DE3222930A1

DE3222930A1 - Verfahren zur herstellung eines traegerrohlings fuer universaltraeger

Info

Publication number: DE3222930A1
Application number: DE19823222930
Authority: DE
Inventors: Chihiro Takarazuka Hyogo Hayashi; Yoshiaki Nishinomiya Hyogo Kusaba
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1981-07-10
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1983-02-03
Also published as: BE893566A; CA1179171A; FR2509201A1; GB2105626B; GB2105626A; LU84207A1; FR2509201B1; DE3222930C2; US4420961A

Description

Verfahren zur Herstellung eines Trägerrohlings für Universalträger

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Rohlings für Universalträger aus einer flachen Bramme unter Verwendung eines in einer Universalträgerwalzstraße vorger sehenen Brecherwalzwerkes.

Bislang wurde bei der Herstellung eines Universalträgers ein aus einem Stahlblock ausgewalzter Trägerrohling erhitzt und dieser mittels eines Universalwalzwerkes gewalzt. In letzter Zeit wurde jedoch in Anbetracht von Energieeinsparungen und zunehmenden Erzeugungsraten ein Verfahren in großem Maße praktiziert, bei dem der Universalträger direkt aus einer stranggegossenen Bramme gewalzt wurde.

Da eine stranggegossene Bramme im allgemeinen eine geringere Dicke als ein Stahlblock aufweist, ist es jedoch unmöglich, einen Trägerrohling mit großer Flanschbreite aus der stranggegossenen Bramme mit Hilfe eines konventionellen Kalibrierwalzvorganges zu formen. Um diesem Nachteil entgegen zu treten, wurden demzufolge verschiedene neue Walzverfahren vorgeschlagen. Einige repräsentative Beispiele hierfür werden nachfolgend kurz erläutert.

Bei einem ersten Verfahren (JP-PS 70 402/80) wird ein Brecherwalzwerk mit einer Anzahl von Kastenkalibern, dessen Bodenbreiten allmählich zunehmen zum Walzen einer Bramme, deren Breite in senkrechter Richtung verläuft, verwendet, wobei die Kaliber nacheinander gewechselt werden, um die Breite der Bramme in eine sogenannte "Hundeknochen-"Form zu reduzieren und anschließend das hundeknochenförmige Material durch einen Maßkaliber zu einem Trägerrohling von vorbestimmter Gestalt gewalzt wird. Dieses Verfahren erfordert eine Anzahl von Kastenkalibern. Im allgemeinen ist es schwie-

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rig, einen Trägerrohling für einen großen Universalträger lediglich unter Verwendung eines einzigen Brecherwalzwerkes zu formen, da die Länge des Walzenkörper begrenzt ist.

Bei einem zweiten Verfahren (JP-PS 41 002/81) ist ein Vorsprung in der Mitte des ersten Kastenkalibers vorgesehen, um dadurch eine konkave Einkerbung in der Mitte der Bramme, und zwar bezüglich deren Breite auszubilden. Das Material wird in dem nächsten Kaliber in eine sogenannte Hundeknochenform gewalzt, um dessen Breite zu verringern, während es durch einen gleichartigen Vorsprung darin gehalten wird, so daß es nicht herunterfallen kann. Anschließend wird die Konkavität des Materials durch ein Kastenkaliber mit einem üblichen flachen Kaliberboden beseitigt und das Material mit Hilfe eines Maßkalibers in einen Trägerrohling von bestimmter Gestalt geformt.

Bei einem dritten Verfahren (JP-PS 5164/80) wird eine Bramme direkt von einem Universalwalzwerk ergriffen und in einen Trägerrohling von vorbestimmter Gestalt umgeformt. Bei einem derartigen Universalwalzwerk ist eine große Reduzierung der Breite in den frühen Druchgängen bzw. Stichen nicht möglich, da die senkrechten Walzen im allgemeinen nicht angetrieben sind.

Bei einem vierten Verfahren (OS-PS 4 086 801) werden Flansche bildende Teile durch mehrere Kastenkaliber geweitet, wobei jeder dieser Kastenkaliber in der Bodenmitte eine Ausbuchtung aufweist und die an der Spitze befindlichen Winkel der Ausbuchtungen sich voneinander unterscheiden. Bei diesem Verfahren macht es der unterschiedliche Apikaiwinkel zwischen dem Material und dem Kaliber schwer, das Material - wenn es in das nächste Kaliber gepackt wird - an den äußeren Enden der den Flansch bildenden Teile zu ergreifen und gleichmäßig zu beiden Seiten zu weiten. Demzufolge wird das Material wahrscheinlich verkantet.

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Andere beiläufige Maßnahmen zeigen z. B. ein Verfahren (JP-PS 114 560/79), bei dem nach einem Formkaliber wieder ein Kastenkaliber verwendet wird sowie ein Verfahren (JP-PS 954 002/81), bei dem ein ballig gedrehtes Kastenkaliber Verwendung findet.

Jedes oben beschriebene Verfahren verwendet die sog. "Hundeknochen- "Verformung, bei der eine Bramme, die eine geringere Dicke als die bisher verwendeten Stahlblöcke aufweist, hinsichtlich ihrer Breite in großem Ausmaß einer Querschnittsverringerung bzw. Reduktion unterzogen wird, wodurch sich diese sog. Hundeknochenform ergibt, und wobei die Reduktionskräfte nicht auf den Mittelteil der Bramme, die nur an den Enden ausgedehnt wird, einwirken. Insbesondere bei einem Uni v.ersalträger mit breitem Flansch ist eine gesamte WaIzreduktion bezüglich der Breite von 500 mm oder mehr erforderlich.

Bei diesen bekannten Verfahren ruft die große Breitenreduktion sehr große Fischschwänze an beiden Enden des Trägerrohlings hervor, was in einer großen Menge von abzuschneidenden Abschöpfungen resultiert und zu abnehmenden Ertragsraten des Walzvorgangs führt. Weiterhin reduziert das Erfordernis einer großen Anzahl an Durcngang%n£eieUT?fxcn cten Walzwirkungsgrad. Die Zunahme der Anzahl der Durchgänge ruft zwangsläufig einen Abfall der Temperatur der Bramme hervor und macht die Einbeziehung eines zusätzlichen Schrittes, bei dem der Trägerrohling auf eine geeignete Länge zur Einführung in einen Heizofen abgeschnitten und dort wieder erhitzt wird, zwischen dem Schritt der Herstellung des Trägerrohlings und dem Schritt, bei dem der Universalträger aus diesem Trägerrohling erstellt wird, erforderlich.

Im Fall, daß eine Bramme mit einem großen Flachheitsverhältnis mit ihrer Breite in senkrechter Richtung aufgerich-

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tet und in senkrechter Richtung gewalzt wird, neigt die Bramme dazu, umzufallen, wodurch ein Walzdefekt erzeugt wird, der oft dem Produkt anhaften bleibt.

Es ist somit Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zur Herstellung eines Rohlings für einen Universalträger vorzuschlagen, mit dem man die Ertragsrate und den Wirkungsgrad des Walzvorganges steigern und die Qualität des Produktes verbessern kann, und zwar unter Verwendung einer flachen Bramme, wie z. B. einer stranggegossenen Bramme.

Die Merkmale der zur Lösung dieser Aufgabe geschaffenen Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen.

Das grundlegende Verfahren der Erfindung weist zur Herstellung eines Trägerrohlings für einen Universalträger aus einer flachen Bramme folgende Verfahrensschritte auf: Es wird ein dreieckförmiger Schlitz mit einem vorbestimmten Apikalwinkel in jedem der längsverlaufenden Seitenränder dieser flachen Bramme vorgesehen, die Tiefe dieser Schlitze allmählich vergrößert, wobei der Apikalwinkel des Schlitzes festliegt, und der Schlitz allmählich geweitet, nachdem die Schlitztiefe einen vorbestimmten Wert erreicht hat.

Der Schritt, der die allmähliche Vergrößerung der Schlitztiefe beinhaltet, wird derart durchgeführt, daß man ein Paar Reduktionswalzen des Brecherwalzwerkes mit einer Vielzahl von Kastenkalibern versieht, daß man auf den Böden der Ka-Über dreieckförmige Vorsprünge vorsieht, die den gleichen vorbestimmten Apikalwinkel aufweisen und deren Höhen langsam von einem zum anderen allmählich zunehmen, und daß man die flache Bramme aufeinanderfolgend die Kaliber durchlaufen läßt.

Bei dem Verfahrensschritt, bei dem ein Schlitz vorgesehen 10392

und anschließend dieser Schlitz allmählich vertieft wird, ist es erwünscht, daß das Material keiner wesentlichen Reduktion bzw. Querschnittsverringerung an den äußersten Enden an gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes durch den Boden des Kalibers unterworfen wird, da das Verfahren gemäß der Erfindung in seiner grundsätzlichen Konzeption sich von den bekannten Verfahren unterscheidet, bei denen die Bramme an ihren beiden Enden einer starken Reduktion unterworfen wird, um dort eine Verbreiterung der Dicke zu erzielen (sog. Hundeknochen-Verformung). D. h. bei dem erfindugnsgemäßen Verfahren wird die Hundeknochen-Form dadurch ausgebildet, daß man einen Schlitz von bestimmter Tiefe vorsieht und anschließend diesen Schlitz weitet. Um die erforderliche Schlitztiefe mit so wenig Durchläufen wie möglich zu erzielen, ist es demzufolge erwünscht, daß sich das Material an den äußersten Enden zu beiden Seiten des Schlitzes frei ausdehnen kann, ohne daß es infolge des Kaliberbodens reduziert wird.

Es ist weiterhin bei dem Schritt zur Vertiefung des Schlitzes erwünscht, daß wenigstens in einem Durchlauf das Material an den äußersten Enden zu beiden Seiten des Schlitzes durch die Seiten des Kalibers einer Beschränkung unterworfen wird, um eine Verbreiterung der Dicke des Materials (sog. Hundeknochen-Verformung) zu verhindern. Durch dieses Vorgehen wird die äußerliche Ausdehnung des Materials in Richtung der Breite der Bramme gefördert, wodurch die Herstellung des Schlitzes von vorbestimmter Tiefe erleichtert wird.

Der die Aufweitung des Schlitzes beinhaltende Schritt wird mit Hilfe des Brecherwalzwerkes oder des Universalvorwalzwerkes durchgeführt. Die Reduktionswalze des Brecherwalzwerkes ist mit Kastenkalibern mit flachem Boden versehen, wodurch die geschlitzte Bramme auf den geschlitzten Seitenrändern gewalzt wird.

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Im Falle der Herstellung eines Trägerrohlings unter Verwendung des Brecherwalzwerkes ist es möglich, in einem weiten Bereich unterschiedlich große und unterschiedlich geformte Rohlinge für Universalträger mit Hilfe der gleichen Brecherwalzen, die neben Kastenkalibern zur Ausbildung des Schlitzes mehrere einen flachen Boden aufweisende Kastenkaliber mit unterschiedlichen Bodenbreiten sowie ein Formkaliber mit vorbestimmter Breite zur Reduzierung der Stegdicke aufweisen, wobei man beim Weiten des Schlitzes der Bramme einige der Kastenkaliber mit flachem Boden verwendet, zur Einjustierung der Stegdicke die Bramme unter Verwendung des Formkalibers walzt und man zur Einjustierung der Steghöhe die Bramme unter nochmaliger Verwendung der Kastenkaliber mit flachem Boden walzt.

Infolge dieses erfindungsgemäßen Verfahrens nimmt die Erzeugungsrate zu, da ein großer Fischschwanz an irgendwelchen Enden des Trägerrohlings nicht erzeugt wird. Außerdem wird der Walzwirkungsgrad durch Verringerung der Anzahl der Walzdurchgänge verbessert, da der Wirkungsgrad der Zunahme der Flanschbreite groß ist. Selbst ein großes Produkt kann lediglich durch eine einmalige Erhitzung hergestellt werden, da die Dicke der abgehenden flachen Bramme verringert werden kann.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren ist es möglich, lediglieh mit einem Reduktionswalzenpaar Universalträger mit 30 oder mehr unterschiedlichen Größen in 10 Folgen zu walzen. Mit anderen Worten reichen lediglich drei Arten von Reduktionswalzen aus, um die Produkte aller JIS-Größen zu walzen, wozu bisher 25 Arten oder 50 Sätze von Reduzierwalzen erforderlich waren, was letztlich einer Reduzierung der Walzen um etwa 90 % entspricht.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen näher

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erläutert. Es zeigen:

Fig. IA - ID Schematische Erläuterungen der erfindungsgemäßen Verfahrensschritte;

Fig. 2 Schneidkaliber einer Reduktionswalze eines Brecherwalzwerkes in Vorderansicht, die bei

dem erfindungsgemäßen Verfahren Anwendung finden ;

Fig. 3A und 3B partielle Querschnittsansichten des Materials

zur Verdeutlichung der Beziehung zwischen der Schlitztiefe in den Seitenrändern der flachen

Bramme und der Flanschbreite des Produkts;

Fig. 4 eine Verdeutlichung des Zustands, bei dem der

in die Bramme eingeformte Schlitz mit Hilfe des Brecherwalzwerks geweitet ist;

Fig. 5 eine Verdeutlichung des Zustands, bei dem der

in die Bramme eingeführte Schlitz mit Hilfe eines Universalvorwalzwerkes geweitet ist;

Fig. 6 eines Teil eines experimentellen Schneitkali-

bers in Vorderansicht zur Verdeutlichung einer bevorzugten Methode zur Formung des Schlitzes

gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren;

Fig. 7 die experimentellen Ergebnisse, die durch Verwendung des Schneidkalibers gemäß Fig. 6 erzielt wurden, in graphischer Darstellung;

Fig. 8 eine Verdeutlichung der Verformung des Materials

die in .einem Versuch unter Verwendung des Schneidkalibers der Fig. 6 erzielt wurde;

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Fig. 9A und 9B Schritte zur Formung eines Universalträgers

aus einem Trägerrohling, der nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wurde in Vorderansicht;

Fig. 10 ein Walzwerk in Draufsicht zur Durchführung

des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig. 11 eine Vorderansicht der in dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten Kaliber.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird eine flache Bramme 30 (nachfolgend als Material bezeichnet, vgl. Fig. IA), die mit Hilfe eines Stranggußverfahrens oder irgendwelchen anderen Verfahren hergestellt wurde, zuerst in einem Heizofen auf eine Temperatur von 1200 ° C oder höher erhitzt. Anschließend wird in die Bramme bzw. das Material 30 in jeden der beiden längsverlaufenden Seitenränder 31 ein Schlitz 32 von vorbestimmter Gestalt (Fig. IB) eingeformt.

Die Ausbildung des Schlitzes 32 wird in einem Reversierduo-Brecherwalzwerk (nachfolgend als Brecherwalzwerk bezeichnet) durch Vorwalzen des Materials 3 0 mit Hilfe zweier Reduktionswalzen 1 durchgeführt, die mehrere Kastenkaliber Kl, K2, K3... von vorbestimmter Gestalt, wie in Fig. 2 gezeigt, aufweisen. Dabei steht die Breitseite des Materials senkrecht. Jedes der Kastenkaliber Kl, K2, K3 ... weist einen dreieckförmigen Vorsprung 2 auf, der eine vorbestimmte Höhe h und einen vor-5 bestimmten Apikalwinkel θ hat. Die dreieckförmigen Vorsprünge 2 der Kastenkaliber Kl, K2, K3... sind derart ausgebildet, daß sie im wesentlichen den festen bzw. gleichen Apikalwinkel θ aufweisen, wobei die Höhen h der Vorsprünge allmählich zunehmen.

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Unter Verwendung der oben beschriebenen Kastenkaliber Kl, K2, K3. . . nimmt die Tiefe des Schlitzes 32 des Materials allmählich bis auf einen vorbestimmten Wert zu (Fig. IB bis ID).

Anschließend wird mit Hilfe des Brecherwalzwerkes oder des Universalvorwalzwerkes der Schlitz 32 des Materials 30 geweitet, um einen Trägerrohling 40 von vorbestimmter Gestalt zu erzeugen.

Die Fig. 3A und 3B zeigen die Beziehung zwischen der endgültigen Tiefe d des in dem Material 30 ausgebildeten Schlitzes 32 und die Breite F des Flansches 51 des erzeugten Universalträgers. Zwischen der Tiefe d und der Flanschbreite F besteht eine Wechselbeziehung, dessen Verhältnis von der Art des Walzwerkes, das bei dem Schritt der Aufweitung des Schlitzes 32 verwendet wird, bestimmt wird.

Wird der Schritt der Aufweitung des Schlitzes mit Hilfe eines einen flachen Boden aufweisenden Kastenkalibers des Brecherwalzwerkes durchgeführt (Fig. 4)., so ist der Wirkungsgrad der Aufweitung geringer als der eines Universalvorwalzwerkes (Fig. 5), da der Schlitz bei der waagrechten Aufweitung in senkrechter Richtung etwas zusammengepreßt wird. Demzufolge beträgt die Tiefe d des Schlitzes vorzugsweise 40 % oder mehr der Flanschbreite F des Produktes.

Wird andererseits der Schritt der Aufweitung des Schlitzes mit Hilfe eines Universalvorwalzwerkes vorgenommen (Fig. 5), so ist das Ausmaß der Schlitzkomprimierung gering, da bei der Ausweitung des Schlitzes durch senkrechte Walzen 3 der Steg auch durch waagrechte Walzen 4 0 im Querschnitt verkleinert wird. Demzufolge kann die Schlitztiefe d kleiner als 40 % der Flanschbreite F des Produktes sein.

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Die Fig. 4 und 5 zeigen den Schritt der Ausweitung des Schlitzes 32 zur Ausbildung des Trägerrohlings 40, nachdem der Schlitz 32 von vorbestimmter Tiefe ausgebildet wurde. Insbesondere zeigt Fig. 4 den Fall, bei dem der Schlitz-

mit flachem Beden ausweitungsschritt durch das Kaliber K9Mind Fig. 5 den Fall, bei dem der Schlitzausweitungsschritt durch die senkrechten Walzen 3 des Universalvorwalzwerkes durchgeführt wird.

Wird das Universalvorwalzwerk verwendet, kann der Steg des Trägerrohlings mit Hilfe der waagrechten Walzen 4 reduziert werden, während der Schlitz 32 durch die senkrechten Walzen 3 geweitet wird.

Im folgenden wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel für die Ausbildung des Schlitzes 32 in den Seitenrändern 31 der Bramme beschrieben.

Fig. 7 zeigt die Änderung der maximalen Steghöhe für den Fall, daß das Material mit einer Dicke von t = 300 mm und einer Breite H = 1200 mm, . um 200 mm in Richtung der Breite unter Verwendung des in Fig. 6 gezeigten Schneidkalibers verringert wurde. Die Parameter des Schneidkalibers 21 weisen dabei folgende Werte auf:

Al = 290 mm A2 = 315 mm

Bl = 125 mm B2 = 145 mm

B3 = 270 mm θ = 60°

In Fig. 7 kennzeichnet die maximale Steghöhe H die maxi-

^ -³ max

male Höhe des mit den Schlitzen versehenen Materials 30, die zentrale Steghöhe H den Abstand zwischen den beiden Schlitzboden des Materials 30, wie in Fig.8 dargestellt.

Bei der zur Herstellung der Schlitze stattfindenden Reduktion fließt, wie aus den Fig. IB bis ID und Fig. 6 zu ersehen, das

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Material 30 zum Kaliberboden, da das Material an den beiden Seitenrändern durch die Seitenwände 211 des Kalibers eingeengt wird. Wird der Walzvorgang ohne die Beschränkung infolge der Seitenwände 211 durchgeführt, so wird das Material ■ 5 durch die Reduktion an den beiden Seitenrändern nach unten gezogen - wie durch die gestrichelte Linie 35 in Fig. 8 verdeutlicht - wodurch die maximale Steghöhe H zu diesem Zeitpunkt kleiner als die anfängliche Brammenbreite H ist.

Jedoch ist in dem Fall, bei dem ein Kaliber, das die Ausweitung der Brammenenden in Richtung der Dicke beschränkt und einen tiefen Kaliberboden 24, wie in Fig. 6 gezeigt, aufweist, verwendet wird, die maximale Steghöhe H größer

max

als die anfängliche Brammenbreite H, wie dies in Fig. 8 anhand der durchgezogenen Linie verdeutlicht ist. Mit anderen Worten ist die Schlitztiefe H - H größer als

max ο ^

die Walzreduktion H-H

Das bedeutet, daß nur eine geringe Reduktion durch das Schneidkaliber vorgenommen werden muß, um eine gegebene Flanschbreite zu erhalten. Dies ist äußerst wichtig für die Kürzung der Länge des Arbeitsvorganges und der Reduzierung der erforderlichen Materialabmessungen.

Der auf diese Weise hergestellte Trägerrohling 40 erfährt in bezug auf die Dicke des Stegteils 41 eine Reduzierung und wird in die endgültige Querschnittsform gebracht, und zwar durch das Formkaliber KlO (Fig. 9A) und das Kastenkaliber K9 (Fig. 9B), die beide in der gleichen Reduktionswalze 1 (Fig. 2) enthalten sind.

Im folgenden werden Beispiele für die Durchführung des· erfindungsgemäßen Verfahrens beschrieben.

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Beispiel 1

Das Walzwerk, mit dem das erfindungsgemäße Verfahren durchgeführt wurde, hatte den in Fig. 10 gezeigten Aufbau und war gekennzeichnet durch einen Heizofen 12, ein Brecherwalzwerk 13, ein erstes Universalvorwalzwerk 14, ein erstes Stauchgerüst 15, eine Schopfschere bzw. -säge 16, ein zweites Universalvorwalzwerk 17, ein zweites Stauchgerüst 18 und ein Universalnachwalzwerk 19. Ein durch eine gestrichelte Linie dargestellter Block 10 umfaßt die Fertigungsstraße für den Trägerrohling 40.

Um ein Produkt der Größe H 400 χ 400 mm herzustellen, wurde eine stranggegossene Bramme mit einer Dicke von 180 mm und einer Breite von 1200 mm in dem Heizofen 12 auf 1250° C erhitzt und durch ein Reduktionswalzenpaar 20 des Brecherwalzwerks vorgewalzt, wobei die Reduktionswalze drei Arten von Schneidkalibern K21 bis K23, ein Kastenkaliber K24 und ein Formkaliber K25, wie in Fig. 11 dargestellt, aufwies. Die Schneidkaliber K21, K22 und K23 hatten Bodenbreiten Ll von 220, 300 bzw. 380 mm, die Höhen h der dreieckförmigen Vor-Sprünge betrugen 40, 120 bzw. 200 mm und der Apikalwinkel θ betrug 60°. Das Kastenkaliber K24 hatte eine Bodenbreite L2 von 500 mm und das Formkaliber K25 eine Bodenbreite L3 von 720 mm.

Bei dem Vorwalzvorgang wurde die erhitzte Bramme, deren Breite in senkrechter Richtung verlief, durch die Schneidkaliber K21 bis K23 in zwei Durchgängen pro Kaliber gewalzt, um insgesamt um 400 mm reduziert zu werden, und in drei Durchgängen durch das Kastenkaliber K24 fortlaufend gewalzt, um den Schlitz so zu weiten, daß ein Trägerrohling von hundeknochenförmigem Querschnitt mit der Steghöhe von 700 mm und einer Flanschbreite von 520 mm entstand. Anschließend wurde das Material um 90° gedreht und durch das Formkaliber K25 in zwei Durchgängen in einen Träger-

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rohling 4 0 mit einer Stegdicke von 70 mm, einer Flanschbreite von 450 mm und einer Steghöhe von 720 mm gewalzt.

Der Trägerrohling 40 wurde anschließend durch die Schopfsäge 16, das zweite Universalvorwalzwerk 17 und das zweite Stauchgerüst 18 und das Universalnachwalzwerk 19 zu einem Produkt fertig bearbeitet.

Die Reihenfolge der oben beschriebenen Durchläufe ist in Tabelle 1 verdeutlicht.

Tabelle 1

Durch gang Nr.	Kaliber Nr.	Steg dicke t (mm)	Reduktions betrag t (mm)	Zentrale Stegtiefe " H (ram) O	maximale Stegtiefe· H (mm) mav
\^		180		1200	1200
1	(T) K21	Il	50	1150	1190
2	Il	Il	50	1100	1178
3	K22	Il	60	1040	1170
4	Il	Il	80	960	1162
5	K23	Il	11	880	1150
6 7	Il K24	Il Il	Il (160)	800 760	1140 980
8	Il	Il	(160)	720	820
9	It	■1	(120)	700	700
10	(T) K25	120	60	720	720
11	(T) K24	Il	20	700	700
12	(T) K25	70	50	720	720
13	Il	Il	0	Il	Il

Drehung des Materials um 90^c

Beispiel 2

Ein Trägerrohling für einen Universalträger der gleichen Größe wie in Beispiel 1 (H 400 χ 400 mm) wurde mit Hilfe des die Walzen 20 der Fig. 11 beinhaltenden Brecherwalzwerkes gefertigt. Die Ausgangsbramme mit einer Breite von 1150 mm und einer Dicke von 250 mm wurde in dem Heizofen auf 1250° C erhitzt und anschließend durch das Brecherwalzwerk 13 mit den Schneidkalibern K21, K22 und K23_;dem einen flachen Boden aufweisenden Kastenkaliber K24 und dem Formkaliber K25 vorgewalzt. Die Schneidkaliber K21, K22 und K23 hatten fast die gleiche Breite Ll von 305, 305 bzw. 310 mm, wobei die Höhe h der dreieckförmigen Vorsprünge 22 120, 180 bzw. 220 mm und der Apikaiwinkel θ 60° betrug. Das Kastenkaliber K24 hatte eine Bodenbreite von 540 mm und eine Kragenbreite L2 von 580 mm und das Formkaliber K25 hatte eine Breite L3 von 720 mm.

Das Verzeichnis der einzelnen Durchläufe beim Vorwalzen mit Hilfe des Brecherwalzwerkes 13 ist in Tabelle 2, die auf der nachfolgenden Seite aufgeführt ist, gezeigt.

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Tabelle

Durchgang

Kaliber

Nr.

Stegdicke t. (mm)

Reduktionsbetrag At (mm) Zentrale
Stegtiefe
Ho (mm)

maximale Stegtiefe ■ Hmax (mm)

250 1150

1150

(T) K21

70 1080

1142

1010

1130

K22 940

1144

870

1154

K23 800

1160

K24

(160) 1000

(160) 840

(140) 700

700

©K25.

200

50 720

720

@ K24

20 700

700

(T) K25

150

50 720

720

(T) K2 4

20 700

700

(T) K25

110

40 720

720

(T) K24

20 700

700

(T) K25

80

30 720

720

(T) K24

20 700

700

(T) K25

70

10 720

720

Drehung des Materials um 90'

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Das Material wurde mit seiner Breitseite aufrecht durch die Schneidkaliber K21, K22 und K23 in zwei, zwei bzw. einem Durchgang gewalzt, d. h. insgesamt in fünf Durchgängen, um um 350mm reduziert zu werden. In diesem Fall, wie in den Fig. IB bis ID gezeigt, standen die äußersten Enden 31 auf den gegenüberliegenden Seiten des Schlitzes nicht mit den Kaliberböden 24 in Berührung.

Nacheinander wurde das Material mit Hilfe des Kastenkalibers K24 in drei Durchgängen gewalzt, so daß die Schlitze 32 aufgeweitet und somit letztlich das Material in einen. Trägerrohling 40 von hundknochenförmigem Querschnitt, wie in Fig. 4 gezeigt, mit einer Steghöhe (H = H ) von 700 mm

ο max

und einer Flanschbreite (A ) von 560 mm geformt wurde.

ITlclX

Bei den Durchgängen durch das Schneidkaliber K22 nahm, wie aus Tabelle 2 zu ersehen, die maximale Steghöhe H

' ^ max

zu, während die zentrale Steghöhe H um 70 mm reduziert wurde, da die Kaliberbreite nicht bezüglich der Breite des Kalibers K21 zunahm ., um die Dickenaufweitung des Materials zu beschränken. Weiterhin waren nur acht Durchgänge, entschieden weniger als bei den bekannten Verfahren, erforderlich, um die flache Bramme in einen hundekno"chenförmigen Träger mit einer Flanschbreite, die zweimal der Dicke oder mehr der flachen Bramme entspricht, zu formen.

Vergleicht man die Ergebnisse des Beispiels 2 mit denen des Beispiels 1, so wird deutlich, daß das Beispiel 2 eine geringere Anzahl an Durchgängen, um die vorbestimmte Schlitztiefe zu erzielen, und eine geringere Breite (1150mm) der Ausgangsbramme im Vergleich zu Beispiel 1 erfordert.

Anschließend wurde das Material um 90° gedreht (was in Tabelle 2 durch das Zeichen (τ) verdeutlicht wird) und mit Hilfe des Formkalibers K25 zu einem Trägerrohling 40

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mit einer Stegdicke von 70 mm, einer Flanschbreite von 450 mm und einer Steghöhe von 720 mm gewalzt.

Der derart erzeugte Trägerrohling wurde anschließend mittels der Schopfsäge 16 zu beiden Seiten von Abschöpfungen befreit und durch das Universalvorwalzwerk 14, das Stauchgerüst 15 und das Universalnachwalzwerk 19 zu einem Produkt endverarbeitet.

Beispiel 3

Der Schlitz eines Trägerrohlings für einen Universalträger (H 400 χ 400 mm) wurde durch die senkrechten Walzen des Universalwalzwerkes geweitet. Das Ausgangsmaterial bestand aus einer flachen Bramme mit einer Dicke von 250 mm und einer Breite von 1150 mm. Walzenkaliber des Brecherwalzwerkes waren die gleichen wie die des Beispiels 2. Die waagrechte Walze des Universalwalzwerkes hatte eine Kegelverjüngung von 30° und die senkrechte Walze einen an der Spitze befindlichen Winkel von 120°.

Die flache Ausgangsbramme wurde zuerst im Heizofen auf 1250° C erhitzt und an beiden Seitenrändern mit Hilfe des Brecherwalzwerkes mit einem Schlitz von 120 mm Tiefe unter Verwendung der Kaliber K21, K22 und K23, wie in Beispiel 2 gezeigt, versehen. Das Durchgangsverzeichnis war das gleiche wie in Beispiel 2, das fünf Durchgänge vorsieht.

Die geschlitzte Bramme wurde zum ersten Universalvorwalzwerk transportiert, um den Steg in sieben Durchgängen zu reduzieren, wobei gleichzeitig der Schlitz durch die senkrechten Walzen von 60° auf 120 ° aufgeweitet wurde. Zu diesem Zeitpunkt ergab sich infolge des ersten Universalvorwalzwerkes folgendes Vollmaß: eine Stegdicke (t) von 70 mm, eine zentrale Steghöhe (H ) von 700 mm und eine Flanschbreite von 46o mm.

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Anschließend wurde das Material zu einer Maschinengruppe befördert, die sich aus dem zweiten Universalvorwalzwerk und dem zweiten Stauchgerüst zusammensetzt. Die Walzen des zweiten Universalvorwalzwerkes und das zweite Stauchgerüst hatten eine Kegelverjüngung von 5° und die senkrechten Walzen hatten einen Apikaiwinkel von 170 °. Hier wurde das Material durch einen reversen Walzvorgang in sieben Durchgängen auf eine Stegdicke (t) von 13, 5 mm, eine Flanschdicke von 21,9 mm und eine Flanschbreite von 403 mm reduziert.

Schließlich wurde das Material in einem Durchgang auf H 400 χ 4 00 mm gewalzt.

Das Durchgangsverzeichnis des Brecherwalzwerkes und des ersten Universalvorwalzwerkes (Kegelverjüngung von 30°) im Beispiel 3 wird in Tabelle 3 gezeigt.

Tabelle 3

Walz werk	Durch gang Nr.	- Kaliber Nr.	Steg- • ' dicke « t (mm)	Reduktions betrag At (mm)	Zentrale Stegtiefe Ho (mm)	maximale Stegtiefe· Hmax (mm)
BD .	\	^\^	250	^\^_	1150	1150
1st UR	• 1	©K21	Il	70	1080	1142
2	Il	Il	Il	1010	1130
3	K22	Il	■1	940	1144
4	Il	»	Il	- 870	1154
. 5	K23	Il	Il	800	1160
1	^\	220	30	792	1100
2	^\	190	30	780	1040"
3	^\^	160	30	770	1010
4		135	25	760	990
5		110	25	740	970
6		90	20	720	950
7		70	20	700	930

Τ) : Drehung des Materials um 90°
BD: Brecherwalzwerk
1st UR: erstes Universalvorwalzwerk

In dem bisher verwendeten Verfahren wurde der Trägerrohling einmal gekühlt, wurden die Abschöpfungen abgeschnitten und Fehler beseitigt. Anschließend mußte der Rohling für den Arbeitsvorgang an dem Universalvorwalzwerk oder anderen Walzwerken wieder erhitzt werden, um schließlich in ein Endprodukt verarbeitet zu werden. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedoch möglich, ein Produkt mit geringsten Walzfehlern durch lediglich eine einzige Erhitzung zu walzen. Da sich an den Enden des Trägerrohlings keine Fischschwänze bilden, nimmt die Ertragsrate zu; da der Flanschausweitungswirkungsgrad groß ist, nimmt der Walzwirkungsgrad durch die Verringerung der Anzahl der Walzdurchgänge ab, wodurch es möglich ist, einen großen Universalträger aus einer flachen Bramme mit einer geringen Dicke herzustellen.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren nimmt die Walzertragsrate um etwa 6 % gegenüber bekannten Verfahren zu, bei denen z. B. eine große Anzahl von Kastenkalibern verwendet werden, um den gewünschten Trägerrohling herzustellen oder ein Vorsprung in der Bodenmitte jedes Kastenkalibers vorgesehen ist, so daß das Material, während es am Herabfallen durch den Vorsprung gehindert wird, hinsichtlich seiner Breite reduziert wird.

Da das erfindungsgemäße Verfahren einen hohen Flanschausweitungswirkungsgrad ermöglicht, kann eine Bramme mit geringerer Breite und Dicke als bei den bekannten Verfahren verwendet werden, um ein Produkt von gegebener Größe herzustellen. Demgemäß kann die Aufheiztemperatur für die Bramme

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niedriger gewählt werden, was, verbunden mit dem fehlenden Erfordernis einer Wiedererwärmung, bezüglich der Energieeinsparung einen großen Nutzen bringt.

Claims

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Verfahren zur Herstellung eines Trägerrohlings für Universalträger

Patentansprüche

f 1. /Verfahren zur Herstellung eines Trägerrohlings für einen Universalträger, dadurch gekennzeichnet, daß man längs einer flachen Bramme in jedem der beiden Seitenränder durch Warmwalzen einen Schlitz unter Verwendung einer Vielzahl von Schneidkaliberpaaren vorsieht, wobei jedes Schneidkaliber in der Bodenmitte einen dreieckförmigen Vorsprung aufweist und wobei die an der Spitze befindlichen Winkel der dreieckförmigen Vorsprünge gleich sind und die Höhen der Vorsprünge allmählich aufeinanderfolgend ansteigen; daß man den Schlitz allmählich vertieft und daß man den Schlitz, nachdem die Schlitztiefe einen vorbestimmten Wert erreicht hat, allmählich weitet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich net, daß während der Herstellung und Vertiefung des

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Schlitzes die äußersten Enden des Materials zu beiden Seiten des Schlitzes im wesentlichen keiner Reduktion durch den Boden des Kalibers unterliegen.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man während wenigstens eines Durchgangs des Schlitzvertiefungsschrittes die äußersten Enden des Materials zu beiden Seiten des Schlitzes durch die Seiten der Kaliber zusammenpreßt, um eine Dickenausweitung des Materials zu unterbinden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß man den Schritt der Aufweitung des Schlitzes mit Hilfe von flache Böden aufweisenden Kastenkalibern eines Brecherwalzwerkes durchführt.
5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch g e k e η η zeichnet, daß man den Schritt der Aufweitung des Schlitzes mit Hilfe senkrechter Walzen eines Universalwalzwerkes durchführt.

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