Die vorliegende Erfindung betrifft ein Walzverfahren, insbesondere zum Walzen in Umkehrwalzwerken, Vorwalzwerken, kontinuierlichen Blockwalzwerken und Schwerprofilwalzwerken, insbesondere für die Herstellung von Knüppeln.

Die folgenden Verfahren sind bereits bekannt:

Knüppelwalzen in Vorwalz- und Knüppelwalzwerken mit Hilfe von aneinander anschließend angeordneten Kastenkalibern, einem quadratischen Kastenkaliber, rhombischen und diagonalen quadratischen Kalibern.

Das als Prototyp herangezogene Verfahren des Walzens eines Knüppels in einem Umkehrwalzwerk [1] enthält die Verfahrensschritte: Ausübung von aufeinander folgenden flachen Kastenstichen, wobei die Oberfläche des Kaliberbodens relativ zu seiner vertikalen Achse in Richtung auf dem Walzenkörper entlang seiner Länge angeordneten Seitenwänden gekrümmt ist, einen quadratischen Kastenstich, bei dem die Seitenwände des Kalibers aufeinander zulaufen, einen Rhombusstich und einen diagonalen quadratischen Stich.

Der Nachteil dieses Verfahrens besteht in der Tendenz des von dem Rhombusstich kommenden Zuführmaterials, sich in dem diagonalen Quadratstich zu verdrillen, woraus sich eine verschlechterte Qualität des fertig gestellten Produkts ergibt. Dies tritt auf, weil das von dem quadratischen Kastenstich kommende zugeführte Material seine diagonale Symmetrie während des Vorgangs verliert (das kann beispielsweise aus einer Abnutzung des Kalibers resultieren). Aus diesem Grunde verliert das von dem Rhombusstich kommende Material seine rhombische Form, d.h. der in diesem Stich hergestellte Rhombus verliert seine diagonale Symmetrie. Wenn ein solches Material durch den diagonalen Quadratstich läuft, verdrillt es sich um seine longitudinale Achse und verursacht – neben der Verschlechterung der Qualität des hergestellten Produkts – Handhabungsprobleme (z.B. beim Manipulieren, bei einer Querbewegung usw.). Ferner wird der Walzzyklus verlängert und die Leistungsmerkmale der Walzstraße verschlechtert.

Andere Nachteile dieses Walzverfahrens sind:

• – die Unmöglichkeit, die Makrostruktur der Blöcke zu verbessern, die interne, im Kernteil konzentrierte Schmelzdefekte aufweisen (z.B. mittige Porösität, Karbonausscheidung);
• – verschlechterte Qualität des fertig gestellten Produktes und geringere Leistungsmerkmale der Walzstraße, verursacht durch die Tendenz des von dem rhombischen Stich kommenden Materials, in dem diagonalen Quadratstich aufgrund des Verlustes der Diagonalsymmetrie beim Durchgang durch die Kastenstiche während des Ablaufs zu verdrillen (z.B. aufgrund einer Kaliberabnutzung);
• – geringe Produktionsraten der Walzanordnung.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein gleichzeitiges Doppelwalzen des zugeführten Materials in quadratischen Stichen zu ermöglichen, die Qualität des fertig gestellten Produktes zu verbessern, insbesondere seine Makrostruktur, indem eine starke Reduktion des Kernbereichs des Blocks erfolgt, wodurch die Walzleistungsparameter verbessert werden.

Technologische Effekte der vorliegenden Erfindung bestehen in der Vermeidung von Verdrillungen des zugeführten Materials um seine longitudinale Achse in diagonalen Quadratstichen, in der Verringerung der Defekte der Block-Makrostruktur aufgrund der Kompaktierung einer axialen Porösität und in der vollständigen Vermeidung einer Karbonausscheidung.

Die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe wird gelöst durch das Schlitzverfahren beim Knüppelwalzen, bei dem ein aufgeheiztes Zuführmaterial nacheinander in Kasten-, Rhombus- und diagonalen Quadratstichen der Walzeinrichtung gewalzt wird, nach dem Kastenstich das Zuführmaterial in einem formgebenden Schlitzwalzstich mit der Form von zwei durch eine Brücke miteinander verbundenen Ovalen gewalzt wird und danach in Rhombus- und diagonalen Quadratstichen weiter in zwei miteinander durch eine Brücke verbundenen Strängen gewalzt wird, wobei doppelte diagonale Quadrate in einem Trennstich mittels runder Kalibrierstege mit einem Radius R = (0,3...0,45) a getrennt werden, wobei a eine Seitenlänge des quadratischen Knüppels ist.

Der Unterschied zwischen dem erfindungsgemäßen Verfahren und dem beschriebenen Prototyp besteht darin, dass nach dem Kastenstich das Material in dem formgebenden Schlitzwalzstich mit der Form von zwei durch eine Brücke verbundenen Ovalen gewalzt wird und danach in rhombus- und diagonalen Quadratstichen in der Form zweier durch eine Brücke verbundener Kaliber gewalzt wird, wobei die doppelten diagonalen Quadrate in einem Trennstich mit Hilfe von runden Kaliberstegen mit einem Radius R = (0,3...0,45) a geschnitten werden, wobei a eine Kantenlänge des quadratischen Knüppels ist.

Die nachstehenden Zeichnungen dienen der Verdeutlichung der Erfindung.

1 zeigt einen Walzstichablauf, bestehend aus fünf Stichen.

2 zeigt schematisch ein aus zwei über eine Brücke miteinander verbundenen diagonalen Quadraten gebildetes Kaliber.

3 zeigt schematisch einen Trennstich, durch den die Brücke getrennt und der Doppelstrang in zwei separate Knüppel geschnitten wird.

Das Verfahren, dass das Walzstichsystem gemäß der vorliegenden Erfindung benutzt, wird wie folgt durchgeführt. Der ursprüngliche Block mit quadratischem oder rechteckigem Querschnitt wird in einem Wärmeofen einer Vorwalzstraße aufgeheizt und wird zunächst in einem Kastenstich 1 gewalzt, dessen Oberfläche des Kaliberbodens um die vertikale Achse des Kalibers gekrümmt ist. Nach dem Kastenstich wird das Material in einen Form(schlitz-)stich 2 gewalzt, der die Form eines Doppelstranges aufweist, wobei beide Teile ähnliche Querschnitte eines Ovals oder einer rhombischen Form aufweisen und durch eine Brücke miteinander verbunden sind. In dem Verformungsprozess im Stich 2 zentriert sich der zugeführte rechteckige Strang in dem Kaliber zum Zeitpunkt des Quetschens durch den gleichzeitigen Vier-Winkel-Kontakt mit den Seitenwänden des Kalibers, und nach dem Schneiden mit Hilfe der in der mittleren vertikalen Achse des Kalibers sitzenden Kaliberstegen werden zwei durch eine Brücke miteinander verbundene Stränge mit gleichem Querschnitt geformt. Die anschließende Strangformung wird in zwei Stichen ausgeführt, die Doppelstiche mit rhombischen (Stich 3) und rechteckigen (Stich 4) Querschnitten aufweisen, die über Brücken miteinander verbunden sind, wobei die Umformung in eine rhombische-quadratische Kaliberform ohne eine Verdrillung um die longitudinale Achse erfolgt, wodurch sich das Verfahren von dem vorbekannten Rhombus-Quadratstich-Formgebungsverfahren (1) unterscheidet.

Das erfindungsgemäße Walzverfahren erlaubt einen größeren Verformungsgrad des Kernbereichs des ursprünglichen Blocks, wo Gießdefekte – zentrale Porösität und Karbonabscheidung – konzentriert sind. Beispielsweise beträgt der gesamte Höhenreduktionskoeffizient für das diagonale Quadrat im Stich 4 1,8 und der Gesamtreduktionskoeffizient für die Brücke in diesem Stich 75. Ein hoher Verformungsgrad für den Kernbereich des Stranges ermöglicht es, die ursprüngliche mittige Blockporösität zu beseitigen. Aufgrund des erfindungsgemäßen Walzverfahrens wandert die Karbonabscheidung (Gießfehler) in den Brückenbereich, der die beiden diagonalen Quadrate verbindet (2).

Der im Stich 5 gewalzte Doppelstrang wird in zwei quadratische Knüppel mit Hilfe von Schneidstegen geschnitten, die einen Radius R = (0,30 bis 0,45) a aufweisen, wobei „a" eine Kantenlänge des quadratischen Knüppels ist (3), wodurch das diagonale Doppelquadrat auf den Abstand I₂ (2) gebracht wird, der 1,1 bis 1,3 mal so lang ist wie der Abstand I₁. Die voneinander getrennten quadratischen Knüppel, die Reste der Brücke an den Schnittstellen aufweisen, werden mit einer Schleifmaschine bearbeitet, die die Brückenreste, in denen die Karbonabscheidung konzentriert ist, beseitigt.

Das erfindungsgemäße Verfahren wird mit einem Zwei-Hoch-Umkehrwalzwerk 850 in dem Republikanischen Einheitsunternehmen „Byelorussian Steel Works" zur Produktion von hochquadratischen Rippenknüppeln 125 × 125 mm aus hochkohlenstoffhaltigem Stahl st80 für die Rippenstangenproduktion verwendet. Der ursprüngliche Block mit einem quadratischen oder rechteckigen Querschnitt wird in dem Wärmeofen eines Vorwalzwerks aufgeheizt und zunächst in einem Kastenstich 1 gewalzt, dessen Oberfläche des Kaliberbodens um die Standachse des Stichs gekrümmt ist. Nach dem Kastenstich wird der Strang in einem Formstich 2 (Schlitzwalzstich), der die Form eines Doppelstrangs aufweist, gewalzt, wobei beide Teile des Doppelstrangs dieselben Querschnittsflächen eines Ovals oder eines Rhombus aufweisen, die über eine Brücke miteinander verbunden sind. In dem Verformungsprozess im Stich 2 zentriert sich der ankommende rechteckige Strang selbst in dem Stich im Moment des Quetschens aufgrund des gleichzeitigen Vier-Winkel-Kontakts mit den Seitenwänden des Kalibers und nach dem Längsschneiden mit Hilfe der Kaliberstege, die in der mittleren vertikalen Achse des Kalibers angeordnet sind, werden zwei durch eine Brücke miteinander verbundene Stränge mit demselben Querschnitt geformt. Die anschließende Strangformung wird in zwei Stichen durchgeführt, die Doppelstiche mit rhombischen (Stich 3) und rechteckigen (Stich 4) Querschnitten, die durch Brücken miteinander verbunden sind, bilden, wobei die Verformung ohne eine Verdrillung um die longitudinale Achse erfolgt, im Unterschied zu dem vorbekannten Verfahren zur Formung eines rhombischen-quadratischen Kalibers.

Der im Stich 5 gewalzte Doppelstrang wird in zwei quadratische Knüppel mit Hilfe von Längsschlitzstegen geschnitten, die einen Radius R = 0,30 bis 0,45) a aufweisen, wobei „a" eine Kantenlänge des quadratischen Knüppels (3) ist, wodurch die doppelten diagonalen Quadrate auf den Abstand I₂ (2) getrennt werden, der 1,1 bis 1,3 mal länger ist als der Abstand I₁.

Die voneinander getrennten quadratischen Knüppel, die Reste der Brücke an der Schnittstelle aufweisen, werden mit einer Schleifmaschine behandelt, wodurch die Brückenreste, in denen eine Karbonabscheidung konzentriert ist, entfernt werden.

Das unter den Bedingungen des Vorwalzwerks 850 ausgeführte erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es, ein diagonales Quadratverdrillen um die longitudinale Achse zu vermeiden, die Walzleistungscharakteristiken durch das gleichzeitige Walzen zweier quadratischer Knüppel 125 × 125 mm in dem letzten Stich zu verbessern und die Makrostrukturqualität des Knüppels aufgrund der Kompaktierung der axialen Porösität und der vollständigen Eliminierung der Karbonabscheidung zu verbessern.

• 1. Filippov I.N. und andere. Roll pass designs atlas. – M.: Chermetinformatsiya, 1965. – pp. 11–12 (Prototyp).