Unterteilen bzw. Schöpfen des Walzgutes. Der beim Schöpfen anfallende Schrott beträgt normalerweise 5 bis 15 % des Ausstoßes. Es gilt daher schon bei der Planung von Block-Brammenstraßen, für die reibungslose Abfuhr dieser relativ großen Schrottmenge Sorge zu tragen. Solche Schrottabfuhreinrichtungen müssen sich den örtlichen Bedingungen anpassen. Bei großer Rollenteilung (große Schneidlängen) kann man das vordere kurze Schrottende zwischen Scherenmesser und erster Rollgangsrolle durchfallen lassen. Das hintere Ende wird mit einem Abschieber oder einem Schwenkarm in die gleiche Öffnimg geschoben. Bei enger Rollenteilung, die bei geringen Schneidlängen angewendet wird, werden quer zum Rollgang arbeitende Abschieber in die Schere eingebaut, einzelne Rollen abgeklappt, oder es wird ein Teil des Rollgangs in Walzachse verschoben. Die Enden fallen über eine Rutsche entweder auf ein ansteigendes durchlaufendes Förderband, das sie unmittelbar in Waggons fördert,

128

Warmwalzwerke

oder in unter Wasser stehende Kübel, die mittels Schrägaufzug zu den Waggons gebracht werden. Bei unterschiedlichen Stahlqualitäten empfiehlt sich ein Sortieren des Schrottes. Das geschöpfte und auf Länge geschnittene Walzgut wird entweder in der gleichen Hitze weiterverarbeitet, oder es wird Sammel- und Verladeanlagen zugeführt. Im letzten Fall wird vor der Stapelung weitgehend eine Abkühlung durchgeführt. Diese Abkühlung wird heute oft in einem Wasserbad vorgenommen, in das das Walzgut völlig eingetaucht wird. Diese Arbeitsweise ergibt eine minimale Sekundärzunderbildung, eine geringere Wärmebelästigung der Umgebung, und zum anderen besteht durch das schnelle Abkühlen auf Raumtemperatur die Möglichkeit, sehr schnell mit dem Kontrollieren oder Nacharbeiten des Walzgutes zu beginnen. 7.1.4. Steuerung von Block-Brammenstraßen Für die Höhe des Ausstoßes einerseits und die möglichen Reparaturzeiten andererseits sind neben der natürlichen Leistungsbegrenzung die Steuervorgänge von ausschlaggebender Bedeutung. Eine möglichst geringe Folgezeit, zweckmäßige Stichabnahmen und Wahl des Walzprogramms (Qualität, Abmessungen) sollen dabei eine optimale Leistung ergeben. Während diese Vorgänge früher weitgehend von der Reaktionsgeschwindigkeit der Walzmannschaft abhängig war, erfolgt in neuerer Zeit der gesamte Walzablauf selbsttätig, d. h. alle Bewegungen laufen automatisch ab durch Fotozellen, Endschalter oder Kopierwerke. Der Steuermann hat hierbei meist nur noch eine kontrollierende Aufsichtsfunktion. In jüngster Zeit werden sogar Ofenbeschickung, Walzgutentnahme und der Walzvorgang mittels Computer in Prozeßrechnerverfahren gekoppelt, um höchste Leistungen zu erzielen und geringste Störzeiten zu erhalten.

7.2. Grob- und Mittelblechwalzwerke Aufgabe der Grob- und Mittelblechwalzwerke ist es, das von der Brammenstraße kommende Halbzeug (Vorbramme) weiter auszuwalzen. Man unterscheidet dabei den Bereich der Mittelbleche zwischen ca. 3 bis 5 mm Dicke und darüber den der Grobbleche. Die Gewichte der zum Einsatz gelangenden Brammen betragen bei Rohbrammen mit einhitziger Walzung 1 bis 401 und bei Vor- oder StranggußBrammen bis max. 201. Die modernen Grobblechwalzwerke bestehen heute meist aus dem eigentlichen Walzgerüst, das als Quarto gebaut wird, sowie einem leichten Vertikal-Stauchgerüst zum seitlichen Stauchen des Walzgutes. In einigen Fällen werden solche Straßen zusätzlich mit einem schweren Vertikal-Stauchgerüst versehen. Sie sind dann in der Lage, auch Rohbrammen zu verarbeiten und in einer Hitze Grobund Mittelbleche zu erzeugen. Die Arbeitsrollgänge werden einseitig oder beidseitig als Drehrollgänge ausgebildet. Durch eine solche Einrichtung kann das

Grob- und Mittelblechwalzwerke

129

Walzgut gedreht und damit längs- oder quergewalzt werden. Dies kann einmal geschehen aus verformungstechnischen Gründen (gleichmäßige Durcharbeitung in Längs- und Querrichtung), zum anderen um aus einer gegebenen Vorbrammenbreite mehrere unterschiedliche Blechbreiten erzielen zu können. Die Auslegung des Hauptgerüstes als Quartogerüst wird dabei heute durch die steigenden Anforderungen an Qualität und Toleranz des Fertigproduktes bestimmt. Zwei möglichst dünne Arbeitswalzen sollen dabei eine gute Streckung bewirken, während die dicken Stützwalzen eine Durchbiegung der Arbeitswalzen verhindern sollen. Angetrieben werden in den meisten Fällen die Arbeitswalzen, deren kleinster Durchmesser durch das maximal zu übertragende Moment bestimmt wird. Der Antrieb erfolgt entweder über ein Kammwalzgerüst oder aber durch twin-drive. Die Drehung der Stützwalzen wird durch die zwischen den Stütz- und'Ärbeitswalzen herrschende Reibung bewirkt. Um den Reibungsschluß auch im Leerlauf sicherzustellen, werden Stütz- und Arbeitswalzen hydraulisch gegeneinander gepreßt. Trotz der großen Dimensionierung der Stützwalzendurchmesser läßt sich eine Durchbiegung von Arbeits- und Stützwalzen nicht ganz vermeiden, wodurch die geforderte Dickentoleranz des Walzgutes über die Breite oft nicht erreicht wird. Diesem Umstand begegnet man durch verschiedene Maßnahmen: a) Man schleift die Stützwalzen ballig, wodurch man sich erhofft, daß die aufgegebene Balligkeit gerade dem Maß der Durchbiegung entspricht. Dieses Vorgehen erfordert jedoch eine größere Lagerhaltung von Walzen, da die Durchbiegung der Walzen und somit die nötige Balligkeit von den vorgegebenen Blechbreiten und der erforderlichen Walzkraft abhängig ist. b) Einen gewissen Ausgleich der Durchbiegung kann man durch eine differenzierte Kühlung der Walzen über die Ballenbreite erzielen. c) Eine weitere Möglichkeit der Durchbiegung entgegenzuwirken, besteht in einer mechanischen Rückbiegung der Arbeitswalze, wie Bild 129 zeigt. d) Die modernste Form in einem Grobblechwalzwerk die Dickentoleranz der Bleche über den Querschnitt zu gewährleisten, besteht in einer Biegevorrichtung der Stützwalzen. Bild 130 zeigt ein Quartogerüst mit einer solchen Stützwalzenbiegevorrichtung und einer Ausbalancierung, bei der keine Biegekräfte auf die Walzenständer und die Stützwalzenlagerung wirken. Das Maß der Rückbiegung kann annähernd genau über die jeweils gemessene Walzkraft und Blechbreite automatisch eingestellt werden. Neben der Toleranzhaltigkeit der Blechdicke über die Breite galt das Bemühen der letzten Jahre, durch geeignete Maßnahmen auch die Maßhaltigkeit über die gesamte Blechlänge zu gewährleisten. Es wurden verschiedene Regelsysteme ent-

Warmwalzwerke

130

Bild 129 Arbeitswalzenbiegeeinrichtung

131

Grob- und Mittelblechwalzwerke

wickelt. Entscheidend für eine gutfunktionierende Dickenregelung ist es, daß das Walzgut möglichst noch am Ort seiner Verformung, d. h. im Walzspalt, gemessen wird und Abweichungen von dem vorgegebenen Sollwert ohne jeden Zeitverzug durch Nachregulierung des Walzspaltes mit Hilfe von schnellwirkenden Stellgliedern korrigiert werden. Moderne Regelsysteme zur Erzielung engster Banddickentoleranzen werden in Kapitel 9.2.3. besprochen. Während die Stützwalzen häufig in Ölflutlagern gelagert sind, verwendet man für die Arbeitswalzen nur Rollenlager. Als Werkstoff für die Arbeitswalzen verwendet man für das Walzen von Blechen bis 8 mm Dicke Indefinite-Walzen, die eine sehr geringe Härteabnahme von der Randzone zum Walzenkern aufweisen, wodurch Härteausbrüche vermieden werden; für das Walzen von Blechen über 8 mm Dicke dienen Hartgußwalzen. Die Stützwalzen bestehen gewöhnlich aus Stahlguß oder Schmiedestahl mit 80 - 100 kp/mm 2 Festigkeit. Die Oberflächenhärte der Arbeitswalzen wird stets höher gewählt als die der Stützwalzen. Um das Mitreißen von Zunder und Schrotteilen in den Umlauf von Arbeits- und Stützwalze zu vermeiden, werden an der Arbeitswalze Filzabstreifer angeordnet. Die Walzen werden während des Walzvorganges ständig gekühlt, um eine möglichst niedrige Temperatur der Arbeitswalzen zu gewährleisten. Wenn die Walzen zum Nachschleifen oder aus anderen Gründen (Brüche, Brandrisse, Rundlaufgenauigkeit, Bombierung, verändertes Walzprogramm) aus dem Gerüst genommen werden müssen, erfolgt ihr Ausbau getrennt oder gemeinsam mittels einer elektrisch oder hydraulisch betriebenen Walzenwechselvorrichtung (Bild 131). Meist

Bild 131

Walzenwechselvorrichtung

132

Warmwalzwerke

werden die Einbaustücke der Arbeitswalzen beim Schleifen nicht abgezogen, sowohl um Zeit zu sparen als auch um die Rundlaufeigenschaften insgesamt zu erhöhen. Neben den Forderungen an die Maßhaltigkeit der ausgewalzten Bleche wird heute ein besonderer Wert auf die Qberflächenbeschaffenheit des Fertigproduktes gelegt. Dies bedingt für bestimmte Stahlqualitäten ein Oberflächenflämmen vor dem Walzprozeß. Wenn dieser Flämmvorgang nicht bereits im Anschluß an das Auswalzen der Rohbramme zur Vorbramme erfolgt ist, wird er vor dem Walzen in der Grob- oder Mittelblechstraße durchgeführt. Die Erwärmung der Vorbrammen erfolgt in Stoßöfen mit 3 oder 5 Wärmezonen. Die Ziehtemperatur liegt zwischen 1200 und 1250°. Eine solche Erwärmung kann entfallen, wenn die von der Rohbramme ausgewalzte Vorbramme nach dem Flämmen unmittelbar zu Mittel- oder Grobblech weitergewalzt wird, entweder in einem Gerüst, das beide Walzvorgänge auszufuhren vermag (Kombination Brammen/Blechgerüst), oder nach Weitertransport in einem entsprechenden Blechgerüst. 7.2.1. Beispiele für ausgeführte Anlagen Bild 132 zeigt eine Grobblechstraße für Edelstahl, während in Bild 133 eine Anlage für Massenstahl mit einem zusätzlichen schweren Vertikal-Stauchgerüst dargestellt ist. Solche Vertikal-Stauchgerüste werden in gleicher Weise wie bei

1 VERTIKAL-STAUCHGERÜST 2 QUARTO-UMKEHRGERÜST 3 B R A M M E N A U F L E G E R O S T MIT A B S C H I E B E R FÜR R O H B R A M M E N 4 BRAMMENWASCHER 5 B R A M M E N Q U E R S C H L E P P E R MIT K Ü H L B E T T I 6 W A R M B L E C H R I C H T M A S C H INE 7 K Ü H L B E T T II 8 BLECHWENDER 9 SCHOPF-UND TEILSCHERE 10 STAPLER Bild 132 Grobblechstraße für Edelstahl

Grob- und Mittelblechwalzwerke Verschieber

Drehrollgang vor d e m Q u a r t o

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größter Drehkreis 6 0 0 0 m m

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U—4050 Schweres Vertikal-Stauchgerüst Walzen: 1 0 5 0 m m D m r . Ballenlänge: 1 1 0 0 m m höchster S t a u c h d r u c k : 7 0 0 t Antrieb: 3 0 0 0 kW Stoßleistung kleinste W a l z e n ö f f n u n g : 7 0 0 m m

4,2m-Quarto-Gerüst Arbeitswalzen: 980 m m Dmr. Ballenlänge: 4 2 0 0 m m Stützwalzen: 1 8 0 0 m m D m r . A n t r i e b : 2 - 2 4 0 mt, ausnutzbar 2-200 mt

Leichtes V e r t i k a l - G e r ü s t Walzen: 6 0 0 m m D m r . Ballenlänge: 5 0 0 m m höchster S t a u c h d r u c k : 2 0 0 t Antrieb: 1500 kW Stoßleistung 100% Uberlast bar kleinste W a l z e n ö f f n u n g 7 5 0 m m

Bild 133 Grobblechstraße für Massenstahl mit schwerem Stauchgerüst

Block-Brammenstraßen ausgeführt. Bild 134 zeigt ein Quarto-Grob- und -Mittelblechwalzwerk für eine größere Produktion. Im Gegensatz zu den in den Bildern 132 und 133 dargestellten Anlagen enthält dieses ein zweites Quartogerüst als Fertiggerüst mit angebautem Vertikal-Saumgerüst. Eine zweigerüstige Straße hat neben ihrer höheren Leistung den Vorteil, daß infolge der weniger beanspruchten Walzenoberflächen des Fertiggerüstes eine bessere Blechoberfläche erzielt wird. An neuzeitlichen Grobblechstraßen ist der gesamte Walzablauf, d. h. Walzenanstellung für Horizontal- und Vertikalgerüste, Reversiervorgänge aller Walzen mit Rollgängen und Verschieberbetätigung, computergesteuert und läuft entsprechend vollautomatisch ab. Der Walzablauf wird lediglich durch einen Steuermann auf der Steuerbühne überwacht, der jedoch von Hand eingreifen kann, sobald sich eine Unregelmäßigkeit ergibt. Bild 135 zeigt ein Quarto-Reversier-Grobblechgerüst, welches für einen Walzdruck von 3000 t ausgelegt ist. Die Arbeitswalzen werden durch Zwillingsmotore mit Gleichstromsteuerung angetrieben.

Warmwalzwerke

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A) BRAMMENLAGER U. PUTZEREI, B) BRAMMENADJUSTAGE C) MOTORENHALLE, D) BLECHADJUSTAGE 1 QUARTO-GERÜST 2 QUARTO-GERÜST 3 LEICHTES VERTIKAL-STAUCHGERÜST 4 SCHWERES VERTIKAL-STAUCHGERÜST 5 DOPPEL-DUO-ENTZUNDERUNGSGERÜST 6 DURCHSTOSSÖFEN

7 8 9 10 11 12

TIEFÖFEN FAHRBARER BRAMMENKIPPER BRAMMENSCHERE BRAMMENSTAPLER WARMBLECH RICHTMASCH INE KÜHLBETTEN

Bild 134 Grobblechwalzwerk für eine größere Produktion

Bild 135

Quarto-Grobblechgerüst

Die Motore haben eine Dauerleistung von 2 X 3100 kW, ein Abschaltmoment von 2 X 200 mt und einen Drehzahlbereich von 0/45/90 Upm. Es werden schon Anlagen mit Walzkräften bis zu 60001 gebaut.

Grob-und Mittelblechwalzwerke

135

Die Jahresleistung der Grobblechstraßen beträgt je nach Walzprogramm bei kleineren Anlagen etwa 120 0001 und bei den größten über 1 Mio. Tonnen. Bild 136 zeigt eine moderne Grobblechstraße mit den dazugehörigen Nebeneinrichtungen.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14

BRAMMENVERLADEBRÜCKE BRAMMENREINIGUNG STOSSOFEN ZUNDERBRECHER QUARTO-HORIZONTALGERÜST SPRITZROLLGANG W A R M R I C H T M A S C H I N E (5,2m) W A R M R I C H T M A S C H I N E (4,0m) QUERTRANSPORT KONT. N O R M A L I S I E R O F E N KÜHLANLAGE KÜHLBETT BLECHWENDER ABFUHRROLLGANG

15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25

SCHOPFSCHERE SEITENSCHERE KREISMESSERSÄUMSCHERE TEILSCHERE BLECHSTAPELKRAN VERTEILERROLLGANG HERDWAGENOFEN F. B R A M M E N BRAMMENTRANSPORTWAGEN VORWÄRMEÖFEN SINTERGRUBE AUTOGEN-SCHNEI D A N LAGE

Bild 136 Moderne Grobblechstraße

7.2.2. Adjustageeinrichtungen Das Richten der Bleche erfolgt auf einer Warmrichtmaschine (Bild 137), deren Abstand vom Quartogerüst im allgemeinen etwa gleich der 2 V2 fachen Länge des längsten Bleches sein soll. Sie richtet Bleche bis 40 mm Dicke bei Temperaturen oberhalb 650 — 700° C. Um eine übermäßige Erwärmung der Richtrollen zu vermeiden, werden diese mit Druckluft und Wasser gekühlt. Gelegentlich bildet man den Zufuhrrollgang zur Warmrichtmaschine auch als Spritzrollgang aus, um dem auslaufenden Blech durch unter- und oberseitige Beaufschlagung mit Spritzwasser bestimmte Gefügeeigenschaften zu verleihen. Nach dem Richten werden Bleche über eine Warmschopfschere dem Kühlbett zugeführt. Hier sollen die Ble-

136

Warmwalzweike

Bild 137

Warmrichtmaschine

che möglichst unter 100°C abkühlen. Für die Anordnung der Kühlbetten gibt es zwei grundsätzliche Möglichkeiten, nach denen alle Anlagen in Grob- und Mittelblechwalzwerken gebaut werden (Bild 138).

—U a=D

a) fortlaufende Anordnung b) parallele Anordnung

Bild 138 Anordnung von Kühlbetten

Je nach Qualitätsanforderungen an die Bleche gibt es verschiedene konstruktive Lösungsmöglichkeiten. Man unterscheidet im wesentlichen folgende Arten von Kühlbetten: a) Gleitrostkühlbett (Bild 139) Durch die gleitende Reibung können Kratzer an der Blechoberfläche entstehen.

Grob- und Mittelblechwalzwerke

137

b) Scheibewollenkühlbett (Bild 140) Durch den rollenden Transport werden Kratzer und Beschädigungen weitgehend vermieden. Es besteht jedoch bei dieser Bauart die Gefahr des Durchhanges der Bleche.

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Bild 140

Scheibenrollenkühlbett

c) Tragkettenkühlbett (Bild 141) Bei einer solchen Anlage mit höheren Wartungskosten werden die Bleche schonend behandelt. d) Tragrostkühlbett (Bild 142) Einer schonenden Behandlung der Bleche stehen hohe Investitionskosten entgegen. Für die Ausführung von Kühlbetten können ganz allgemein folgende Richtlinien gelten: a) Kühlluft muß in ausreichender Menge unter das Kühlbett gelangen können. b) Zwischen den Blechen muß ausreichend Platz für die von der Blechunterseite durchströmende aufgeheizte Luft vorhanden sein.

Waxmwalzweike

138

Bild 141

Tragkettenkühlbett

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Bild 142 Tragrostkühlbett

c) Die Kaminwirkung muß in der Halle voll zur Geltung kommen. Bild 143 zeigt eine Hallenanordnung mit günstigen Abkühlverhältnissen.

J > V 7777777777777T/ Bild 143 Hallenanordnung mit günstigen Abkühlverhältnissen

In Bild 144 sind die Abkühlzeiten von 650°C Richtendtemperatur auf eine beliebige Endtemperatur für verschiedene Blechdicken angegeben. Es handelt sich

139

Grob- und Mittelblechwalzwerke Rkhtendtemperatur 650° rr r —

Abkürzung In Minuten

Bild 1 4 4

Abkühlzeiten von Grobblechen

um angenäherte Werte, die Sicherheitszuschläge enthalten. Am Kühlbettende befindet sich in der Regel eine Wendevorrichtung (Bild 145), welche die Bleche um 180° wendet und damit eine Kontrolle der Blechunterseite gestattet. Nach der Übergabe der gewendeten Bleche erfolgt das maschinelle Anzeichnen der Maße des Fertigbleches sowie der Zugaben für etwaige Abnahme- oder Werksprüfungen. Außerdem werden die Bleche mit Stempeln versehen, aus denen Stahlart, Schmelze, Auftragsnummer und dergl. zu ersehen sind. Im Anschluß an das Anzeichnen und Stempeln werden die Bleche den Scherenlinien zugeführt, auf denen Besäumen, Längsteilen und Querteilen erfolgen. Grobblechwalzwerke mit großer Produktion verfugen im allgemeinen über zwei Scherenlinien, und zwar eine mit Kreismesser-Saumschere (Bild 146) und Längsspaltschere für Bleche bis 20 mm Dicke und eine weitere mit einer Flachmessersaumschere in Zwillingsanordnung (Bild 147) für das Besäumen von Blechen bis 4 0 mm. Jede dieser Linien ist am Ende mit einer Teilschere für das Unterteilen auf Fertiglängen ausgerüstet (Bild 148). Der an den Scheren lang anfallende Seiten- und Endenschrott wird auf Schrottscheren in chargierfähige Längen unterteilt und meistens unterirdisch ohne Inanspruchnahme von Kränen automatisch in Mulden verladen. Grobbleche mit Dicken über 40 mm werden auf Autogen-Schneidanlagen, die getrennt vom Produktionsfluß angeordnet sind, geschnitten. Hinter den Scherenlinien werden die Bleche durch geeignete Einrichtungen gestapelt und dann in die Versandhalle weitergeleitet.

Bild 145 Blechwendevorrichtung

141

Grob- und Mittelblechwalzwerke

Bild 146 Kieismesserscherenanlage

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KAWASAKI

Bild 147 Flachmesserscherenanlage

Wannwalzwerke

142

Bild 148 Schopf- und Teilschere

7.3. Warmbandwalzwerke Aufgabe von Warmbandstraßen ist es, das auf Block-Brammen- oder seltener auf Grobblechstraßen hergestellte Halbzeug zu Bändern auszuwalzen, die unmittelbar von der Fertigwalze aus zü Ringen oder Coils aufgewickelt werden. Heute wird Warmband teilweise auch aus Stranggußbrammen hergestellt. Ein Großteil der auf Warmbandstraßen gewalzten Bänder dient als Vormaterial für einen nachfolgenden Kaltwalzprozeß. Die Anstichdicke für Warmbandwalzwerke ist unterschiedlich; sie hängt vor allem von der Art der Bandstraße (halb- oder vollkontinuierliche Straße) sowie von der Stahlzusammensetzung (Edelstahl oder kohlenstoffarmer Massenstahl) ab. Im allgemeinen liegt die Anstichdicke bei Massenstahl zwischen 100 und 3 5 0 mm, bei Edelstahl zwischen 80 und 200 mm. Die Enddicke der ausgewalzten Bänder beträgt zwischen 1,2 und 10 mm. Betreffend der Breiten der Warmbandwalzwerke kann folgende Einteilung vorgenommen werden: Schmalband Mittelband Breitband

bis ca. 300 mm ca. 300 bis 900 mm über 900 mm

143

Wannbandwalzwerke

Schmalband und Mittelband wird heute vielfach durch Längsteilen von Breitband hergestellt. Dennoch ist durch die dauernd steigenden Qualitätsanforderungen der Wunsch der Weiterverarbeitungsbetriebe nach — bezüglich der Breite — „maßgewalzten" Bändern festzustellen. Auf den neuesten Breitbandstraßen werden Endwalzgeschwindigkeiten von 20 m/sec. erreicht und Brammen mit Gewichten zwischen 30 und 45 t ausgewalzt. Die Ringgewichte solcher Straßen (Bundgewicht pro mm Bandbreite) betragen heute ca. 22 bis 33 kg/mm im Vergleich zu Straßen älterer Bauart mit maximalen Werten von 10 bis 12 kg/mm. Bild 149 zeigt den Entwicklungsverlauf der Brammen- und Ringgewichte. In Bild 150 wird die Erhöhung der Antriebsleistungen in den letzten 25 Jahren dargestellt.

Bild 150 Verlauf tJer Antriebsleistungen

Warmwalzwerke

144

Eine Einteilung der Bandstraßen kann getroffen werden nach Anzahl und Arbeitsweise der am Prozeß beteiligten Walzgerüste: Eine ältere Bauart für die Herstellung von Mittel- und Breitband ist die sogenannte Steckelstraße. Sie besteht, wie in Bild 151 gezeigt, aus einem Quarto-Reversiergerüst, dessen beide Haspeln in Warmhalteöfen eingebaut sind. Eine solche Ein-

Bild 151 Schema: Steckelstraße

richtung ermöglicht es, das Walzgut während des Reversierbetriebes auf Walztemperatur zu halten. Bei Verwendung eines zusätzlichen Vorgerüstes können mit einer solchen Anlage (Bild 152a) ca. 400000 Jahrestonnen erreicht werden. Oberflächenmängel und andere Unzulänglichkeiten des ausgewalzten Materials haben neben höheren Leistungswünschen dazu geführt, daß Steckelstraßen kaum noch verwendet werden. Heute erfolgt die Warmbandherstellung fast ausschließlich auf halb- oder vollkontinuierlichen Bandstraßen. Beide Straßentypen haben eine kontinuierlich arbeitende Endstrecke, in der meist sechs oder neuerdings vielfach sieben Gerüste hintereinander angeordnet sind. Ein Unterschied zwischen der halb- und vollkontinuierlichen Straße besteht im wesentlichen durch die der Endstrecke vorgelagerten Walzgerüste. Die halbkontinuierliche Straße (Bild 152b) hat meist ein oder zwei Vorgerüste, wobei das zweite Gerüst reversierend arbeitet und mit Vertikal-Stauchwalzen ausgerüstet ist. Sie ist aufgrund der Anordnung in Programmwahl und in Los-

145

Warmbandwalzwerke

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172

Wannwalzwerke

7.6.2. Kontinuierliche Halbzeugstraßen Neben dem Wunsche nach höherer Leistung wurden die Forderungen nach unbeschädigter Oberfläche des Walzgutes, insbesondere bei hochwertigem Material, ständig größer. Dies führte zum Bau von kontinuierlichen Halbzeugstraßen, deren Gerüste in wechselnder Folge vertikale und horizontale Anordnung aufweisen. Hierdurch wird ein Drallen des Walzgutes vermieden, und dadurch kann eine wesentliche Verbesserung der Oberflächenqualität ereicht werden. Bild 177 zeigt eine solche Anlage mit Gruppenantrieb. Dieser Antrieb läßt jedoch keine variablen Stichabnahmen innerhalb der Gerüstgruppe zu und begrenzt damit die erzielbaren Endquerschnitte. Schnell rotierende Teilscheren erlauben alle gewünschten Knüppellängen von einer Minimallänge (4 m) an aufwärts. Längen unter diesem Minimalmaß werden durch eine zusätzliche Teilschere, die einem Kühlbett vorgelagert ist, erzielt. Bild 178 zeigt eine kontinuierliche Anlage mit Einzelantrieb aller Gerüste. Durch diesen Einzelantrieb können die Stichabnahmen im Gegensatz zum Gruppenantrieb zwischen einzelnen Gerüsten stärker variiert werden. Dadurch wird es möglich, kleine Brammen und Rundknüppel für die Röhrenerzeugung herzustellen. Die jährliche Erzeugung gleicht bei ähnlichen Blockgewichten der der vorher beschriebenen Straße. Der Wunsch nach weiterer Produktionssteigerung über die der gezeigten Anlage hinaus kann durch folgende Maßnahmen erreicht werden: Das Auswalzen auf der Blockstraße wird bei einem großen Querschnitt des Walzgutes beendet. Anstelle einer Kontistraße übernehmen nun zwei einander nachgeschaltete kontinuierliche Straßen die für den gewünschten Endquerschnitt notwendige Verformungsarbeit. Bild 179 zeigt eine solche Straße, in der die erste Staffel aus vier, die zweite aus sechs Gerüsten besteht. Die Gerüstfolge ist in beiden Straßen horizontal/vertikal bei Verwendung von Einzelantrieb. Auf solchen Anlagen können Blöcke von 5 bis 8 t gewalzt werden. Abgangsquerschnitte der beiden Kontistraßen sind z. B. folgende: Staffel 1 Quadrat Rund rechteckiger Querschnitt mit Breiten von

1 4 0 - 200 1 5 0 - 220 2 6 0 - 520

Staffel2 Quadrat Rund rechteckiger Querschnitt mit Breiten von

6 0 - 130 7 0 - 150 1 2 0 - 260

Stationäre Scheren oder Sägen unterteilen das Walzgut hinter der ersten Staffel. Rotierende Scheren schneiden das Walzgut hinter der zweiten Staffel auf die gewünschte Längen.

Wannwalzwerke

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Spapelvorrichtung i i

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Tragwalzenförderer 2

10 kW, 0-1100/1200 U/min.

200 kW, 0-820 U/min.

Tafel-Richtmaschine 2 294 kW, 0 - 8 « ) U/min.

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10 kW. 0-1100/1200 U/min. - - f l

5.5 kW. 0-1250/1300 U/min.

Tragwalzenförderer 1

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Autom. Querteilschere J h . 20 kW. 0-1300 U/min.

Messrad Treibgerüst

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17 kW, 0-1300 U/min.

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Nach-Richtmaschine

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Saumzerkleinerer

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Besäumschere

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Treibapparat

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Ablaufhaspel

Bild 272 Schema Querteilanlage

280

Kaltwalzwerke

Eine komplette Querteilanlage wird schematisch in Bild 272 dargestellt. Der Abwickelhaspel einer solchen Anlage wird, wie in Abschnitt 9.5.1. besprochen, ausgeführt. In der dargestellten Anlage sind Abwickelhaspel, Saumschere und Richtmaschine synchronisiert; daher brauchen zwischen den einzelnen Maschinen nur geringe Ausgleichsschiingen vorgesehen zu werden. Hinter der zweiten Richtmaschine befindet sich die Querteilschere. Die geschnittenen Bleche werden nachgerichtet, aussortiert und den entsprechenden Stapel-, Verpackungs- und Bindeeinrichtungen zugeführt.

10. Rohrwerksanlagen

Grundsätzlich unterscheidet man zwischen Anlagen zur Herstellung von nahtlosen oder geschweißten Rohren. Nahtlose Rohre werden heute bis zu einem maximalen Außendurchmesser von ca. 750 mm und Längen bis zu 30 m erzeugt. Ihr Anwendungsgebiet liegt vor allem dort, wo hohe Drücke und Temperaturen auftreten (hochlegierte Stähle sind außerdem schlecht schweißbar). Geschweißte Rohre haben den Vorteil, daß sie im allgemeinen wirtschaftlicher und bis zu einem Außendurchmesser von ca. 3000 mm hergestellt werden können. Die maximale Wandstärke ist jedoch durch den Schweißvorgang mit ca. 18 mm begrenzt.

10.1. Anlagen zur Herstellung nahtloser Rohre Die Herstellung nahtloser Rohre erfolgt grundsätzlich in folgenden drei Arbeitsstufen: Erzeugung der Luppe, Erzeugung des Mutterrohres, Erzeugung des Fertigrohres. Bild 273 zeigt im Schema die gebräuchlichsten Verfahren. 10.1.1. Anlagen zur Herstellung der Luppen Die Herstellung der Luppen erfolgt auf Schrägwalzwerken, in Lochpressen oder durch Gießen. 10.1.1.1. Schrägwalzwerke

Im vorigen Jahrhundert entdeckten die Gebr. Mannesmann, daß beim Friemeln eines runden Vollblockes der Kern aufgelockert wird, und entwickelten aus dieser Erkenntnis die Arbeitsweise des Schrägwalzverfahrens. Bild 274 zeigt die Arbeitsweise dieses Verfahrens im Prinzip. In zwei Arbeitswalzen mit gegenläufig konischen Walzballen, deren Achsen gegeneinander verschränkt sind, wird der volle Rundblock gefriemelt. Zwei Führungswalzen oder Lineale dienen der Halterung. Durch die Bearbeitung entstehen im Rundblock in den äußeren Zonen Druckspannungen und im Kern Zugspannungen. Hierdurch erfolgt schließlich eine Auflockerung des Kernes mit anschließendem Aufreißen und Lochbildung. An die Aufreißzone wird ein Dorn angesetzt, über den das Material im weiteren Ablauf gewalzt wird. Er hat die Aufgabe, die Lochbildung zu unterstützen und das Blockinnere zu glätten. Ein solches Schrägwalzwerk wird in folgende Abschnitte unterteilt: Einlaufkonus, Querwalzen und Glätteil.

282

Rohrwerksanlagen

Verfahren

Einsatz

Knüppel

Rundknüppel

Lochprozeß

Hülse

Schrägwalzwerk

Malí- und Streckreduzierprozeß

Streckprozeß

Luppe

Fertigrohr

Duo-Stopfenwalzwerk

Streckreduzierwalzwerk Stopfenstange 16... 26 Gerüste

a

in

(+X+X+T

o =>

a

Kontiwalzwerk

9 Gerüste

mitlaufend. Dorn Pilgerwalzwerk

Preßhülse Hexagonalknüp. Block imer mit eingesetztem Knüppel

Preßhülse

3-Walzenstreckwatzwerk

Quadratknüppel Blockaufnehmer mit eingesetztem Knüppel

Stoßbank

Rundknüppel

Preßhülse

Strangpresse Preßstempel

Presse

Lochdom

Blockaufnehmer

Bild 273 Verschiedene Rohrherstellungsverfahren

Anlagen zur Herstellung nahtloser Rohre

Bild 274 Arbeitsweise des Schrägwalzens a) Arbeitswalzen b) Führungswalzen e) Dornkopf

283

c) Feste Führungen

d) Rundblock

Der Lochungseffekt ist abhängig vom Durchmesserunterschied zwischen Walzen und Block. Er ist umso größer, je größer der Walzendurchmesser im Vergleich zum Blockdurchmesser ist. Diese Tatsache führte zum Bau von Kegel- und Scheibenlochschrägwalzwerken. Die Bilder 275 und 276 zeigen solche Anlagen im Schema.

Bild 275 und 276 Prinzip des Kegel- und Scheibenlochwalzwerkes

In all diesen Walzwerken wird jedoch der gleiche Effekt ausgenutzt, nämlich durch ungleiche Spannungsverteilung ein Aufreißen mit Lochbildung herbeizu-

Rohrwerksanlagen

284

fuhren. Als Ausgangsmaterial für Schrägwalzwerke dienen vorgewalzte, häufig zusätzlich geschälte oder geflämmte Rundstahlblöcke. Bild 277 zeigt ein modernes Schrägwalzwerk.

Bild 277

Schrägwalzwerk

10.1.1.2. Lochpressen Eine andere Möglichkeit der Luppenherstellung wurde im 19. Jahrhundert von Ehrhardt erfunden. Volle Blöcke mit quadratischem oder mehreckigem Querschnitt (keine Rundblöcke) werden in runden Gesenken durch Eintreiben eines runden Stempels gelocht. Bild 278 zeigt eine solche Lochpresse. Die Materialverdrängung beim Lochvorgang in seitlicher Richtung soll dabei so bemessen

1

Vierkantblock

Bild 278

0

Lochpresse

sein, daß das kreisförmige Gesenk satt ausgefüllt wird und kein Material in der Matrize aufsteigt. Es entsteht dann ein gelochter runder Rohling für die Weiterverarbeitung zum Fertigrohr. Bei Vierkant- oder polygonen Blöcken müssen die Kanten mit der runden Matrizenwand in Berührung stehen, um eine zentrische

Anlagen zur Herstellung nahtloser Rohre

285

Lochung beim Eintreiben des Domes zu gewährleisten. Außerdem soll die Länge des Blockes das siebenfache des Dorndurchmessers normalerweise nicht überschreiten. Der Lochvorgang wird nicht bis zu Ende getrieben, sondern man beläßt dem nunmehr zylindrischen Hohlkörper einen Boden von bestimmter Dicke. Dadurch wird es ermöglicht, im Weiterverarbeitungsprozeß die Luppe mittels Dornstangen auf sogenannten Stoßbänken durchzudrücken. 10.1.1.3. Gießen Die Rohlinge für die Rohrluppenherstellung können entweder als Halbzeug von Walzstraßen angeliefert oder aber direkt für diesen Einsatz gegossen werden. Je nach Material, Art der eingesetzten Rohrwerksanlagen und späterem Verwendungszweck werden einmal volle Rohlinge, im anderen Fall mit einem Loch versehene Rohblöcke gegossen. 10.1.2. Anlagen zur Erzeugung des Mutterrohres Nachdem die Rohrluppe in einem der beschriebenen Verfahren gelocht worden ist, erfolgt die Weiterverarbeitung zum sogenannten Mutterrohr. Im wesentlichen wird in diesem Arbeitsgang Wandstärke und Rohrdurchmesser herausgearbeitet. Eine große Zahl von Verfahren wurde hierzu entwickelt. Nachfolgend sollen die wichtigsten kurz besprochen werden. 10.1.2.1. Duo-Stopfenstraße Auf der Duo-Stopfenstraße (Stiefelverfahren) werden verhältnismäßig dünnwandige Luppen in einem Duo-Walzwerk über einen Stopfen ausgewalzt. Bild 279 zeigt die Arbeitsweise im Prinzip. Der Hohlblock wird dabei entweder im selben Rundkaliber über einen ständig größer werdenden Stopfen gewalzt, oder man sticht in mehreren stets kleiner werdenden Kalibern bei entsprechendem Stopfendurchmesser an. Im ersten Fall wird eine Reduzierung der Wandstärke bei gleichbleibendem Rohrdurchmesser erreicht. Im zweiten Fall wird der Rohrdurchmesser verkleinert. Der Stopfen befindet sich im Walzspalt und wird durch eine Dornstange gehalten, über die das austretende Rohr läuft. Das Einstoßen der Luppe erfolgt durch einen Druckluftzylinder. Ein hinter der Arbeitswalze angeordnetes Treibrollenpaar fährt das Rohr nach einem Walzendurchgang für den nächsten Stich wieder in Ausgangsstellung. Zusätzlich wird das Rohr gedreht. Auf solchen Anlagen werden Rohre mit Durchmessern von 57 bis 350 mm bei Fertiglängen bis zu 15 m erzeugt. Die Leistung solcher Straßen liegt je nach Rohrabmessung zwischen 5 und 70 t/h.

Rohrwerksanlagen

286 Arbeitswalze Rücklaufrollen (hochgezogen)

Domstange mit Kopf (Stopfen)

Rücklaufrollen (in Tätigkeit)

Wm Stopfen

Bild 279 Arbeitsweise des Duo-Stopfenwalzwerks

10.1.2.2. Rohrkontistraße

Bild 280 zeigt den Grundriß einer Rohrkontistraße. Die Luppe wird über einen mitlaufenden Dorn in einem Durchgang bei entsprechenden Stichabnahmen zum

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

DREHHERDOFEN ÜBERGABE ROLLGANG ZENTRIERMASCHINE QUERSCHLEPPER SCHRÄGWALZWERK DORNSTANGEN- UND LUPPENFÜHRUNGSBETT HÜLSENEINFÜHRVORRICHT. KONTIWA LZWERK DORNSTANGENAUSZIEHER UND HEISSEISENSÄGE

11

K Ü H L B E H Ä L T E R FÜR DORNSTANGEN 12 D O R N S T A N G E N L A G E R 13 N A C H W Ä R M O F E N 14 S T R E C H R E D U Z I E R WA L Z W E R K 15 A U S L A U F R O L L G A N G 16 K Ü H L B E T T 12 S Ä G E 18 A B L A G E M U L D E 19 B A U S T A N D F Ü R KONTIGERÜSTE

Bild 280 Grundriß einer Rohr-Kontistraße

287

Anlagen zur Herstellung nahtloser Rohre

Mutterrohr ausgewalzt. Jedes Gerüst wird von einem Gleichstrommotor angetrieben. Auf solchen Anlagen werden Rohre mit Außendurchmessern bis maximal 133 mm bei Fertiglängen bis zu 22 m hergestellt. Die Leistung solcher Straßen liegt je nach Rohrabmessung zwischen 50 und 100 t/h. 10.1.2.3. Pilgerstraße Ein weitverbreitetes Verfahren zum Weiterwalzen von gelochten Rohrluppen ist das sogenannte Pilgerverfahren. Bild 281 zeigt ein solches Pilgerwalzwerk und die hierbei ablaufenden Vorgänge im Prinzip. Der Hohlblock wird auf einen zylindrischen Dorn geschoben, dessen Durchmesser der gewünschten lichten Weite des

a b c d

LUPPE W I R D G E F A S S T BEGINN DES A U S S T R E C K E N S AUSSTRECKEN A U F FERTIGDURCHMESSER ENDE DES G L Ä T T E N S

Bild 281 Arbeitsvorgänge beim Pilger-Walzwerk

fertigen Rohres entspricht. Die Walzen sind halbmondförmig ausgebildet und stehen während einer Umdrehung nur auf ungefähr einer halben Kreisbogenlänge mit dem Walzgut in Berührung. Ist dieser Kreisbogen auf dem Walzgut abgerollt, entsteht zwischen Walze und Material ein freier Raum, bis erneut die volle Seite der Walze zum Eingriff gelangt. Die Arbeitsweise läuft nun in folgenden Stufen ab: In den freien Raum der sich drehenden Walzen wird die auf dem Dorn befindliche Luppe um eine definierte Länge in den Walzspalt eingeschoben. Der erste

288

Rohrwerksanlagen

Arbeitschritt besteht darin, daß die eingreifenden Walzen den in ihrem Bereich befindlichen Materialteil von der übrigen Luppe keilförmig um ein bestimmtes Maß wegdrücken. In der nächsten Phase wird dann der so entstehende Materialkegel durch das Abrollen des Kreissegmentes der Walzen gestreckt und glattgewalzt. Dieser Ablauf wiederholt sich periodisch unter ständigem erneutem Vorschieben der noch nicht bearbeiteten Luppe auf der Dornstange, wobei das Rohr zwischen den einzelnen Schritten um 90° gedreht wird. Die Arbeitsweise hat eine sehr einfache und altbekannte Parallele zum Auswalzen von Teig mit der Handrolle. Der Name wird wohl seinen Ursprung von bestimmten Pilgerprozessionen haben, in denen der Weg in jeweils zwei Schritten vor und einem zurück gegangen wird. Mit dem Pilgerverfahren können Rohre von 5 0 bis 7 5 0 mm und Längen bis zu 3 0 m hergestellt werden. Die Stundenleistung hängt sehr stark vom Rohrdurchmesser und von der Wanddicke ab und kann heute max. 75 t/h betragen.

10.1.2.4. Rohrstoßbankanlage Bei diesem Verfahren wird ein fingerhutförmiger Hohlkörper (z. B. Luppenherstellung nach Ehrhardt) auf das Ende einer Stange gestülpt (Bild 2 8 2 ) und in einem Durchgang durch eine Reihe hintereinanderliegender Rollenkaliber gestoßen und so zum Mutterrohr gestreckt. Bild 283 zeigt den Grundriß einer kompletten Rohrstoßanlage. Auf einer Stoßbankanlage können Rohre von 75 bis 170 mm

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3

3 s

302

Rohrwerksanlagen

Bild 298

UP-Spiralrohrschweißanlage

Splittern, Schalen, Schiefern und Rissen von geringer Tiefe, erfolgt eine Beseitigung durch Schleifen, wenn die zulässige Wanddicke nicht unterschritten wird. Anschließend werden die Rohre einer Wasserdruckprüfung unterzogen. Dies erfolgt auf sogenannten Rohrprüfpressen. Als weitere Prüfmethoden werden je nach Abnahme und Liefervorschriften Fluxen, Röntgen, Ultraschallen und Wirbelstromprüfen angewendet. Viele Verwendungszwecke der Rohre erfordern eine besondere Bearbeitung ihrer Enden (z. B. Kalibrieren, Aufweiten, Einziehen, Bördeln und Verdicken). Im Bedarfsfalle erhalten die Rohre zusätzlich einen Oberflächenschutz durch Ölen, Tauchen in heißes Bitumen, Verzinken, Verchromen, Vernickeln, Bondern (Phosphat- und Nitratlösung).

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Sachverzeichnis

Abkühlung 232 Abnahme 37 Abplattung - Walzen-42ff., 48, 241 Abstreifer 78 Abwälzung 49 Abwickelhaspel 125 Ader 189 Adjustageeinrichtung 93 Alterung 26 Aluminium-Drahtwalzwerk mit konti. Gießanlage 209 ff. Anisotropie 21, 25 Anstellung 3, 16, 34, 73ff., 175, 242 Anstich 40 Antriebsleistung 5 3 f. Antrieb - Gruppen- 172, 190 - Einzel- 172, 190 Antriebselemente - Zwillingsantrieb 81 - Gelenkspindel 82 - Spindelstuhl 84 Arbeit 32f. Arbeitswalzen 240ff. Atom - Anordnung 27f. - Gitter 20f., 27 Aufbauchung 32 Aufweitewalzwerk 294 Ausbalancierung 75 Auslaufrollgang 151 Ausstoßvorrichtung 118 Austenitischer Stahl 252 Austrittsgeschwindigkeit 42 Ballenbreite 251 Ballenlänge 35 Balligkeit 128 Bänder 232 Band - Abzugsvonichtung 109 - Bund 96 - Dickenregelung 255 - Förderer 96 - Haspel 105, 109ff. - Kalt- 232 - Transporteinrichtung 96 - Warm- 232

- Zug 254 Bandspaltanlage 276 ff. Bandstahl - Breitband 142 - Mittelband 142 - Schmalband 142 Beheizungseinrichtung 260 Besäumschere 96, 273ff. Beiz anl age - Durchlauf- 236ff. - Schub- 238 Beizen 235 Beizschlamm 235 Beizzeit 235 Berührungslose Messung 255 Beschichtungsanlage 254 Beschickungstisch 91 Blankglühanlage 252 Blechschere 97 Blechtafeln 232 Blechwendevorrichtung 139 Blind-Trio 185 Blind walze 185 Block - Brammenkipper 122 - Brammenschere 123 - Drücker 91 - Einsatzgewicht 169 - Gerüst 169 - Hitze 196 - Walzenkalibrierung 5 8 ff. - Kipper 93 - Kipperwagen 93 - Schere 97 - Straße 113 - Walzwerke 113ff. Brammen - Straße 115 - Walzwerke 113 Break-down-Gerüst 162, 164 Breitbandhaspel 151 f. Breitflansch trägerstraße 163 ff. Breitung 37f., 38, 41 Breitungsgrad 37 Brems-Drehmomente 53 Brennschneidanlage 164 Bruchdehnung 25 Cross-country-mill 160

316 Dampfmaschine 11, 13 Dampfwalzwerk 12 Dehngrenze 18 Dehnung 17 Drahtbund 96 Drahthaspeln 105 Drahtstraße - mit horizontaler Walzenanordnung 191 - mit Horizontal-Vertikalanordnung 191, 194 - mit Drei-Walzen-Gerüsten 196 - NE-Metalldrahtstraße 207 - Kupferdrahtstraße 208 f. - Kalibrierung 6 2 ff. - Aluminium-Drahtwalzwerk mit konti. Gießanlage 209 ff. Dralleinrichtung 78 Drehmoment - Beschleunigungs- 53 - Brems- 53 - W a l z e n - 5 1 f., 53 Dreiwalzengerüst 239 Dressieren 239 Dressiervorgang 251 Drehvorrichtung 96 Drehzahl - Motor- 54 - Walzen- 53 Druckkraft 39 Duo-Reversier-Blockstraße 115 Durchbiegung 128 Durchknetung 60 Durchlaufbeizanlage 236 ff. Durchlässigkeit - magnetische 25 Durchlaufschmiedemaschine 181 Durchziehen 3 8 f. Durchziehwinkel 39 Edenbornhaspel 105 Einbaustücke 69 f. Einlaufrollgang 222 Einsatzöfen - mit festem Herd 215 - mit fahrbarem Herd 219 - Elektrischbeheizter Tiefofen 217 - Großraumtiefofen 216 - Zellentiefofen 217 Einstapel-Haubenofen 260, 264 ff. Einstichwalzwerk 206 Einwalzung 60 Einwegwalzwerk 242

Sachverzeichnis Einzugsgeschwindigkeit 188 Einzweckstraße 190 Elastizitätsmodul 17, 18 Elementarzelle 20 Emulsionen 250 Entfettungsanlage 252 Entzunderung 235 ff. Entzunderungsanlage 252 Exzentrizität 255 Feinblech 251 Feinblechtandemstraße 251 Feinstahlschere 97 Feinstahlstraße 200f. - Kalibrierung 6 2 ff. Fertigprofil 56 Festigkeit 25 Fink'sehe Fonrtel 42 Flachmesserschere 139 Fläche, gedrückte 34, 35, 42ff., 47 Flämm aschine 122 Fließen 17, 32 Fließkurven 19, 49 Fließscheide 40, 41 Fließscheidenwinkel 42 Fließwiderstand 32, 45 Formänderung 16 ff. Formänderungsfestigkeit 46 - mittlere 48 Formänderungsgeschwindigkeit 45 Formänderungswiderstand 32, 34, 44, 46, 48 Formänderungswirkungsgrad 33, 48 Fretz-Moon-Anlage 297 Garret-Haspel 105 Gerüstbauarten 239ff. Geschwindigkeit 251 - Austritts- 42 - Umfangs- 41, 42 -Walzgut-41 Gestaltänderungshypothese 31 Gleitebenen 21 Gleitlamellen 21 Gleitlinien 23 Gleitpakete 22 Gleitrichtung 21 Gleitsystem 21 Gleitung 22 Glühe 252 Glühung 239 Glühverfahren 257

317

Sachverzeichnis Goreki-Formel 58 Greifen 35, 38 Greifkraft 39 Greifwinkel 36, 39, 40 Grob- und Mittelblechwalzwerke 128 ff. Großraumofen 221, 222 Grundregelkreis 255 Häkseischere 96 Härte 25 Hakenbahn 96 Halbzeugstraßenkalibrierung 60 ff. Haspel 186, 190 - Band- 105, 109 ff. - Draht- 105 - Edenborn- 105 - Garret- 105 - Kaltband- 109 - Schrott- 106 - Stab- 105 - Warmband- 109 Haubengliihanlage 252 Haubenofen 257, 260 ff. Hauptformänderung 24 Hauptspannungen 30 Hauptverformungsrichtung 25 Hebelarmbeiwert 52, 53 Hebelsäge 100 Hebe- und Wipptische 88f. Heißflämmaschinen 123 Hilfsmaschinen 118 Hitcock'sche Formel 43 Hochhub-Brammenstraße 115 ff. Höchstspannungstheorie 31 Höckerkettenforderer 96 Höhenabnahme 37, 42, 43 Hohlzug 295 Hooke'sches Gesetz 17 Horizontalgerüste 35 Horizontalkräfte 38 Horizontal-Vertikal-Anordnung 189 Hubbalkenöfen 222, 225 f. Hubbalkensystem 96 Hubvorrichtung 96 Hubwagenöfen, siehe Hubbalkenöfen 222, 225 f. Indefinite-Walze 131 Ingotwagen 122 Istwertaufnehmer 254

Kaliber 55, 161 f. - Abnahme 60 f. - geschlossenes 57 - irreguläres 58 - Öffnung 57 - offenes 57 - offene Kasten- 60 - Oval- 62 - Quadrat-Raute-Quadrat- 60 - Spitzenwinkel- 60f. Kalibrieren 55 Kalibrierung 55, 58ff. - amerikanische 5 8 f. - deutsche 5 8 f. - Drahtstraßen- 6 2 ff. - Feinstahlstraßen- 62 ff. - Halbzeugstraßen- 60 ff. - Rauten- 60 Kaltband 232, 249 ff. Kaltbandhaspel 109 Kaltbandstraßen 249 Kaltflämmaschinen 123 Kaltformgebung 26 Kalthämmern 295 Kaltpilgern 295 Kaltschere 97 Kaltverformung 25, 48 Kaltwalzen 239 Kaltwalzgerüst - Bauarten 239ff. - MKW- 24 2 f. Kaltwalzwerke 232ff., 249ff. Kammerofen 257, 266 Kammwalzgerüst 81 Kamm walzgetriebe 185 Kant- und Verschiebevorrichtung 89 f. Kantwände 91 Kappenständer 186 Kasette 175 Kettenschlepper 95 Kipper - Block- 93 - ortsfest 122 - verfahrbar 122 Kipprahmenbauart 245 Kippvorrichtung 96 Knüppel, rund 172 Knüppelschere 97 Kocks-Schwingmaschine 180 Koerzitivkraft 25 Korngrenzen 25

Sachverzeichnis

318 Kornneubildung 26 Kraft - Druck- 39 - Greif- 39 - Horizontal- 38 - Normal- 39 - Walz- 43 - Wirkung im Walzspalt 38ff. Kraftmeßeinrichtung 255 Krane - Lager- 94 - Magnet- 94 - Pratzen- 91, 94 - Stripper- 93 - Tiefofen- 94 - Zangen- 94 Kreismesser 97 Kreismesser-Saumschere 139 Kreissägeblatt 100 Kreisschere 97 Kristallite 22, 23 Krupp-Platzer-Planetenwalzwerk 157 ff. Kühlbett 95, 177 - Gleitrost- 136 - Tragketten- 137 - Tragrost- 137 - Scheibenrollen- 137 Länge - gedrückte - 34f., 42ff. - Meßeinrichtung 126 Längsspaltschere 139, 277 Längsteilschere 96 Längungsgrad 3 7 f. Lagerarten 71 Lagerplatzkran 94 Le Chatelier'sches Prinzip 29 Leergehen 60 Leistung - Antriebs- 5 3 f. - Quelle 254 Leitfähigkeit 25 Leonardschaltung 14 f. Linie, neutrale 57 Lochpresse 284 f. Magnetkran 94 Maß- und Streckreduzierwalzwerk 291 ff. Materialfluß 41 Mehrstapelhaubenofen 263 Mehrzonenofen 221

Messer - Geneigte - 97 - Kreis- 97 - Ober- 98 - Unter- 98 MKW-Kaltwalzgerüst 242f. Motor - Leistung 54 - Drehzahl 57 Nachwalzen 239, 251, 254 NE-Metalldrahtstraße 207 Normalkraft 39 Oberdruck 55 Oberflächeneigenschaften 251, 254 Oberflächenreibung 32 Obermesser 98 Oberwalze 163f., 185 Ofen - Atmosphäre- 257 - Drehherd- 225, 227 f. - Durchlauf- 219, 252, 266 ff. - Durchstoß- 164 - Durchzieh- 168ff. - Einsatzofen mit festem Herd 215 - Einsatzofen mit fahrbarem Herd 219 - Einstapel- 260, 264 ff. - Einzonen- 221 - Elektrisch beheizter Tief- 217 - Großraum- 217, 221 f. - Hauben- 257, 260 ff. - Hubbalken- 188, 222, 225 f. - Hubwagen- 222, 225 f. - Kammer- 257, 266 - Mehrstapel-Hauben- 26-3 - Mehrzonen- 211 - Rohrdurchlauf- 227 - Rollenherd- 227, 229ff., 268 - Satzweise arbeitender- 257ff. - Stoß- 188 - Topf- 257, 265 - ZeUentief- 217 Open-Coil-Prozeß 257 Ovalkaliber 62 Pendelsäge 100 Pendelschere 98 Pilgerwalzstraße 287 f. Planetenwalzwerk - Krupp-Platzer- 15 7 ff. - Sendzimir- 15 3 ff.

Sachverzeichnis Plattenband 96 Plattenwagen 122 Piatzenkran 91, 94 Preßflächenreibung 32, 45 Profile 55, 161, 169 Profil- und Trägerwalzwerke - Cross-country-mills 160 - Schwere Profilstraßen 159f. - Universal-Trägerstraße 160 f. PVC-Lack 254 Quadratkaliber 60 Quarto-Reversier-Grobblechgerüst 133 f. Quasiisotrop 21, 29 Querteilanlagen 278ff. Querteilschere 96 Ramsbottom 12 Raumgitter 21 Rautenkalibrierung 60 ff. Rechenkühlbett 202 Reckalterung 27 Reckrichtanlage 254 Regeleinrichtungen 254 ff. Regler 254 Reibung - im Walzspalt 42 - Oberflächen- 32 - Preßflächen- 32, 45 Reibungsdrehmoment 53 Reibungskoeffizient 39 Reibungsverluste - äußere- 32, 49 - innere- 32, 49 Rekristallisation 26 Rekristallisierende Glühe 257 Reversier - Duo 169 - Walzwerk 242 Richtmaschine 167 Richtmaschine - Rohr- 300 - Rollen- 101 f. - Schrägwalzen- 101 f. - Streck- 101, 104 - Walzenpräge- 103 Richtpresse 101, 169 Rohr - Kontistraße 286 f. - Stoßbankanlage 289f. - Strangpresse 289f.

319 Rohrschweißanlagen 297 f. Rollen - Durchlaufofen 227 - Herdofen 227, 229ff., 268 - Walzgeriist 243 ff. - Walzwerke - -Zwölf- 243 - -Sechs- 245 - -Sendzimir- 246 f. - -Zwanzig- 245 Rollgänge - Allgemein 121 - Arbeits- 87 f., 163 - Auslauf- 167, 169 - Einlauf- 222 - Doppel- 167 - Sammel- 177f. - Stapel- 176 f. - Transport- 87 f. Rostfreies Stahlband 252ff. Rückbiegevorrichtung 240 Rückbiegung 128 Rückstau 41 Rückstich 163 Sägen 167, 170, 172 - Hebel- 100 - Pendel- 100 - Schlitten- 100 Scheibe nrollenkühlbett 137 Scheren - Besäumen- 96 - Blech- 97 - Block 97 - Feinstahl- 97 - Flachmessersaum- 139 - fliegende 171 - Häcksel 96 - Kalt- 97 - Knüppel- 97, 178 - Kreis- 97 - Kreismesser-Saum- 139 - Kurbel 97, 148 - Längsspalt- 139 - Längsteil- 96 - mitlaufende 278 - Pendel- 171 - Quer- 278 - Querteil- 96 - Rollengang- 95 - rotierende 172ff„ 177ff.

Sachverzeichnis

320 - Schwing- 278 - Spalt- 277 - stationäre 172ff., 178 - Teil- 171 - Trommel- 148, 278 - Warm- 97 - Warmschopf- 137 Schiebung, einfache 22 Schleiflinie 252 Schlepper 95, 167 - Wagen 95 Schleppwalzen 162 Schlingenbildung 185, 190 Schiingenkanäle 187 Schlingenwagen 237 Schmieden 182 Schmiedekasten 181, 183 Schmiermittel 250 Schmierung 50 Schneideinrichgung 96 Schöpfen 96 Schräg walzenrichtm aschine 101 f. Schrotthaspel 106 Schrottwickler 275 Schrottzerhacker 275 Schubbeizanlage 238 Schubspannungshypothese 29 ff. Schwingmaschine 181 Sechsrollenwalzwerk 245 Sendzimir-Planetenwalzwerk 153 ff. Sendzimir-Zwanzigrollenwalzgerüst 248 Siebel'sche Formel 50 Sohlplatte 84, 165 Sollwertgeber 254 Sortierbett 167 Spaltanlage 254 Spannungs-Dehnungs-Diagramm 18 Spannungsverteilung 32 Spiralrohrschweißanlage 298 ff. Spreizdorn 109 Stabhaspel 105 Ständer 185 f. Staffel 172 Stangenzug 295 Stapelvorrichtung 169 Stauchgeriist, vertikal 128 Stauchkraft 31 Stauchung 31, 37f., 45 Stauchvorgang 32, 50 Stauventil 14 Stelmor-Linie 196

Steuerung, von Block- und Brammenstraßen 128

Stopfenzug 295 Stich 35, 163 Stichabnahme 172 Stranganordnung 185 Stranggießverfahren 188 Straßen - Belgische 184 - Block- 170 ff. - Breitflanschträger- 163 ff. - Deutsche 186 - Draht- 62ff., 184ff. - Feinstahl- 6 2 ff. - Fertig- 6 2 f. - Halbzeug- 169 ff. - Kaltband- 249 ff. - Knüppel- 171 ff. - offene 63 - Profü- 159f., 169 - Steckel- 144 - Tandem- 249 - Trommel- 294 - Universal-Träger- 160f. - Vor- 62 - Zick-Zack- 184 - Zwischen- 62 Streckgrenze 18, 25, 29 Streckgrenzendehnung 251 Streckrichtmaschine 101, 104 Teilanlage 254 Textur 25 Tiefofenkran 94 Tiefziehgüte 232 Totzeit 255 Tragkettenkühlbett 137 Tragrostkühlbett 137 Translation 22, 27 f. Überzüge - organisch, anorganisch 273 Umführung 87ff., 187 Unterdruck 56 Veredelungsanlagen 271 ff. Veredelungsverfahren 271 ff. Verfestigung 25, 28, 48 Verformung - Kalt- 25 - kritische 26

321

Sachveizeichnis - plastische 15, 50 - Wann- 26 Verformungsarbeit 31 f. Verformungsgrad 26 Verformungskoeffizient 37 Versetzungsdichte 28 Versetzungstheorie 26 Veizinkung - Schmelztauch- 273 - elektrolytisch 273 Volumenkonstanz 31, 37 Vorbereitungslinie 25 2 f. Voreilung 41 f., 45 Vorprofilierungsstich 162 Vorstoß wagen 177 Wärmebehandlungsanlagen 25 7 ff. Walzarmaturen 76 ff. Walzbalken 76 Walzballen 71 Walzdruck 34 f. Walzebene 34 Walzen, das - Grundlagen 34 ff. - Kalt- 23 9 ff. - Nach- 239 - Profil- 55 - Richtmaschine 103 - Zugmaschine 12 Walzen, die - Allgemein 185 - Abplattung 42ff., 241 - Anordnung 35 f. - Anstellung 34, 242, 254 - Arbeits- 240 - Drehmoment 51 ff. - Drehzahl 5 3 f. - Durchbiegung 189, 240 - Durchmesser 42, 5 5 ff. - Gußeisen- 71 - Kalibrieren 5 5 ff. - Lager - -Gleitlager 68 - -Ölflutlager 66 - -Wälzlager 65 - Oberfläche 41 - Öffnung 34 - Radius 43 - Rückbiegevorrichtung 241 - Sprung 35 - Ständer 65

- Stahl- 71 - Stütz- 240 - Wechselvorrichtung 131 Walzgerüst - Allgemein 35, 65ff., 162f. - Bauarten 239ff. - Blind-Trio- 184 - Break-Down- 163 - Dreiwalzen- 239 f. - Duo-Reversier- 163 - Fertig- 163 - Flanschenstauch- 163 - Haupt- 162f. - Horizontal- 35 - MKW-Kalt- 24 2 ff. - Neben- 162f. - Profil- 164 - Vertikal- 35, 176 - Vielrollen- 24 3 ff. - Vierwalzen- 240ff. - Wechsel-Duo- 184 - Zweiwalzen- 339 Walzgeschwindigkeit 254 Walzgut - Breite 34 - Geschwindigkeit 41 - Stauung 41 Walzhitze 177 Walzkraft 34, 43, 50f., 240 Walzlinie 57, 174 Walzprofüe 164 Walzrichtung 34, 39 Walz spalt - Allgemein 34, 41, 45 - Kraftwirkung im - 3 8 ff. Walzwerke - Dampf- 12 - Draht- 184 ff. - Einweg- 242 - Exzenter- 182 - Femstahl- 184 ff. - Halbzeug- 169ff. - Kalt- 232ff., 249ff. - Puddel- 13 - Reversier- 242 - Umkehr- 14 - Universal- 162 - Vielrollen- 243 ff. Warmband - Allgemein 232 - Entzunderung 235 ff.

322 - Haspel 109 Warmbett 95, 170 Waimhaltegrube 180 Warmlager 177 f. Warmprofil 56 Warmrichtmaschinen 135 f. Warm schere 97 Warmschopfschere 135 Warmwalzen - Formänderungswiderstand beim - 45 ff. - im Kaliber 5 0 f . Warmwalzprozesse 37 Warmwalzwerke - Allgemein 112, 142ff. - halbkontinuierlich 144 ff. - Steckel- 144 - vollkontinuierlich 146 ff. Werkstoffluß 58 Wickelkorb 109

Sachverzeichnis Wipptische 163 Wirkungsgrad - Formänderungs- 33 Zähigkeit 25 Zangenkanter 91, 163 Zangenkran 94 Zerreißversuch 18, 33 Ziehherd 222 Zunder - Bildung 225 - Schicht 232 - Wäscher 148 Zwanzigrollenwalzwerk 245 ff. Zweiwalzengerüst 239 Zwillings - Bildung 22 - Schiebung 22 Zwölfrollenwalzwerk 243

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5 1 EM A l i S i e m a g S i e g e n e r M a s c h i n e n b a u G m b H • 5912 Hilchenbach-Dahlbruch

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