DE69201993T2 - Verfahren zum kontinuierlichen Warmwalzen langer Stahlprodukte. - Google Patents

Description

• Die Erfindung betrifft ganz allgemein das Walzen langer Produkte und betrifft insbesondere ein Verfahren zum kontinuierlichen Warmwalzen von Eisenstangen und -stäben.
• Ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1 ist beispielsweise in US-A-4 907 438 beschrieben.
• Im konventionellen Stahlstangen-Walzwerk, so wie schematisch in Figur 1 veranschaulicht, ist eine Mehrzahl von Walzengerüsten S1 - S27 entlang einer Walzstra8e ausgerichtet, um kontinuierlich Blöcke zu walzen, die von einem Schmelzofen 10 oder einer anderen Quelle herkommen. Die Walzengerüste sind in aufeinanderfolgenden Gruppen angeordnet, die üblicherweise eine Grobgruppe 12, eine Zwischengruppe 14 und eine Endgruppe 16 umfassen. Die Walzengestelle der Grobgruppe und der Zwischengruppe sind üblicherweise einzeln angetrieben und abwechselnd mit horizontalen und vertikalen Arbeitswalzen ausgerüstet, oder in einigen Fällen mit Gehäusen, die derart justiert werden können, daß sie entweder horizontale oder vertikale Arbeitswalzenkonfigurationen darstellen.
• Die Rollengerüste der Endgruppe 16 sind üblicherweise mechanisch miteinander an einen gemeinsamen Antrieb angeschlossen, um eine als "Block" bezeichnete Anordnung zu schaffen (schematisch in Fig. 1 bei 18 veranschaulicht). US-E- 28,107 und US-A-4 537 055 zeigen Beispiele von Blöcken, die bestens bekannt sind und in der Metallindustrie weithin verwendet werden. Das Walzwerkschema beruht üblicherweise auf einer oval-runden Durchgangsfolge, mit Führungen, die zwischen den Rollengerüste angeordnet sind, um das Produkt von einem Rollendurchgang zum nächsten entlang der Walzstraße zu führen.
• Moderne Walzwerke der oben beschriebenen Art müssen dazu in der Lage sein, verschiedene und wachsende Kundenwünsche zu erfüllen, nicht zuletzt die Fähigkeit, einen weiten Bereich von Produktgrößen zu liefern. Ein Stabwalzwerk sollte beispielsweise idealerweise in der Lage sein, runde Stäbe zu liefern, die in einem Bereich von 3,5 bis 25,5 mm Durchmesser liegen.
• Beim Übergang von einer Produktgröße zu einer anderen muß das Walzwerk abgestellt werden, damit das Bedienungspersonal die Möglichkeit hat, die notwendigen Anpassungen der Walzausrüstung vorzunehmen. Derartige Justierungen beinhalten das Ändern der Arbeitswalzen und der Führungen, das Außerbetriebnehmen von ausgewählten Gerüsten entweder durch deren Herausnehmen aus der Walzstraße oder durch Herausnehmen von deren Walzen (eine Praxis, die im allgemeinen als "dummying" bezeichnet wird), usw.
• Die Zeitspanne und Häufigkeit derartiger Abschaltungen kann einen negativen Einfluß auf die Gesamtnutzung des Walzwerkes haben. Wird beispielsweise bei einem herkömmlichen Walzwerk so wie in Fig. 1 veranschaulicht eine relativ bescheidene Änderung vorgenommen vom Walzen einer Produktfamilie, deren kleinste Größe einen Rundungsdurchmesser von 5,5 mm aufweist, zu einer anderen Produktfamilie, deren kleinste Größe einen Rundungsdurchmesser von 6,0 mm aufweist, so müssen die Arbeitswalzen der Walzendurchgänge in den Gerüsten S12 bis S19 der Zwischengruppe 14 sowie sämtliche Arbeitswalzen in den Gerüsten S20 bis S27 des Blocks 18 geändert werden. Außerdem müssen die meisten, wenn nicht gar alle Führungen zwischen den Gerüsten S12 bis S29 ebenfalls geändert werden. Dies kann bis zu einer vollen Stunde beanspruchen, ein entscheidender Ausfall an Produktionszeit und Gewinn des Walzwerksbesitzers.
• Aus diesem Grunde nimmt die Walzwerksbesatzung ungern größere Änderungen bezüglich der Produktgröße vor, und bevorzugt stattdessen ein und diesselben oder nahe beieinanderliegende Größen innerhalb derselben Familie über ausgedehnte Zeitspannen zu walzen. Dies steigert nicht nur die Produktspeicher- Anforderungen sowie die Investitionskosten, sondern es verhindert auch die Flexibilität, die häufig notwendig ist, um Kundenwünschen gerecht zu werden. Die Notwendigkeit zur Vorratshaltung einer großen Vielzahl von Arbeitswalzen und Führungen treibt ferner die Investitionskosten in die Höhe.
• Es besteht eine wachsende Nachfrage bezüglich des Fertigdimensionierens von Produkten, d. h. endzuwalzen auf extrem enge Toleranzen bis zur Größenordnung jener, die an kaltgezogene Toleranzen herankommen. Die durch Fertigdimensionieren erreichten Toleranzen ermöglichen es, daß Produkte "wie gewalzt" verwendet werden können, d.h. ohne daß sie zusätzlich kostspieligen Bearbeitungsvorgängen unterworfen werden müssen, wie einem sogenannten Peeling oder Räumen. Produkte derart enger Toleranzen werden beispielsweise bei der Herstellung von Lagerkäfigen, Automobilventilfedern usw. verlangt. Je nach Typus des verarbeiteten Stahls und vorgesehener Anwendung des Produkts kann der Kunde ferner verlangen, daß ein Endwalzen bei Temperaturen bei der A&sub3;- Temperatur oder dicht dabei ausgeführt wird (ein Prozess, der als "thermomechanisches Walzen" bezeichnet werden kann). Thermomechanisch gewalzte Produkte, die unter der Rekristallisationstemperatur gewalzt werden, haben eine abgeflachte oder "Pfannkuchen"-Feinkornstruktur, die die Zugfestigkeit steigert, während gleichzeitig die für anschließende Wärmebehandlungen, beispielsweise Weichglühen, erforderliche Zeitspanne verkürzt wird.
• Bei herkömmlichen Kalibriervorgängen wird das das letzte Gestell der Endgruppe 18 verlassende Produkt einem weiteren Walzen in sogenannten Kalibriergerüsten unterworfen. Die Maßwalzgerüste erzielen die gewünschten engen Toleranzen durch Erzielen relativ geringer Reduktionen in einer Rund-Rund- Durchgangs-Folge. Eine neuere Entwicklung der Maßwalztechnik, die sich auf Stabprodukte größerer Durchmesser bezieht, ist in US-A-4 907 438 beschrieben, am 13.3.1990 Sasaki et al. erteilt. Hierbei sind die Maßwalzgerüste in Blockform an einer Stelle stromabwärts des Zufuhrendes der Endsektion eines Stangenwalzwerks angeordnet. Die Maßwalzgerüste haben feste Antriebsdrehzahlverhältnisse zwischen den Ständen und eine Rund-Rund-Durchlauffolge, die derart gestaltet ist, daß sie relativ geringfügige Verringerungen aufnimmt. Durch Ändern der Rillenkonfigurationen und/oder der Walzentrennlinien bei Walzengerüste des Maßwalzwerkes sowie durch das sogenannte Dummying ausgewählter stromaufwärtiger Walzengerüste in den Zwischen- und/oder Endsektionen ist es theoretisch möglich, einen schrittweisen Bereich fertiger Endabmessungen zu schaffen, und dabei die Effizienz und den Nutzungsgrad des Walzwerks zu steigern.
• Die Erfahrung hat jedoch gezeigt, daß eine solche Verbesserung aufgehoben und in manchen Fällen völlig unerreichbar ist durch die Entwicklung bei gewissen Produkten einer Duplex- Mikrostruktur, wobei das Korn durch den gesamten Querschnitt des Produktes bezüglich seiner Größe um mehr als 2 ASTM- Korngrößennummern variiert. Diese Erscheinung, die ganz allgemein als "abnormes Kornwachstum" bezeichnet wird, kommt vor allem bei mittleren Kohlenstoffstählen und einsatzgehärteten Stählen vor.
• Es ist allgemein anerkannt, daß die Variation um mehr als etwa 2 ASTM Korngrößennummern im Querschnitt eines Produktes dann zu Bruch und Oberflächenverschleiß führen kann, wenn das Produkt anschließend Kaltziehvorgängen unterworfen wird. Derartige Korngrößenvariationen tragen außerdem zu schlechten Vergütungseigenschaften bei, was wiederum Kaltverformungsprozesse nachteilig beeinflußt.
• Es wurde nunmehr festgestellt, daß abnormer Korngrößenwuchs als Ergebnis des Zeitintervalls auftreten kann, das normalerweise zwischen der letzten erheblichen Reduktion liegt, die beim normalen Walzen auftritt, und den leichteren Reduktionen, die während des Kalibrierens auftritt.
• Genauer gesagt wird das Produkt in den Walzengerüsten der Groß-Zwischen- und Endgruppen relativ hohen Werten aufeinanderfolgender Reduktionen in der Größenordnung von 15-30 % unterworfen. Jede derartiger Reduktionen erzeugt im Produkt ein angestiegenes Energieniveau, das ausreicht, um eine im wesentlichen gleichmäßige Verteilung feinen Kornes zu erreichen. Abhängig von Zeitspanne, Temperatur und chemischer Zusammensetzung beginnt die innere Energie nach einer jeden folgenden Reduktion, erzeugt durch Verformung, sofort zu verschwinden durch Rückgewinnung, Rekristallisation und Kornwuchs. Bei jeder aufeinanderfolgenden erheblichen Reduktion wird der gestiegene innere Energiezustand wieder hergestellt, was wiederum die Mikrostruktur verfeinert. Somit erhält das Produkt beim Durchlaufen durch das Walzwerk und beim raschen Unterwerfen relativ hoher Werte aufeinanderfolgender Reduktionen eine im wesentlichen gleichförmige feine Korn-Mikrostruktur.
• Nach der letzten signifikanten Querschnittsverringerung beginnt jedoch das Kornwachstum erneut. Das Maß, in welchem das Kornwachstum fortfährt, hängt direkt von der Zeitdauer, der Temperatur und der chemischen Zusammensetzung des zu walzenden Stahles ab. Die relativ geringen Reduktionen, die aufeinanderfolgend bei Maßwalzgerüsten erzeugt werden, reichen nicht aus, um die gesamte Mikrostruktur des Produktes zu beeinflussen, da lediglich das Korn an der Produkt-Oberfläche verformt wird.
• Sofern nicht das Maßwalzen genügend rasch nach der letzten signifikanten Walz-Reduktion auftritt, erzeugt das inzwischen eintretende ungehemmte Kornwachstum, in Verbindung mit lediglich lokaler Oberflächenkornverformung während des Maßwalzens, eine nicht akzeptable duale Kornmikrostruktur, wobei die Größe des Korns signifikant durch den gesamten Querschnitt des Produktes variiert.
• Diese Erscheinung ist in den Fig. 2A und 2B veranschaulicht. Fig. 2A beinhaltet Mikrofotos (150-fach), die die Kornstruktur an ausgewählten Stellen des Querschnittes eines 12,5 mm Stangenstahles der Stahlgüte 1040 zeigt, bei gleichförmiger Kornstruktur vor dem Maßwalzen. Fig. 2B zeigt Mikrofotos in derselben Vergrößerung desselben Stangenstahls, nachdem dieser einer 7,6-Reduktion bei zwei runden Maßwalzdurchgängen unterworfen wurde. Die resultierende Duplex-Mikrostruktur ist klar erkennbar.
• Verändert sich das Walzschema und werden die Gestelle aufeinanderfolgend durch die End- und Zwischengruppen des Walzwerks stillgesetzt, um die Ma8walzgerüste mit zunehmend stärkeren Produkten zu versorgen, so nimmt die Zeitspanne zwischen der letzten signifikanten Reduktion und dem Beginn des Maßwalzens zu, wobei sich das Problem des abnormen Kornwachstums verschärft.
• Einige Versuche wurden unternommen, die Duplex-Mikrostrukturen zu beseitigen durch Vorsehen höherer Reduktionen bei den Runddurchgängen der Maßwalzgestelle. Während diese Praxis jedoch nicht zu gleichförmigeren Mikrostrukturen führt, erreicht sie solche zu Lasten schlechterer Toleranzen und eines deutlichen Abfalles bezüglich der Fähigkeit des Walzwerkes, einen Bereich von Produktgrößen zu walzen, ohne die Walzenrillen zu verändern (eine Praxis, die im allgemeinen als "freies Maßwalzen" bezeichnet wird).
• Die festen Zwischengerüst-Antriebsdrehzahlverhältnisse herkömmlicher Maßwalzgerüste beschränken ebenfalls entscheidend die Möglichkeit des Kombinierens des Maßwalzens mit anderen Operationen, z. B. mit thermomechanischem Walzen.
Zusammenfassung der Erfindung
• Eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verfahren zum Maßwalzen eines weiten Bereiches von Produkt- Maßen zu schaffen, während abnormer Kornwuchs vermieden wird, der zu einer Duplex-Mikrostruktur des Endproduktes führt.
• Eine begleitende Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin. die Fähigkeit zu vermittemn, ein Maßwalzen mit anderen Operationen zu kombinieren, beispielsweise mit einem thermomechanischen Walzen bei geringeren Temperaturen, wiederum über einen weiten Bereich von Produktabmessungen, ohne abnormes Kornwachstum im Fertigprodukt.
• Eine verwandte Autgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die Änderungen zu minimieren, die beim Walzenschema und beim Betreiben des Walzwerkes dann notwendig sind, wenn von einer Produktabmessung zu einer anderen übergegangen wird, um hierdurch den Bezugsgrad des Walzwerkes zu steigern.
• Die vorliegende Erfindung löst diese und andere Aufgaben und schafft Vorteile durch die Vertahrensmerkmale gemäß Anspruch 1; das Verfahren sieht einen "Nach-Finishing"-Block von Walzengerüsten stromabwärts der Endgestelle des Walzwerkes vor. Wasserkammern oder andere Kühlvorrichtungen werden am besten zwischen die letzten Walzwerks-Finishing-Gerüste und den Post- Finishing-Block geschaltet. Der Post-Finishing-Block beinhaltet wenigstens zwei Reduktions-Gerüste, gefolgt von wenigstens zwei Maßwalzgerüsten. Die Reduktions-Gerüste haben am besten eine oval-runde Kalibersequenz, und die Maßwaizgerüste haben eine rund-runde Kalibersequenz. Obgleich die Walzgerüste des Post- Finishing-Blocks mechanisch miteinander mit einem gemeinsamen Antrieb verbunden sind, werden Kupplungen oder
• andere gleichwertige Mittel im Antriebsstrang verwendet, um Anderungen zwischen den Zwischengerüst-Antriebsdrehzahl-Verhältnissen und wenigstens den Reduktionswalzgerüsten zu erlauben, und auch am besten zwischen einigen oder sämtlichen der verbleibenden Maßwalzgerüste. Ein testes Walzschema wird bei allen Walzgerüsten vor den Finishing-Walzgerüsten vorgesehen. Auf diese Weise wird die Finishing-Gruppe mit einer ersten Prozeßsektion ausgestattet, die einen Bereich und eine Kontiguration von im wesentlichen konstantem Querschnitt hat. Der erste ProzeBabschnitt durchläutt die Finishing-Gruppe, und das Walzen findet statt entweder in keiner, in einigen oder in sämtlichen Finishing-Walzgerüsten, je nach Größe des gewünschten Endproduktes. Das Produkt läuft sodann durch Wasserkühlkammern zum Post-Finishing-Block als zweiter Prozeßsektion hindurch. Die Zwischengerüst-Antriebsdrehzahl- Verhältnisse der Walzgerüste im Post-Finishing-Block werden in geeigneter Weise derart justiert, daß sie einem Walzen in dem zweiten Prozeßabschnitt entsprechen. Die gesamten in den ersten Reduktionswalzgerüsten des Post-Finishing-Blocks erzielten Reduktionsn liegen deutlich oberhalb 14 %, wobei ein gesteigertes Energieniveau im Produkt erzeugt wird, das ausreicht, um eine im wesentlichen gleichrörmige Verteilung des feinen Korns zu schatfen. Ublicherweise liegen derartige Gesamt-Antangsreduktionen in der Größenordnung von etwa 20 bis 50 %. Signifikant geringere Reduktionen in der Größenordnung von 2 bis 15 % werden in den abschließenden Rund-Rund-Kaliber-Sequenzen des Post-Finishing-Blocks vorgenommen, um die gewünschten engen Maßtoleranzen des Fertigproduktes zu erhalten. Die Zeitspanne zwischen den höheren Reduktionen, die in der Oval-Rund-Kalibersequenz erzielt werden, und den geringeren Reduktionen, die erzielt werden beim Maßwalzen bei der Rund-Rund-Kaliber-Sequenz ist derart, daß die resultierende Korngröße durch den Produktquerschnitt nicht um mehr als zwei variiert, und in den meisten Fällen um weniger als 1 ASTM Korngrößenzahl.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
• Fig. 1 ist eine schematische Ansicht, die die Anderungen des Querschnittes eines Produktes veranschaulicht, das durch aufeinanderfolgende Walzgerüste eines herkömmlichen Hochleistungswalzwerkes gewalzt wird.
• Die Fig. 2A und 2B zeigen jeweils Mikrofotos einer Kornstruktur eines Produktes vor und nach dem Maßwalzen mit resultierendem abnormen Kornwuchs.
• Fig. 3 ist eine schematische Ansicht, beginnend bei der Bezugslinie 2-2 in Fig. 1, die Veränderungen des Querschnittes eines Produktes veranschaulichen, das gemäß der Erfindung gewalzt wird.
• Fig. 4 ist eine graphische Darstellung, die die Gesamttemperaturveränderungen zeigt, wenn das Produkt die Finishing-Gruppe eines schematisch dargestellten Walzwerkes läuft, mit einem Post-Finishing-Block.
• Fig. 5 ist eine Draufsicht aut einen Post-Finishing-Block und seine zugeordneten Antriebskomponenten.
• Fig. 6 ist eine schematische Darstellung der internen Antriebsanordnung der Walzgerüste S28 und S29 des Post- Finishing-Blocks.
• Fig. 7 ist eine schematische Darstellung der äußeren Antriebsanordnung der Walzgerüste S28 bis S31 des Post- Finishing-Blocks.
• Die Fig. 8A und 8B zeigen jeweils Mikrofotos einer Produkt Kornstruktur vor und nach dem Maßwalzen bei Rund-Rund- Kaliberdurchgängen zum Erzielen von Reduktionen, die groß genug sind, um abnormes Kornwachstum zu vermeiden.
EINZELBESCHREIBUNG EINER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
• Wie man aus den Figuren 3 und 4 erkennt, beinhaltet die vorliegende Erfindung das Anordnen eines Post-Finishing-Blocks 20 stromabwärts von Block 18, der üblicherweise bei herkömmlichen Stabwalzwerken anzutreffen ist. Der Post- Finishing-Block beinhaltet wenigstens zwei Walzgerüste S28, S29 für eine starke Reduktion, vorzugsweise mit einem Oval-Rund- Kaliberdurchgang, gefolgt von zusätzlichen geringer reduzierenden Maßwalzgerüsten S30, S31, die eine Rund-Rund- Kaliberfolge aufweisen.
• Es soll insbesondere auf Fig. 4 Bezug genommen werden. Man sieht, daß eine oder mehrere Wasserkammern oder ähnliche Kühlvorrichtungen 19 am besten zwischen die Blocks 18 und 20 geschaltet sind. Eine oder mehrere zusätzliche Wasserkammern 21 sind zwischen Block 20 und einem stromabwärtigen Legekonus 23 geschaltet. Der Legekonus formt den Stab in eine Reihe von Ringen, die von einem Kühlförderer 25 aufgenommen werden, wo sie einem zusätzlichen kontrollierten Abkühlen unterworfen werden. Die gestrichelte Linie in der graphischen Darstellung von Fig. 4 veranschaulicht die Veränderungen der Gesamttemperatur des verarbeiteten Produktes. Die hier verwendete Ausdrucksweise "Gesamttemperatur" bedeutet die durchschnittliche Querschnittstemperatur zwischen der Oberfläche und dem Kern eines Produktes.
• Es soll weiterhin auf Fig. 5 eingegangen werden. Dort erkennt man, daß Walzgerüste S28 und S29 in einem Reduktionswalzwerks- Abschnitt 18a enthalten sein können, das auf Schienen 22 montiert ist, um mittels eine Linearaktuators 24a auf die Walzstraße und von dieser herunter bewegt werden kann, In gleicher Weise können die Walzgerüste S30, S31 in einem Walzwerksabschnitt 18b enthalten sein, der auf Schienen 22 montiert und von einem anderen Linearaktuator 24b verschiebbar ist.
• Die aufeinanderfolgenden Walzgerüste S28 bis S31 sind jeweils mit Paaren von gerillten Arbeitswalzen 28, 29, 30 und 31 ausgestattet.
• Wie man am besten aus Fig. 6 erkennt, sind die Arbeitswalzen 28 des Walzgerüsts 528 nach Kantilever-Art an den Enden der Walzzapfen 32 gelagert. Die Walzzapfen sind zwischen Lagern 34 drehbar gelagert. Zannräder 36 auf den Walzzapfen 32 kämmen mit Zwischenritzeln 38, die ihrerseits auf Zwischenantriebswellen 40 ebenfalls zwischen Lagern 42 drehbar gelagert sind. Einer der Zwischenantriebszapfen ist außerdem mit einem Kegelzahnrad 44 versehen, das mit einem Kegelrad 46 auf einer Eingangswelle 48 kämmt. Die Kegelräder 44, 46 nehmen die Neigung der Arbeitswalzzapfen auf. Obwohi nicht gezeigt, versteht es sich, daß Mittel zum Justieren der Trennung zwischen den Arbeitswalzen vorgesehen sind.
• Die Arbeitswalzen 29 des Walzgerüstes S29 sind in ähnlicher Weise von Komponenten angetrieben, die mit denselben, mit versehenen Bezugszeichen bezeichnet sind. Wenn auch nicht dargestellt, so versteht es sich, daß die Maßwalzgerüste S30 und S31 in gleicher Weise mit gleichen Innenkomponenten versehen sind, vorgesehen um die entsprechenden Paare von Arbeitswalzen 30, 31 über die Eingangswellen 52, 52' anzutreiben.
• Die Walzgerüste S28 bis S31 sind mechanisch miteinander und mit einem gemeinsamen Antriebsmotor 54 über eine Serie von Getrieben 56 bis 62 verbunden. Wie man am besten aus Fig. 7 erkennt, weist Getriebe 60 drei zueinander parallele, umlaufende Wellen 64, 66 und 68 auf. Welle 64 trägt zwei frei drehbare Zahnräder G1, G2, die axial durch einen vergrößerten Zwischenwellenabschnitt 70 voneinander getrennt sind. Die einander zugewandten Stirnflächen der Zahnräder G1 und G2 sind mit einer Aussparung 72 versehen, um eine Innenverzahnung aufzunehmen, die alternativ von der Außenverzahnung eines Kupplungselementes C1 erfaßt wird. Kupplungselement C1 ist durch Keile, Nuten oder dergleichen (nicht gezeigt) drehfest mit dem Wellenabschnitt 70 vergrößerten Durchmessers verbunden und axial mittels einer Gabel 74 oder dergleichen zwischen einer von zwei operativen Positionen verschiebbar, bei welcher die Außenverzahnung mit einer oder der anderen der Innenverzahnungen der Zahnräder G1, G2 zusammenarbeitet.
• Die Zahnräder G1, G2 haben eine Außenverzahnung, die mit den Zahnrädern G3, G4 kämmt, die mit Welle 66 durch Keile oder anderweitig drehfest verbunden sind. Die Zahnräder G3, G4 kämmen außerdem mit Zahnrädern G5, G6, die auf Welle 68 frei drehbar sind. Die Zahnräder G5, G6 sind ebenfalls in axialer Richtung durch einen Wellenabschnitt größeren Durchmessers getrennt. Ein axial verschiebbares Kupplungselement C2 dient dazu, um zwischen Welle 68 und dem einen oder dem anderen der Zahnräder G5, G6 eine drehschlüssige Verbindung herzustellen.
• Die Wellen 64, 68 sind zum Anschluß an die Eingangswellen 48, 48' der Walzengerüste 528, 529 über Kupplungen 76 vorgesehen. In gleicher Weise ist Welle 66 mit Welle 78 des Getriebes 58 über eine Kupplung 76 verbunden.
• Getriebe 58 beinhaltet Komponenten ähnlich jenen in Getriebe 60. Somit hat Getriebe 58 parallele Wellen 78, 80 und 82. Die Wellen 78 und 82 tragen jeweils in axialem Abstand angeordnete und frei drehbare Zahnräder G7, G8 und G11, G12, die mit Zahnrädern G9, G10 kämmen, die ihrerseits mit Welle 80 drehfest verbunden sind. Ein Kupplungselement C3 stellt alternativ eine Triebverbindung zwischen Welle 78 und einem oder dem anderen der Zahnräder G7, G8 her. Ein Kupplungselement C4 stellt in gleicher Weise eine alternative Triebverbindung zwischen Welle 82 sowie den Zahnrädern G11, G12 her.
• Welle 82 ist über Kupplung 76 an Welle 84 von Getriebe 62 angeschlossen. Die Zahnräder G13, G14 sind mit Wellke 84 drehfest verbunden und kämmen jeweils mit auf Welle 86 frei drehbaren Zahnrädern G15, G16. Die Zahnräder G15, G16 werden alternativ von Welle 86 mittels eines axial verschiebbaren Kupplungselementes C5 erfaßt. Die Wellen 84, 86 sind für den Anschluß an die Eingangswellen 52, 52' der Walzgestelle S30, S31 über Kupplungen 76 vorgesehen.
• Welle 80 von Getriebe 58 ist an Welle 88 des Getriebes 56 über Kupplung 76 angeschlossen. Auch hier trägt Welle 88 frei drehbare Zahnräder G17, G18, die alternativ mit Welle 88 verbindbar sind mittels eines axial verschiebbaren Kupplungselementes C6. Die Zahnräder G17, G18 kämmen mit den Zahnrädern G19, G20, die mit der Welle 90 drehfest verbunden sind, wobei die letztgenannte über Kupplung 76 mit der Abtriebswelle des Motors 54 verbunden ist.
• Bei der beschriebenen Getriebe- und Kupplungsanordnung lassen sich verschiedene Antriebsfolgen und entsprechende Zwischen- Walzgerüst-Drehzahlverhältnisse herstellen, um einen weiten Bereich von Reduktionen bei den Walzenkalibrierungen der Gerüste S28 bis S31 zu erzielen. Tabelle 1 dient der Veranschaulichung, obgleich dies auf gar keinen Fall die verschiedenen möglichen Antriebssequenzen erschöpfend darstellt. Tabelle 1 KUPPLUNG / GETRIEBE - EINGRIFF Antriebssequenz
• Es werde angenommen, daß den Finishing-Walzgerüsten von Block 18 ein erster Prozeßabschnitt mit einem Durchmesser von 18,2 mm zugeführt wird. Es werde weiterhin angenommen, daß das Walzschema der Finishing-Walzgerüste S20 bis S27 derart gestaltet ist, daß die Folge von Reduktionen gemäß Tabelle II erzeugt wird. Tabelle II Walzgerüst % Querschnittsreduktion Gestalt oder Durchmesser (mm)
• Durch Auswahl der Antriebssequenzen von Tabelle I sowie durch selektives Walzen durch und/oder Umgehen der Finishing-Walzgerüste von Block 18 zum Versorgen des Post-Finishing- Blocks 20 mit unterschiedlich bemessenen zweiten Prozeßabschnitten ist es möglich, Reduktionen und Maße des Endproduktes von der Art zu erzielen, so wie beispielshalber in Tabelle III aufgeführt. Tabelle III Prozentuale Querschnittsreduktion Walzgerüst Durchmesser (mm) Zufuhrabschnitt Antriebssequenzen Durchmesser (mm) Endabschnitt
• Aus Tabelle III erkennt man, daß die kombinierten Gesamtquerschnittsreduktionen bei der Rund-Rund-Kalibersequenz der Maßwalzgerüste S30, S31 herkömmlich gering sind, in den meisten Fällen deutlich unter 14 %, die als Minimum betrachtet werden, um eine akzeptable gleichförmige Kornstruktur zu erreichen. Tabelle IV Vergleich der prozentualen Querschnittsreduktionen von Tabelle III
• Diesen gehen jedoch deutlich größere kombinierte Gesamtquerschnittsreduktionen in der Größenordnung von etwa 20 bis 50 % bei der Oval-Rund-Kalibersequenz der Walzgerüste S28 und S29 unmittelbar voraus. Dies trifft ungeachtet der Anzahl vorausgegangener Walzgerüste zu, die im Finishing-Block 18 umgangen wurden, um progressiv größere Abmessungen des Endproduktes zu erzielen.
• Aus den Reduktionsvergleichen gemäß der Tabelle IV erkennt man, daß relativ geringe Reduktionen, die insgesamt zwischen 3 - 12 % liegen, bei den Rund-Rund-Durchgängen der Walzgerüste S30, S31 erhalten werden (Spalte E). Derartige geringe Reduktionen optimieren die Maßgenauigkeit und verbreitern den Bereich der Produkte, die auf Maß gebracht werden, ohne daß die Walzenund/oder Rillen-Konfigurationen verändert werden.
• Die geringen Reduktionen in den Walzgerüsten S30, S31 sind als solche ungenügend, um die erhöhten internen Energiewerte zu erzielen, die notwendig sind, um ein abnormes Kornwachstum zu vermeiden, was zur Entwicklung von Duplex-Miktrostrukturen führt. Dieser Energiewert wird jedoch mehr als angemessen erreicht durch die signifikant stärkeren Reduktionen, die bei den Oval-Rund-Kalibrierungen der unmittelbar vorausgehenden Walzgerüste S28, S29 stattfinden (Spalten A und B).
• Um sicherzustellen, daß dieses Ziel erreicht wird, wird die minimale Gesamtreduktion von etwa 14 % als progressiv kleinere Reduktionen bei den folgenden Rund-Kalibrierungen der Walzgerüste S29, S:30 und S:31 genommen, wobei die Reduktion in Walzgerüste S31 geringer als etwa 20 % der Gesamtreduktion ist (Spalte D/F in Tabelle IV).
• Die Gesamtreduktionen in den letzten drei Walzgerüsten liegen üblicherweise im Bereich von etwa 14-35 % (Spalte F), wobei weniger als 50 % in den Walzgerüsten S30, S31 erzielt wird (Spalte E/F). Die bei der ovalen Kalibrierung im ersten Walzgerüst 528 vorgenommene Reduktion trägt entscheidend zur Gesamtkapazität des Blocks bei und steigert die Gesamtreduktionen bei den vier Walzgerüst-Serien auf einen Bereich von etwa 30 - 60 % (Spalte G). Hierbei trägt die Reduktion bei der ovalen Kalibrierung mit wenigstens 40 % der Gesamtreduktion bei (Spalte A/G), wobei die beiden letzten Walzgerüste weniger als etwa 35 % der Gesamtreduktion beitragen (Spalte E/G).
• Deshalb erkennt man, daß die kombinierten Reduktionen bei den oval-runden Kalibrierungsfolgen der Walzgerüste S28 und S29 und bei der Rund-Rund-Kalibrierungsfolge der Walzgerüste S30 und S31 einen gesteigerten Energiewert im Produkt erzeugen, ausreichend, um eine im wesentlichen gleichförmige Verteilung feinen Kornes zu schaffen. Dieser Effekt läßt sich weiter steigern durch Verwenden der Wasserkammer 19, um die Temperatur der Stange abzusenken, bevor diese in den Post-Finishing-Block 20 eintritt. Das Zeitintervall zwischen dem Walzen bei starker Reduktion in den Walzgerüsten S28, S29 und dem Maßwalzen bei geringerer Reduktion in den Walzgerüsten S30, S31 ist extrem klein. Beim Bereich von Produkt-Abmessungen und Reduktions- Sequenzen, so wie in Tabelle III gezeigt, liegt wahrscheinlich das Zeitintervall zwischen dem Walzen in Walzgerüst S29 und in Walzgerüst S30 im Bereich zwischen etwa 5 - 25 Millisekunden, wobei das Walzen durch die letzten drei Walzgerüste S29 - S31 nicht mehr als 10,4 bis 16,0 Millisekunden beansprucht. Das Maßwalzen wird somit ausreichend vor dem Entwickeln abnormen Kornwuchses bewirkt, was zu einem Endprodukt führt, das eine im wesentlichen gleichförmige Feinkorn-Mikrostruktur aufweist, d.h. eine Mikrostruktur, bei welcher die Korngröße über den Querschnitt des Produktes um nicht mehr als 2 ASTM variiert.
• Die Figuren 8A und 8B veranschaulichen die Vorteile des Erzeugens größerer prozentualer Reduktionen in Verbindung mit der Maßwalzoperation. Fig. 8A enthält Mikrofotos (150-fach), die die Kornstruktur an ausgewählten Stellen im Querschnitt einer 11,0 mm starken Stahlstange von der Stahlqualität 1035 vor dem Maßwalzen zeigen. Fig. 8B zeigt Mikrofotos bei derselben Vergrößerung desselben Produktes, nachdem dieses in zwei Kalibrierungsfolgen bei höheren Reduktionswerten von etwa 16,6 % ein Maßwalzen erfahren hat.
• Die oval-runde Kalibrierungssequenz der Walzgerüste S28 und S29 erlaubt ein thermomechanisches Walzen sowohl bei normaler als bei niedriger Temperatur, was es ermöglicht, beide Arten von Produkten auf Dimension zu bringen.
• Der Bereich der Fertigproduktabmessungen gemäß Tabelle III ist nicht erschöpfend dargestellt. Durch das sogenannte "Dummying" von Walzwerken weiter zurück in die Zwischengruppe 14, oder durch Re-Justieren des Walzschemas, um die Finishing-Gruppe 16 mit einem kleineren Prozeßabschnitt zu beschicken, läßt sich der Maßbereich der Fertigprodukte dahingehend ausdehnen, daß nicht nur kleinere Abmessungen in der Größenordnung von 3,5 mm, sondern auch größere Abmessungen von 25,5 mm und mehr bewältigt werden können. Die bei der Oval-Rund- Kalibrierungs folge von Walzgerüsten 528 und 529 erzielte Querschnittsreduktion läßt sich auf den Bereich von 16-50 % ausdehnen.
• Obgleich der Post-Finishing-Block 20 mit auskragenden Arbeitswalzen dargestellt ist, so versteht es sich, daß ebenso gut beidseits gelagerte Walzen verwendet werden können.

Claims (9)

1. Verfahren zum kontinuierlichen Heißwalzen von Stangen- oder stabförmigen Stahlprodukten, umfassend das Durchlaufenlassen der Produkte durch wenigstens drei aufeinanderfolgende Post- Finishing-Walzdurchgänge (S28-S31), dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens der zweite und der dritte der genannten Walzdurchgänge derart gestaltet sind, daß das hindurchlaufende Produkt eine runde Querschnitts- Konfiguration erhält; daß die Walzdurchgänge derart bemessen sind, daß sie progressiv kleinere Reduktionen des Querschnittes des Produktes von insgesamt wenigstens 14 % erzielen, bei weniger als 20 % der Gesamtreduktion, die beim letzten der Walzdurchgänge auftritt; und daß das Zeitintervall zwischen den Walzen beim ersten und beim letzten der genannten Walzendurchgänge derart bemessen wird, daß die Korngröße über den Querschnitt des Produktes, das gewalzt wird, nicht um mehr als 2 ASTN variiert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gesamtreduktion der Querschnittsfläche, die bei den Walzdurchgängen erzielt wird, im Bereich von 14 - 35 % liegt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Produkte durch vier aufeinanderfolgende Post-Finishing-Walzdurchgänge hindurchgeführt werden, wobei der erste der genannten Walzdurchgänge derart gestaltet ist, daß den hindurchlaufenden Produkten eine ovale Querschnittskonfiguration verliehen wird, und daß die übrigen der genannten Walzdurchgänge derart gestaltet sind, daß den hindurchlaufenden Produkten runde Querschnitts- Konfigurationen verliehen werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, wobei weniger als 50 % der Gesamtreduktion bei den beiden letzten der genannten Walzdurchgängen eintritt.

5. Verfahren nach Anspruch 3, wobei der Gesamtreduktionsbereich zwischen 30 und 60 % liegt.

6. Verfahren nach Anspruch 5, wobei wenigstens 38 % der Gesamtreduktion beim genannten ersten Walzdurchgang auftritt.

7. Verfahren nach Anspruch 3, wobei weniger als 35 % der Gesamtreduktion bei den beiden letzten der genannten Walzgerüste auftritt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei die genannten Walzdurchgänge mechanisch an einen gemeinsamen Antrieb (48) angeschlossen sind, und wobei die Antriebsdrehzahlverhältnisse zwischen einem oder mehreren der genannten Walzdurchgänge variiert wird, um das Walzen von Produkten unterschiedlicher Querschnitte zu ermöglichen.

9. Verfahren nach einem der vorausgegangenen Ansprüche, wobei das Produkt vor dem Unterwerfen des ersten Walzdurchganges abgekühlt wird (19).