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EP0881004A2 - Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen - Google Patents

Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen Download PDF

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EP0881004A2
EP0881004A2 EP98109418A EP98109418A EP0881004A2 EP 0881004 A2 EP0881004 A2 EP 0881004A2 EP 98109418 A EP98109418 A EP 98109418A EP 98109418 A EP98109418 A EP 98109418A EP 0881004 A2 EP0881004 A2 EP 0881004A2
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EP
European Patent Office
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rolling
cooling water
web
cooling
flange
Prior art date
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Withdrawn
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EP98109418A
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English (en)
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EP0881004A3 (de
Inventor
Georg Dipl.-Ing. Engel
Paul-Josef Dr.-Ing. Mauk
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SMS Siemag AG
Original Assignee
SMS Schloemann Siemag AG
SMS Demag AG
Schloemann Siemag AG
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Publication date
Application filed by SMS Schloemann Siemag AG, SMS Demag AG, Schloemann Siemag AG filed Critical SMS Schloemann Siemag AG
Publication of EP0881004A2 publication Critical patent/EP0881004A2/de
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    • B21B2045/0221—Cooling devices, e.g. using gaseous coolants using liquid coolants, e.g. for sections, for tubes for structural sections, e.g. H-beams

Definitions

  • the invention relates to a method for rolling steel profiles, in particular in a universal carrier rolling mill with alternating X and H rolling as well as targeted cooling of the steel profile during rolling.
  • Processes and rolling mills suitable for rolling steel profiles or beams or streets are well known, for example from EP-A-0 256 409 and EP-B-0 498 733.
  • These temperature differences call during normal or forced cooling the rolled beam to room temperature stresses in the profile, causing a Distortion and / or curvatures can occur that affect the wearer's resilience reduce.
  • These temperature differences, the or their effects on Completely rolled supports are difficult to remove, impair or place Cooling measures for tempering from the rolling heat or for thermomechanical Rolls in question.
  • Cooling devices used to date are based on immersion cooling or spray cooling, as for a procedure mentioned at the beginning by the magazine "Stahl und Eisen 109 (1989), No. 9, 10 ", pages 497 to 502
  • the process consists of a thermomechanical rolling process for heavy beam profiles from a combination of thermomechanical treatment and selective cooling the flange-web connection zone during rolling. It should be one uniform temperature distribution in the flange and thus homogeneity the material properties in the product cross section can be improved. It will be there tries the transition or connection zone flange / web either from the outside Spray on the flange side centers or from the inside and outside. Both Measures require complex cooling sections with adjustable nozzles.
  • the Cooling devices are either between the roughing stands or after arranged on the finishing stand. With tandem reversing lines on one side of the Roll stands, so that the profile or the carrier during the roughing or after the finish stitch cools.
  • the invention is therefore based on the object of a method of the beginning to create the type mentioned, with simple means and little effort a more uniform temperature across the cross section of a rolled steel profile can be reached after cooling.
  • This object is achieved in that in the roughing in an X-caliber on each side of the steel profile at the junction of the web and flange a cooling water channel is formed. It can therefore be a uniform temperature across the cross section of the beam profile at low Reach level by using no additional cooling devices - such as especially nozzle arrangements - the already existing cooling water in the Cooling water channels and thus in the area of the web / flange connection zone is concentrated, and this through the early use of cooling, namely during roughing.
  • the web is required to form the cooling water channels to be rolled only slightly buckling upwards, for which the horizontal rolls have a corresponding complementary shape in the roughing stand. It results a roof-like web configuration, i.e. with to both flange sides inclined web sections, which in interaction with the flanges form the gutter provide.
  • An embodiment of the invention provides that in the cooling water channels H-rolling effluent rolling cooling water is concentrated.
  • the available with it standing water volume ensures the desired locally stronger cooling of the rolled material in the area with a material accumulation, i.e. the connection zone between web and flange.
  • the concentrated Roller cooling water an additional amount of water either unpressurized or as Spray water is added.
  • the existing roller cooling water can thus if necessary in the form of laminar cooling or with a necessary or desired movement can be added.
  • At least one Rolling the finishing stand is disengaged from the steel profile.
  • the finishing stand for one or multiple stitches just to be opened, which is synonymous with an extended cooling effect.
  • the possible results Cooling times from the respective rolling length, the rolling speeds and the Reversing and non-productive times.
  • the Cooling times essentially determined by the number and length of the cooling sections.
  • a universal roughing stand I and a universal finishing stand II comprehensive rolling mill is an H-beam 1 (dimensions 600 x 300 mm) produced by X-H rolling in several passes.
  • the upsetting roller arrangement of the universal roughing stand I, with which the X-rolling is carried out, consists of two vertical rollers 3 and two acting on the carrier flanges 2 the carrier web 4 acting horizontal rollers 5.
  • the roller arrangement of the Universal finishing stand II for H-rolling the beam 1 also has two Vertical rollers 6 and two horizontal rollers 7; in a last stitch there is the final H-beam 1 completed.
  • the lower horizontal roller 5 is slightly double-conical, that your bale tapers from the central plane to the roll neck, while the upper horizontal roller 5 has a complementary, incised roller contour having.
  • the carrier web 4 therefore takes a roof-like in the X-rolling Configuration with web sections 4a or inclined towards both carrier flanges 2 4b. It is achieved in this way that in the transition zone low-lying ends of the web sections 4a and 4b to the support flanges 2 both on the left and on the right side a cooling water channel 8a or 8b trains.
  • This can preferably be that of the H-roller arrangement of the Concentrate the universal finishing stand II draining roller cooling water and the Cool the H-beam 1 more strongly in this area with a larger material accumulation.
  • the formation of the cooling water channels 8a and 8b and - if necessary by Supplementary additional water supply - amount of cooling water can be in Dependency of the rolling cycles should be such that a uniform Temperature over the cross section of the rolled carrier is reached. This helps also in that - as in FIGS. 2 and 3 for the left cooling water channel 8a shown - during the flange plunge stitch without touching the web (see FIG. 2) or with upset rollers placed on the web 4 (cf. FIG. 3), which is characterized by Can influence the contact surfaces of the compression stand, is rolled. In case of a X-H tandem reversing line inevitably follows that always on the The inlet and outlet side of the universal roughing stand is cooled with X calibration.

Landscapes

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

Abstract

Ein Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen, insbesondere in einem Universal-Trägerwalzwerk, mit einer wechselweisen X- und H-Walzung sowie gezielter Kühlung des Stahlprofils beim Walzen, ermöglicht mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand eine gleichmäßigere Temperatur über den Querschnitt eines gewalzten Stahlprofils nach dessen Abkühlung, wenn bei der Vorwalzung mit einem X-Kaliber auf jeder Seite des Stahlprofils an den Verbindungsstellen von Steg und Flansch eine Kühlwasserrinne ausgebildet wird. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen, insbesondere in einem Universal-Trägerwalzwerk, mit einer wechselweisen X- und H-Walzung sowie gezielter Kühlung des Stahlprofils beim Walzen.
Zum Walzen von Stahlprofilen bzw. Trägern geeignete Verfahren und Walzwerke bzw. -straßen sind hinlänglich bekannt, beispielsweise aus der EP-A-0 256 409 und EP-B-0 498 733. Hierbei entstehen beim Walzen von Stahlprofilen wie H-, U- und Doppel-T-Trägern bedingt durch die Massenverteilung bei den verschiedenen Zwischenquerschnitten über den Querschnitt verteilt stark unterschiedliche Temperaturverhältnisse. Diese Temperaturunterschiede rufen beim normalen oder forcierten Abkühlen der gewalzten Träger auf Raumtemperatur Spannungen im Profil hervor, wodurch ein Verzug und/oder Krümmungen auftreten können, die die Belastbarkeit des Trägers verringern. Diese Temperaturunterschiede, die bzw. deren Auswirkungen am fertiggewalzten Träger nur schwer zu beseitigen sind, beeinträchtigen oder stellen Abkühlmaßnahmen zwecks Vergütung aus der Walzhitze oder zum thermomechanischen Walzen gar ganz in Frage.
Bisher eingesetzte Kühlvorrichtungen beruhen auf Tauchkühlung oder Sprühkühlung, wie für ein eingangs genanntes Verfahren durch die Zeitschrift "Stahl und Eisen 109 (1989), Nr. 9, 10", Seiten 497 bis 502 bekanntgeworden. Bei dem dort beschriebenen thermomechanischen Walzprozeß für schwere Trägerprofile besteht das Verfahren aus einer Kombination aus thermomechanischer Behandlung und selektivem Kühlen der Flansch-Steg-Verbindungszone während des Walzens. Es soll damit eine gleichmäßige Temperaturverteilung im Flansch erzielt und dadurch die Homogenität der Materialeigenschaften im Produktquerschnitt verbessert werden. Es wird dabei versucht, die Übergangs- bzw. Verbindungszone Flansch/Steg entweder von außen auf den Flanschseiten-Mitten anzusprühen oder von innen und außen. Beide Maßnahmen erfordern aufwendige Kühlstrecken mit verstellbaren Düsen. Die Kühlvorrichtungen sind dabei entweder zwischen den Vorwalzgerüsten oder nach dem Fertiggerüst angeordnet. Bei Tandem-Reversierstraßen auf einer Seite der Walzgerüste, so daß sich das Profil bzw. der Träger während der Vorwalzung oder nach dem Fertigstich kühlen läßt.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art zu schaffen, mit dem sich mit einfachen Mitteln und geringem Aufwand eine gleichmäßigere Temperatur über den Querschnitt eines gewalzten Stahlprofils nach dessen Abkühlung erreichen läßt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß bei der Vorwalzung in einem X-Kaliber auf jeder Seite des Stahlprofils an den Verbindungsstellen von Steg und Flansch eine Kühlwasserrinne ausgebildet wird. Es läßt sich somit eine gleichmäßige Temperatur über dem Querschnitt des Trägerprofils auf niedrigem Niveau erreichen, indem ohne den Einsatz zusätzlicher Kühleinrichtungen - wie insbesondere Düsenanordnungen - das ohnehin vorhandene Kühlwasser in den Kühlwasserrinnen und damit im Bereich der Verbindungszone Steg/Flansch konzentriert wird, und dies schon durch frühzeitigen Einsatz der Kühlung, nämlich während der Vorwalzung. Zur Ausbildung der Kühlwasserrinnen braucht der Steg lediglich leicht nach oben einknickend gewalzt zu werden, wozu die Horizontalwalzen im Vorgerüst eine entsprechende komplementäre Formgebung besitzen. Es ergibt sich damit eine dachartige Stegkonfiguration, d.h. mit zu beiden Flanschseiten hin geneigten Stegabschnitten, die im Zusammenspiel mit den Flanschen die Rinne bereitstellen.
Eine Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß in den Kühlwasserrinnen das von den H-Walzen abfließende Walzkühlwasser konzentriert wird. Die damit zur Verfügung stehende Wassermenge sorgt für die gewünschte örtlich stärkere Kühlung des gewalzten Materials in dem Bereich mit einer Materialanhäufung, d.h. der Verbindungszone zwischen Steg und Flansch.
Es wird erfindungsgemäß weiterhin vorgeschlagen, daß dem konzentrierten Walzenkühlwasser eine zusätzliche Wassermenge entweder drucklos oder als Spritzwasser zugegeben wird. Das vorhandene Walzenkühlwasser kann somit bedarfsweise in Form einer Laminar-Kühlung oder mit einer notwendigen bzw. gewünschten Bewegung ergänzt werden.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird beim Stauchwalzen während eines Flanschstauchstichs mit bereichsweise auf den Steg aufgesetzten Walzen gewalzt. Bei dieser quasi abgestützten Form der Kühlrinnen-Ausbildung, bei der diese durch Anlaufflächen der Walzen des Stauchgerüstes beeinflußt werden, wird die Erzielung einer guten Stegmittigkeit unterstützt.
Bei einer vorteilhaften Anwendung des Verfahrens zum Betreiben einer X-H-Reversier-Tandemstraße wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei mindestens einem Walzstich das Fertiggerüst außer Eingriff mit dem Stahlprofil gebracht wird. Hierbei braucht - bei dann allerdings verminderter Produktivität - das Fertiggerüst bei einen oder mehreren Stichen lediglich geöffnet zu werden, was dann gleichbedeutend mit einer verlängerten Kühlwirkung ist. Bei dieser Walzung ergeben sich die möglichen Kühlzeiten aus der jeweiligen Walzlänge, den Walzgeschwindigkeiten und den Reversier- und Nebenzeiten. Hingegen werden bei kontinuierlicher Walzung die Kühlzeiten im wesentlichen durch Anzahl und Länge der Kühlstrecken bestimmt.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung, in der in den Zeichnungen dargestellte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert werden. Es zeigen:
Fig. 1
von einem weiter nicht darstellten Walzwerk als Einzelheit die H-Walzenanordnung eines Universal-Fertiggerüstes und - in der Figur unten dargestellt - die X-Walzenanordnung eines Universal-Vorgerüstes;
Fig. 2
als vergrößerte Einzelheit die linke Hälfte des in dem Universal-Vorgerüstes in X-Walzung hergestellten H-Trägers mit Ausbildung einer Kühlwasserrinne in der Übergangszone von Steg/Flansch; und
Fig. 3
eine der Fig. 2 entsprechende Darstellung bei der X-Walzung mit demgegenüber allerdings auf den Steg des H-Trägers bereichsweise aufgesetzter horizontaler Stauchwalze.
In einem gemäß Fig. 1 ein Universal-Vorgerüst I und ein Universal-Fertiggerüst II umfassenden Walzwerk wird im Ausführungsbeispiel ein H-Träger 1 (Abmessungen 600 x 300 mm) durch X-H-Walzung in mehreren Stichen hergestellt. Die Stauchwalzen-Anordnung des Universal-Vorgerüstes I, mit der die X-Walzung durchgeführt wird, besteht aus zwei auf die Trägerflansche 2 einwirkenden Vertikalwalzen 3 und zwei auf den Trägersteg 4 einwirkenden Horizontalwalzen 5. Die Walzenanordnung des Universal-Fertiggerüstes II zur H-Walzung des Trägers 1 besitzt ebenfalls zwei Vertikalwalzen 6 und zwei Horizontalwalzen 7; dort wird in einem letzten Stich der endgültige H-Träger 1 fertiggestellt.
Von den beiden einander gegenüberliegenden Horizontalwalzen 5 des Universal-Vorgerüstes I ist die untere Horizontalwalze 5 leicht doppelkonisch so ausgeführt, daß ihr Ballen sich ausgehend von der Mittelebene zum Walzenzapfen hin verjüngt, während die obere Horizontalwalze 5 eine komplementäre, eingeschnittene Walzenkontur aufweist. Der Trägersteg 4 nimmt daher bei der X-Walzung eine dachartige Konfiguration mit zu beiden Trägerflanschen 2 hin geneigten Stegabschnitten 4a bzw. 4b an. Es wird auf diese Weise erreicht, daß sich in der Übergangszone der tiefliegenden Enden der Stegabschnitte 4a bzw. 4b zu den Trägerflanschen 2 sowohl an der linken als auch an der rechten Seite eine Kühlwasserrinne 8a bzw. 8b ausbildet. Darin kann sich vorzugsweise das von der H-Walzenanordnung des Universal-Fertiggerüstes II abfließende Walzenkühlwasser konzentrieren und den H-Träger 1 in diesem Bereich mit größerer Materialanhäufung örtlich stärker kühlen.
Die Ausbildung der Kühlwasserrinnen 8a bzw. 8b und die - gegebenenfalls durch Zufuhr zusätzlichen Wassers ergänzte - Menge des Kühlwassers können in Abhängigkeit der Walzzyklen so bemessen werden, daß eine gleichmäßige Temperatur über den Querschnitt des gewalzten Trägers erreicht wird. Hierzu trägt auch bei, daß - wie in den Fig. 2 und 3 für jeweils die linke Kühlwasserrinne 8a gezeigt - während des Flanschstauchstiches ohne Stegberührung (vgl. Fig. 2) oder mit auf dem Steg 4 aufgesetzten Stauchwalzen (vgl. Fig. 3), was sich durch Anlaufflächen des Stauchgerüstes beeinflussen läßt, gewalzt wird. Im Falle einer X-H-Tandem-Reversierstraße ergibt sich im übrigen zwangsläufig, daß immer auf der Ein- und Auslaufseite des Universal-Vorgerüstes mit X-Kalibrierung gekühlt wird.

Claims (6)

  1. Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen, insbesondere in einem Universal-Trägerwalzwerk, mit einer wechselweisen X- und H-Walzung sowie gezielter Kühlung des Stahlprofils beim Walzen,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei der Vorwalzung in einem X-Kaliber auf jeder Seite des Stahlprofils an den Verbindungsstellen von Steg und Flansch eine Kühlwasserrinne ausgebildet wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß in den Kühlwasserrinnen das von den H-Walzen abfließende Walzenkühlwasser konzentriert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem konzentrierten Walzenkühlwasser eine zusätzliche Wassermenge drucklos zugegeben wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß dem konzentrierten Walzenkühlwasser zusätzlich Spritzwasser zugegeben wird.
  5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß beim Stauchwalzen während eines Flanschstauchstichs mit bereichsweise auf den Steg aufgesetzten Walzen gewalzt wird.
  6. Verfahren zum Betreiben einer X-H-Reversier-Tandemstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß bei mindestens einem Walzstich das Fertiggerüst außer Eingriff mit dem Stahlprofil gebracht wird.
EP98109418A 1997-05-30 1998-05-25 Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen Withdrawn EP0881004A3 (de)

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DE19722732 1997-05-30

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EP98109418A Withdrawn EP0881004A3 (de) 1997-05-30 1998-05-25 Verfahren zum Walzen von Stahlprofilen

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