[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur technologischen Beeinflussung von Walzgut,
vornehmlich von flachem Material in Form von Tafeln und Bändern, durch einen Walzprozeß.
Die Erfindung betrifft auch Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens.
[0002] Beim Walzen von Tafelmaterial geringer Breiten-und Längenabmessungen können entsprechend
der Ballenlänge der Walzen quer und längs zum Walzgut gerichtete Walzverformungen
vorgenommen werden, mit denen sich eine nahezu orthogonal isotrope Orientierung des
Gefüges sowie der Teilchen der beim Walzprozeß zertrümmterten nichtmetallischen Einschlüsse
einstellt. Durch dieses kreuzweise Walzen ergeben sich weitgehend orthogonal isotrope
Festigkeits- und Zähigkeitseigenschaften des gewalzten Materials.
[0003] Beim herkömmlichen Walzen von breitem und langem Tafelmaterial, insbesondere aber
beim Walzen von Bandmaterial entstehen durch die fast ausschließliche Verformung des
Materials in Längsrichtung des Bandes mechanische Eigenschaften, die in dieser Richtung
besonders ausgeprägt sind, wie beispielsweise ausgeprägte Kerbschlagzähigkeiten bei
metallischem Material infolge einer ausgeprägten Orientierung des Gefüges sowie der
vorhandenen nichtmetallischen Einschlüsse in die als Hauptverformungsrichtung anzusehende
Walzrichtung, der Längsrichtung des Walzgutes Band bzw. Tafel.
[0004] Durch die beim Walzen stattfindende Zertrümmerung der nichtmetallischen Einschlüsse
und die hauptsächliche Längsorientierung der einzelnen Trümmerpartikel entsteht eine
Kerbempfindlichkeit, durch die die Kerbschlagzähigkeit in Walzquerrichtung merklich
herabgesetzt wird. Eine ähnliche Beobachtung macht man an gekerbten Zugstäben, bei
denen sich ein eindeutiger Zusammenhang beispielsweise zwischen der Bruchdehnung bzw.
der Zugfestigkeit und der Probenlage zur Walzrichtung im gesamten Bereich der Versuchstemperatur
einstellt. Bei der Dimensionierung von Großrohren, die im Längs- bzw. im Schraubennaht-Schweißverfahren
hergestellt werden, sind diese unterschiedlichen Festigkeitseigenschaften des Blech-
bzw. des Bandmaterials in Längs- und Querrichtung zu berücksichtigen. Ähnliches gilt
für die Ausbildung des Gefüges von warmgewalzten Bandmaterial, das für die Erzeugung
von kornorientiertem Blech Verwendung findet, aus dem Transformatorenkerne für eine
möglichst verlustarme Umspannung von elektrischem Strom hergestellt werden.
[0005] Unterschiedliche Materialeigenschaften in Längs- und Querrichtung entstehen auch
beim Kalandrieren von Folienmaterial aus Kunststoff der verschiedensten Qualitäten.
[0006] In vielen Fällen sind diese Unterschiede unerwünscht und erfordern erhebliche Maßnahmen
zu deren Minderung, wie beispielsweise bei Kunststoffen einen quer gerichteten Reckvorgang.
[0007] Die Erfindung stellt sich die Aufgabe, den verformungstechnisch bedingten Unterschied
der Werkstoffeigenschaften in Walzlängs- und -querrichtung auf walztechnische Art
zu verringern und nach Möglichkeit ein Material mit orthogonal isotropen oder gar
isotropen oder mit besonders guten mechanischen Eigenschaften in von der Walzrichtung
abweichenden Richtungen zu erreichen sowie die dazu erforderlichen Vorrichtungen zu
schaffen.
[0008] Erfindungsgemäß wird die Lösung dieses Problems dadurch erreicht, daß dem Walzgut
im Walzspalt simultan mit dem eigentlichen, die Plastifizierung des Walzgutes bewirkenden
Spannungszustand/Verformungszustand ein zusätzlicher, vom eigentlichen Spannungszustand/Verformungszustand
abweichender Spannungszustand/Verformungszustand überlagert wird. In einer bevorzugten
Ausführungsform wird dem im Walzspalt durch den eigentlichen Spannungszustand/Verformungszustand
plastifizierten Walzgut ein zusätzlicher simultan wirksamer Spannungszustand/ Verformungszustand
überlagert, der durch eine nur über die Höhe bzw. über die Höhe und Breite des Walzgutes
unsymmetrisch verlaufende Verdrängung von Walzgut im Walzspalt erreicht wird.
[0009] Die unterschiedliche Verdrängung von Walzgut im Walzspalt entsteht durch unterschiedlich
tiefes Eintauchen der Walzenballen in das Walzgut infolge unterschiedlicher Walzenballendurchmesser.
[0010] Mit einer gänzlich anderer Zielsetzung wird bereits das Walzen auf flacher Walzenbahn
mit unterschiedlichen Durchmessern der zylindrischen Walzenballen von Ober- und Unterwalze
beim Walzen von Bimetallmaterial vorgenommen, um den unterschiedlichen Verformungsfestigkeiten
der beiden in einem Gießverfahren miteinander schmelzflüssig verbundenen Metallschichten
zum Zwecke einer homogenen, über den Querschnitt verlaufenden Streckung des Walzgutes
Rechnung zu tragen.
[0011] Nach einer weiteren bevorzugten Ausführungsform wird ein zusätzlicher, simultan mit
dem eigentlichen Spannungszustand/Verformungszustand wirksamer quer zur Walzrichtung
orientierter Spannungszustand/Verformungszustand erreicht, wenn die von zentrisch
umlaufenden Wulsten und/oder umlaufenden Eindrehungen auf bzw. in den Walzenballen
auf dem Walzgut in Walzlängsrichtung erzeugten, über die Walzgutbreite sinusartig
verlaufenden Verdickungen des Walzgutes beim nächsten Walzendurchgang mit den gleichen
Walzen nach einer seitlichen Verschiebung des Walzgutes um maximal eine halbe Periode
seiner sinusartig über die Walzgutbreite verlaufenden Dicke von den dickeren zu den
dünneren Walzgutquerschnittsbereichen seitlich verdrängt wird.
[0012] Nach einer anderen Ausführungsform läßt sich ein zusätzlicher, quer zur Walzrichtung
orientierter Spannungszustand/Verformungszustand dadurch erreichen, daß bei achsparallel
angeordneten Walzen das Material der von ein- oder mehrgängig schraubenlinienförmig,
bei beiden Walzenballen in entgegengesetzter Steigungsrichtung umlaufenden, im Walzballenlängsschnitt
sinusartig ausgebildeten Wulsten und/oder Eindrehungen erzeugten, auf beiden Walzgutoberflächen
in einem Winkel zur Walzrichtung orientierten, über die Walzgutbreite sinusartig,
verlaufenden Verdickungen beim nächsten Walzendurchgang von Walzen mit gleich ausgebildeten
oder mit glatten Walzenballen von den dickeren zu den dünneren Walzgutquerschnittsbereichen
seitlich verdrängt wird.
[0013] Nach einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens gewinnt man den
zusätzlichen, simultan mit dem eigentlichen, die Plastifizierung des Walzgutes bewirkenden
Spannungszustand/Verformungszustand durch eine in Walzrichtung und/oder Walzquerrichtung
kraftschlüssig und/oder formschlüssig, in beiden Walzgutoberflächen gleichsinnig oder
entgegengesetzt wirkende Zwangsführung der Walzgutoberflächen, der oberflächennahen
Walzgutschichten bzw. der horizontalen Walzguthälften.
[0014] Der zusätzliche, simultan mit dem eigentlichen, die Plastifizierung des Walzgutes
bewirkende Spannungszustand/Verformungszustand wird in seiner Wirksamkeit wesentlich
verstärkt durch eine Kombination einer über die Höhe und/oder Breite des Walzgutes
unsymmetrisch verlaufenden Verdrängung des Walzgutes mit einer Zwangsführung der Walzgutoberflächen
bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten im Walzspalt.
[0015] Die Erfindung beinhaltet auch Vorrichtungen zur Durchführung des erfindungsgemäßen
Verfahrens.
[0016] Nach einer einfachen Ausführungsform wird die unsymmetrisch über die Walzguthöhe
verlaufende Verdrängung von Walzgut im Walzspalt durch zylindrische Walzenballen unterschiedlichen
Durchmessers erreicht.
[0017] Um neben der über die Walzguthöhe unsymmetrisch verlaufenden Verdrängung von Walzgut
eine zusätzliche, über die Walzgutbreite sich erstreckende Verdrängung von Walzgut
zu erzwingen, wird nach einer weiteren Ausführungsform vorgeschlagen, die den Walzspalt
begrenzenden, gekreuzten oder achsparallelen Walzenballen bei konstanter Summe der
sich gegenüberliegenden Walzenballendurchmesser in Walzenballenlängsrichtung kontinuierlich
über die Walzenballenlänge veränderliche Walzenballendurchmesser vorzusehen.
[0018] Nach einer bevorzugten Ausführungsform wird die unsymmetrisch über die Walzguthöhe
und Walzgutbreite verlaufende Verdrängung von Walzgut im walzspalt durch ein gekreuztes
oder achsparalleles Walzenballenpaar erreicht, bei dem die Summe der sich gegenüberliegenden,
in Walzenballenlängsrichtung kontinuierlich über die Walzenballenlänge veränderlichen
Walzenballendurchmesser konstant ist und die Durchmesser beider Walzenballen in Walzenballenmitte
von gleicher Größe ist.
[0019] Nach einer anderen Ausführungsform läßt sich eine unsymmetrische über die Walzgutbreite
verlaufende Verdrängung von Walzgut in Form einer einseitigen Breitung des Walzgutes
durch ein achsparalleles Walzenballenpaar mit zentrisch umlaufenden Wulsten und/oder
Eindrehungen erreichen, in die das Walzgut seitlich abfließen kann.
[0020] Nach einer weiteren Ausführungsform wird eine Zwangsführung der Walzgutoberflächen
bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten in Walzrichtung durch einen im Drehmoment
und/oder in der Drehgeschwindigkeit unterschiedlich großen Antrieb der den Walspalt
begrenzenden glatten oder gerauhten Walzenballen erreicht.
[0021] In der Walzpraxis wird beim Walzen von Grobblech mit einer gänzlich anderen Zielsetzung
dieses Verfahren der unterschiedlichen Drehgeschwindigkeiten kurzfristig beim Anstich
des Walzgutes und nur dort angewandt, um durch eine etwas größere Drehgeschwindigkeit
der Unterwalze gegenüber der Oberwalze dem auslaufenden Walzgut eine geringe Krümmung
nach oben zu geben. Man bezweckt und erreicht damit, daß insbesondere die erste Rollgangsrolle,
die sogenannte Ständerrolle keine zu große Stoßbelastung durch das Walzgut erfährt.
[0022] Eine Zwangsführung der Walzgutoberflächen bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten
in Walzquerrichtung erreicht man nach einer anderen Ausführungsform durch das Kreuzen
der Walzen in der Walzebene, ein symmetrisch zur Walzrichtung bezeichnetes, geringfügiges
entgegengesetztes Schwenken der Walzenballen um die Walzenballenmittelpunkte. Die
in der Walzebene gekreuzten Walzen können glatte, gerauhte und/oder mit zentrisch
umlaufenden Wulsten und/oder Eindrehungen versehene Walzenballen besitzen.
[0023] Um die mit dem Kreuzen der Walzen einhergehenden Schwierigkeiten bei der Gestaltung
der Lagerung der Walzen zu vermeiden, wird vorgeschlagen, bei achsparallelen Walzen
eine quer zur Walzrichtung orientierte Zwangsführung der Walzgutoberflächen und der
oberflächennahen Walzgutschichten durch Walzenballen mit mehrgängig schraubenlinienförmig
umlaufenden Wulsten und/oder Eindrehungen zu erreichen.
[0024] Nach einer bevorzugten Ausführungsform kann bei achsparallelen Walzen eine in Walzquerrichtung
wirksame, in beiden Walzgutoberflächen entgegengesetzt gerichtete Zwangsführung der
Walzgutoberflächen, der oberflächennahen Walzgutschichten bzw. der horizontalen Walzguthälften
durch in beiden Walzenballen gleichsinnig mehrgängig schraubenlinienförmig links oder
rechts mit gleich großer oder ungleich großer Steigung umlaufende Wulste und/oder
Eindrehungen erreicht werden.
[0025] Nach einer anderen bevorzugten Ausführungsform läßt sich bei achsparallelen Walzen
eine in Walzquerrichtung wirksame, in beiden Walzgutoberflächen gleich gerichtete
Zwangsführung der Walzgutoberflächen, der oberflächennahen Walzgutschichten sowie
beider horizontaler Walzguthälften und damit des gesamten Walzgutquerschnitts im Walzspalt
durch in beiden Walzenballen entgegengesetzt mehrgängig schraubenlinienförmig mit
gleicher Steigung umlaufende Wulste und/oder Eindrehungen erreichen.
[0026] Um die bei der Walzquerrichtung kraftschlüssig und formschlüssig in beiden Walzgutoberflächen
entgegengesetzt in Walzquerrichtung wirkende Zwangsführung der Walzgutoberflächen
bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten bei achsparallelen Walzen in den Walzenballen
entstehenden Axialkräfte schon in den Walzenballen zu kompensieren, wird vorgeschlagen,
beide Walzenballen mit gleichartigen, mehrgängig schraubenlinienförmig in der einen
Walzenballenhälfte mit gleich großer oder sich ändernden Steigung links umlaufenden,
in der anderen Walzenballenhälfte mit rechts umlaufenden, in Walzenballenmitte den
Steigungssinn wechselnden Wulsten und/oder Eindrehungen zu versehen.
[0027] Ferner wird vorgeschlagen, eine unsymmetrisch über die Höhe des Walzgutes verlaufende
Verdrängung von Walzgut mit einer kraftschlüssigen und/oder formschlüssigen Zwangsführung
der Walzgutoberflächen bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten dadurch zu überlagern,
daß bei einem gekreuzten oder einem achsparallelen zylindrischen Walzenballenpaar
mit ungleichen Walzenballendurchmessern glatte Walzenballen oder Walzenballen mit
zentrisch umlaufenden Wulsten und/oder Eindrehungen verwendet werden. Nach einem anderen
Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß zwecks Überlagerung einer unsymmetrisch
über die Höhe und Breite des Walzgutes verlaufenden Verdrängung von Walzgut mit einer
Zwangsführung der Walzgutoberflächen bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten ein
gekreuztes oder ein achsparalleles Walzenpaar verwendet wird, bei dem die Walzenballendurchmesser
in Walzenballenmitte gleich oder ungleich groß, die Summe der sich gegenüberliegenden
Walzenballendurchmesser konstant ist und die Walzenballen mit mehrgängig schraubenlinienförmig
umlaufenden Wulsten und/oder Eindrehungen mit über die Walzenballenlänge konstanter
oder sich ändernder, in beiden Walzenballen gleichsinniger oder entgegengesetzter
Steigung versehen sind.
[0028] Bei den vorstehend geschilderten Walzverfahren, insbesondere bei den Verfahren mit
Zwangsführung der Walzgutoberflächen bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten entstehen
Axialkräfte in einer Größenordnung der eigentlichen, die Plastifizierung des Walzgutes
bewirkenden Walzkräfte. Zur Aufnahme und Ableitung dieser Axialkräfte wird vorgeschlagen,
die Axialkräfte auf der dem Antrieb der Walzen gegenüberliegenden Seite, der Bedienungsseite
des Walzgerüstes, in den mit Axiallagern und Verriegelungseinrichtungen entsprechend
ausgerüsteten Walzenlagerbaustücken aufzunehmen. Bei einem Quartowalzgerüst können
die Axialkräfte aus den Arbeitswalzenballen über die zugehörige Stützwalze und deren
Axiallager in einen Stützriegel und von dort auf eine Querrahmenkonstruktion übertragen
werden.
[0029] Nach einer bevorzugten Ausführungsform besitzen die beiden Querrahmen Querriegel,
die im Bereich der auftretenden Axialkräfte in Höhe der Arbeitswalzenachsen bzw. der
Stützwalzenachsen in die beiden Walzenständer integriert und in Walzgerüstmitte miteinander
verbunden sind.
[0030] Um auch noch nachträglich herkömmliche Walzgerüste zur Aufnahme der axialen Kräfte
in Höhe der Arbeitswalzen bzw. der Stützwalzen ausrüsten zu können, wird vorgeschlagen,
auf der Ein- und der Auslaufseite der Walzgerüste separate Querrahmen vorzusehen,
die an den Walzenständern befestigt sind. Es empfiehlt sich, die eine Arbeitswalze
von der Antriebsseite, die andere Arbeitswalze von der Bedienungsseite des Walzgerüstes
anzutreiben und die Axialkräfte auf der jeweils dem Antrieb gegenüberliegenden Seite
in Axiallagern aufzunehmen.
[0031] Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen, in denen aber nur bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung dargestellt werden, veranschaulicht. Es zeigt:
Fig. 1 ein Stück herkömmlich gewalzten Flachmaterials mit den möglichen Probenlagen,
Fig. 2 schematisch die erforderlichen, auf den gekerbten Restquerschnitt bezogenen
Brucharbeiten der Kerbschlagproben in Abhängigkeit von der Prüftemperatur und der
Lage der Proben a bis d bzw. des Probenkerbs k zur Walzrichtung WR nach Fig. 1,
Fig. 3 die Draufsicht eines in der Walzebene nichtparallelen (gekreuzten) Walzenpaares
mit glatten Walzenballen und Walzgut.
Fig. 4 eine Ansicht der Fig. 3 entgegen der Walzrichtung WR und Walzgut,
Fig. 5 die Draufsicht eines in der Walzebene nichtparallelen (gekreuzten) Walzenpaares,
deren Walzenballen mit umlaufenden Wulsten und Eindrehungen versehen sind, mit Walzgut,
Fig. 6 eine Ansicht der Fig. 5 entgegen der Walzrichtung WR mit Walzgut,
Fig. 7 die Draufsicht des achsparallelen oberen Walzenballens eines Walzenpaares mit
schraubenlinienförmig gleichsinnig links umlaufenden Wulsten und Eindrehungen und
Walzgut,
Fig. 8 eine Ansicht der Fig. 7 entgegen der Walzrichtung WR und Walzgut im Walzspalt,
Fig. 9 die Draufsicht des achsparallelen oberen Walzenballens mit schraubenlinienförmig
konstanter Steigung in der einen Walzenballenhälfte links, in der anderen Walzenballenhälfte
rechts umlaufenden Wulsten und Eindrehungen und Walzgut vor und nach dem Walzendurchgang,
Fig. 10 eine Ansicht der Fig. 9 entgegen der Walzrichtung WR und Walzgut im Walzspalt,
Fig. 11 eine Draufsicht des achsparallelen oberen Walzenballens mit schraubenlinienförmig
umlaufenden Wulsten und Eindrehungen mit Walzgut vor und nach dem Walzendurchgang,
Fig. 12 eine Ansicht der Fig. 11 entgegen der Walzrichtung WR und Walzgut im Walzspalt,
Fig. 13 die Ansicht eines Walzenpaares mit gegenläufig konisch angeordneten Walzenballen
entgegen der Walzrichtung WR und Walzgut im Walzspalt,
Fig. 14 die Draufsicht auf das gewalzte Material aus Fig. 13,
Fig. 15 einen Teilausschnitt aus einem Walzenballenpaar mit zentrisch umlaufenden
Wulsten und Eindrehungen, mit Walzgut vor dem Walzspalt und im Walzspalt,
Fig. 16 einen Querschnitt durch einen Walzspalt, der von achsparallelen zylindrischen
Walzenballen mit gleichsinnig schraubenlinienförmig umlaufenden Wulsten und Eindrehungen
begrenzt wird und Walzgut,
Fig. 17 eine Teilansicht des Walzspaltes der Fig. 16 entgegen der Walzrichtung WR,
bei dem beide Walzenballen mit gleichsinnig, hier links schraubenlinienförmig umlaufenden
Wulsten und Eindrehungen versehen sind,
Fig. 18 ein Volumenelement aus dem Material im Walzspalt der Fig. 16 bzw. der Fig.
17 in räumlicher Darstellung mit den darauf wirkenden Spannungen,
Fig. 19 die Matrix der am Volumenelement der Fig. 18 wirksamen Spannungen,
Fig. 16a einen Querschnitt durch einen Walzspalt, der von achsparallelen zylindrischen
Walzenballen mit entgegengesetzt schraubenlinienförmig umlaufenden Wulsten und Eindrehungen
begrenzt wird und Walzgut,
Fig. 17a eine Teilansicht des Walzspaltes der Fig. 16a entgegen der Walzrichtung WR,
bei dem beide Walzenballen mit gegensinnig., die Oberwalze 1 mit rechts, die Unterwalze
2 mit links schraubenlinienförmig umlaufenden Wulsten und Eindrehungen versehen sind,
Fig. 18a ein Volumenelement aus dem Material der oberen Hälfte des Walzspaltes in
räumlicher Darstellung mit den darauf wirkenden Spannungen,
Fig. 19a ein Volumenelement aus dem Material der unteren Hälfte des Walzspaltes in
räumlicher Darstellung mit den darauf wirkenden Spannungen,
Fig. 16b einen Querschnitt durch einen Walzspalt, der von gegenläufig konischen Walzenballen
begrenzt wird,
Fig. 17b eine Teilansicht des Walzspaltes der Fig. 16a entgegen der Walzrichtung WR,
Fig. 18b ein Volumenelement aus dem Material im Walzspalt in räumlicher Darstellung
mit den darauf wirkenden Spannungen,
Fig. 19b die Matrix der am Volumenelement wirksamen Spannungen,
Fig. 20 eine Teilansicht eines Vierwalzengerüstes mit den zwei Arbeitswalzen, deren
entgegengesetzt orientierte Axialkräfte A über ihre Lagerbaustücke aufgenommen werden.
Fig. 21 eine Teilansicht einer Stützwalze mit ihrer Arbeitswalze, deren Axialkraft
A von einem umlaufenden Bund der Stützwalze aufgenommen wird,
Fig. 22 Einzelheiten der Fig. 21,
Fig. 23 Einzelheiten der Fig. 22,
Fig. 24 eine Teilansicht einer Stützwalze mit ihrer Arbeitswalze, deren Axialkraft
A von der Stützwalze aufgenommen wird,
Fig. 25 eine Seitenansicht der Walzen der Fig. 24,
Fig. 26 ein Quarto-Walzgerät mit Ableitung der axialen Kräfte A in die Stützwalzen,
Fig. 27 eine Seitenansicht des Quartowalzgerüstes der Fig. 26,
Fig. 28 eine räumliche Darstellung der beiden Ständer eines Walzgerüstes, die durch
Querriegel miteinander verbunden sind,
Fig. 29 eine schematische Darstellung eines Quartowalzgerüstes mit zusätzlichen Querrahmen,
Fig. 30 eine Seitenansicht des Quartowalzgerüstes der Fig. 29,
Fig. 31 ein Quarto-Walzgerüst mit direkt axial abgestützten und von der Antriebs-
bzw. der Bedienungsseite angetriebenen Arbeitswalzen,
Fig. 32 eine Arbeitswalze mit ihrer axialen Abstützung.
[0032] In Fig. 1 sind herkömmliche Probenlagen a,b,c,d, dargestellt. Je zwei Probenlagen
sind in Walzrichtung bzw. Walzquerrichtung genommen. Die Lage der Kerben k, der Sollbruchstellen
im Kerbschlagbiebeversuch ist unterschiedlich orientiert gewählt.
[0033] In Fig. 2 sind schematisch die unterschiedlichen Brucharbeiten in Abhängigkeit von
der Lage der Probe zur Walzrichtung WR und der Lage des Kerbs k in der Probe (Fig.
1) dargestellt. Die unterschiedlichen Werte der Brucharbeiten in den Hoch- und Tieflagen
sind im gesamten Temperaturbereich zu erkennen.
[0034] In Fig. 3 ist die Draufsicht auf ein gekreuztes, nicht paralleles Walzenpaar mit
glatten Walzenballen dargestellt. Die von den Drehmomenten M
1 und M
2 angetriebenen Walzen 1,2 sind bestrebt, über die Reibung zwischen den Walzenballen
und den Walzgutoberflächen ihre jeweilige Walzgutoberfläche in die eigene Drehrichtung
R
1 (Oberwalze 1) bzw. R
2 (Unterwalze 2) zu zwingen, wobei sich die axial gerichteten Kräfte A einstellen.
Das Walzgut wird einer zusätzlichen, quer zur Walzrichtung orientierten Schubbeanspruchung
unterworfen.
[0035] In Fig. 4 ist der von dem gekreuzten Walzenpaar 1,2 gebildete Walzspalt von der Auslaufseite
gesehen dargestellt. Die Oberflächenkräfte o (in der Walgutoberfläche) und u (in der
Walzgutunterfläche), beide im Walzspalt wirksam, erzeugen die quer zur Walzrichtung
orientierte, zusätzliche Schubbeanspruchung, aus der sich die Schrägstellung des auslaufenden
Walzgutquerschnittes mit der Dicke h
l gegenüber dem Rechteckquerschnitt des Walzgutes 3 auf der Einlaufseite mit der Dicke
h einstellt. Die Summe der Reaktionskräfte O bzw. u steht mit den Axialkräften A im
Gleichgewicht.
[0036] In Fig. 5 ist die Draufsicht auf ein gekreuztes (nicht paralleles) Walzenpaar 1,2
mit umlaufenden Wulsten 4 und Eindrehungen 5 dargestellt. Durch den Walzdruck werden
die Wulste 4 in das Walzgut 3 gedrückt, während Walzgut 3 in die Eindrehungen 5 steigt.
Die Drehmomente M
1 und M
2 treiben die Walzen 1,2 an. Jede Walze ist bestrebt, die von ihr mittels der Wulste
4 und Eindrehungen 5 formschlüssig erfaßten Oberflächenbereiche in die eigene Drehrichtung
R
1 (Walzgutoberfläche) bzw. R
2 (Walzgutunterfläche) zu zwingen, wobei eine quer zur Walzrichtung WR orientierte
Schiebung des plastifizierten Walzgutes 3 im Walzspalt erfolgt. Die zusätzliche Schubbeanspruchung
des Walzgutes 3 im Walzspalt, quer zur Walzrichtung WR, läßt dabei die in Richtung
der Achsen der Walzen 1 und 2 wirksamen Kräfte A entstehen. Auf beiden Walzgutoberflächen
bilden sich entsprechend den Wulsten 4 und den Eindrehungen 5 der Walzen 1 und 2 Vertiefungen
4 bzw. Erhöhungen 5, die in beiden Walzgutoberflächen gegenläufig schräg zur Walzrichtung
WR, parallel zu den Drehrichtungen R
1 bzw. R
2 der Walzen 1 bzw. 2 orientiert sind.
[0037] In Fig. 6 ist der von dem gekreuzten Walzenpaar 1,2 gebildete Walzspalt von der Auslaufseite
dargestellt. Beide Walzen 1,2 sind bestrebt, die von ihnen mit den Wulsten 4 und den
Eindrehungen 5 formschlüssig erfaßten Oberflächen des Walzgutes 3 in die eigene Drehrichtung
R
1 bzw. R
2 (Fig. 5) zu zwingen. Die dabei entstehenden Oberflächenkräfte o in der Walzgutoberfläche
und u in der Walzgutunterfläche des Walzgutes 3 bewirken im Walzspalt eine Schiebung
des plastifizierten Walzgutes 3 quer zur Walzrichtung WR, wobei Reaktionskräfte o
und u entstehen, deren Summe der Größe der Axialkräfte A entspricht. Als Folge der
quer gerichteten, zusätzlichen Schubbeanspruchung stellt sich der auslaufende Querschnitt
des Walzgutes 3 entsprechend schräg gegenüber dem rechteckförmigen Einlaufquerschnitt
ein.
[0038] In Fig. 7 ist der Walzenballen der oberen Walze 1 eines achsparallelen Walzenpaares
mit schraubenlinienförmig (hier links) umlaufenden Wulsten 4 und Eindrehungen 5 wiedergegeben.
Die Wulste 4 drücken sich in das Walzgut 3, während Walzgut 3 in die Eindrehungen
5 steigt. Die Walze 1 erhält dadurch in Richtung ihrer Achse einen formschlüssigen
Schubverbund mit dem Walzgut 3. In der Oberfläche des Walzgutes 3 entstehen dabei
schräg zur Walzrichtung WR liegende Vertiefungen 4 und Erhöhungen 5. Die Walze wird
durch das Drehmoment M
1 angetrieben. Das Walzgut 3 wird in Walzrichtung WR transportiert.
[0039] In Fig. 8 ist der von den Walzenballen eines achsparallelen Walzenpaares 1,2 gebildete
Walzspalt von der Auslaufseite gesehen dargestellt. Beide Walzenballen sind mit schraubenlinienförmig
(hier links) umlaufenden Wulsten 4 und Eindrehungen 5 versehen. Die Walezn 1,2 werden
durch die Drehmomente M
1, M
2 angetrieben. Jede Walze 1,2 ist bestrebt, die von ihr mittels der Wulste 4 und Eindrehungen
5 formschlüssig erfaßte Oberfläche des Walzgutes 3 in die eigene Umfangsrichtung R
1 bzw. R
2 (Fig. 7) zu transportieren. Die dabei entstehenden Oberflächenkräfte o bzw. u bewirken
eine quer zur Walzrichtung orientierte Schiebung des plastifizierten Walzgutes 3.
Die Summe der Reaktionskräfte ö bzw. u bildet die Axialkräfte A. Die Seitenflächen
des Walzgutes 3 stellen sich entsprechend der Querschubbeanspruchung schräg ein.
[0040] In Fig. 9 ist der Walzenballen der oberen Walze 1 eines achsparallelen Walzenpaares
in der Draufsicht dargestellt. Der Walzenballen ist mit schraubenlinienförmig in der
einen Walzenballenhälfte links, in der anderen Walzenballenhäfte rechts umlaufenden,
in Walzenballenmitte den Steigungssinn ändernden Wulsten 4,4'und Eindrehungen 5,5'versehen,
die auf dem Walzgut 3 die entsprechend schräg zur Walzrichtung WR orientierten Vertiefungen
4,4' Erhebungen 5,5'erzeugen. Das Walzgut 3 wird zweckmäßig vor Walzbeginn mit einer
in Walzrichtung WR verlaufenden, beispielsweise durch einen umlaufenden Wulst in einer
Walze erzeugte Entlastungsrille 6a versehen, die nach dem Walzendurchgang als Rille
6b von geringerer Breite und Tiefe erscheint. Die Walze 1 wird durch das Drehmoment
M
1 angetrieben.
[0041] In Fig. 10 ist der von den Walzenballen eines achsparallelen Walzenpaares 1,2 gebildete
Walzspalt von der Auslaufseite gesehen dargestellt. Beide Walzenballen sind mit schraubenlinienförmig
in der einen Walzenballenhälfte links, in der anderen Walzenballenhälfte rechts umlaufenden,
in Walzenballenmitte den Steigungssinn wechselnden Wulsten 4,4'und Eindrehungen 5,5'versehen.
In ihren sich gegenüberliegenden Walzenballenhälften ist der Steigungssinn der schraubenförmig
umlaufenden Wulste 4,4'und Eindrehungen 5,5'gleichsinnig. Bei dieser Ausbildung der
Walzenballenoberflächen entstehen keine äußeren Axialkräfte. Die Walzen 1,2 werden
durch die Drehmomente M
1, M
2 angetrieben. Die Fließbewegung des Walzgutes 3 ist durch Pfeile angedeutet.
[0042] In Fig. 11 ist der Walzenballen der oberen Walze 1 eines achsparallelen Walzenpaares
mit schraubenlinienförmig (hier links) umlaufenden Wulsten 4 und Eindrehungen 5 dargestellt.
Der Walzenballen wird durch das Drehmoment M
1 angetrieben. Die Breite b des Walzgutes 3 vergrößert sich beim Walzendurchgang einseitig
auf b + Δ b. Auf dem Walzgut 3 entstehen entsprechend schräg zur Walzrichtung WR orientierte
Vertiefungen 4 und Erhöhungen 5.
[0043] In Fig. 12 ist der von den Walzenballen eines achsparallelen Walzenpaares 1,2 gebildete
Walzspalt von der Auslaufseite gesehen dargestellt. Der Walzenballen der oberen Walze
1 ist mit schraubenlinienförmig links, der Walzenballen der unteren Walze 2 mit schraubenlinienförmig
rechts umlaufenden Wulsten 4,4'und Eindrehungen 5,5'versehen, die dem Walzgut 3 im
Walzspalt eine einseitige Breitung 3a um den Betrage b vermitteln. Die Walze 1 wird
durch das Drehmoment M
1, die Walze 2 durch das Drehmoment M2 angetrieben.
[0044] In Fig. 13 ist ein achsparalleles Walzenpaar 1,2 mit gegenläufig konisch ausgebildeten
Walzenballen 7,7'dargestellt. Die Walzenballen 7,7' verdrängen im Walzspalt infolge
der sich gegenüberliegenden unterschiedlichen Walzenballendurchmnesser unterschiedlich
große Volumina des Walzgutes 3. Die Walzen 1,2 werden durch die Drehmomente
M1,
M2 angetrieben. Infolge der Neigung der Walzenballenoberflächen zu ihren Drehachsen entstehen
axiale Kräfte A. Infolge der unterschiedlichen Streckung der Oberflächen des Walzgutes
3 (Fig. 14 : L
j< L
r ,

) entsteht im Walzgut 3 eine Verspannung der Oberflächen.
[0045] In Fig. 14 ist die Draufsicht auf ein mit gegenläufig konischen Walzenballen 7,7'gewalztes
Walzgut 3 dargestellt. Durch die unterschiedliche Verdrängung des Walzgutes 3 im Walzspalt
(Fig. 13) über die Breite ergeben sich unterschiedliche Längungen der Walzgutoberflächenbereiche,
dargestellt durch die Längenpfeile Lj,Lj,Lr,Lr, gemessen von der Grundlinie g-g.
[0046] In Fig. 15 ist ein Teilausschnitt eines achsparallelen Walzenpaares 1,2 mit umlaufenden
Wulsten 4 und Eindrehungen 5 dargestellt. Das Walzgut 3, in einem vorhergehenden Walzendurchgang
in den in Walzrichtung orientierten Erhöhungen 5 angehäuft, wird nach einer geringen
seitlichen Verschiebung vor seinem Eintritt in den Walzspalt durch die umlaufenden
Wulste 4 der einen Walze in die umlaufenden Eindrehungen 5 der anderen Walze seitlich
verdrängt. Die in den Walzspalt einlaufende Kontur 4,5 hat am Walzspaltaustritt die
Form des Walzspaltes 4,5 angenommen. Ein Element dV des Walzgutes 3 ist dabei seitlich
um db verschoben worden.
[0047] In Fig. 16 ist ein Längsschnitt durch einen von dem achsparallelen Walzenpaar 1,2
begrenzten Walzspalt mit den an einem Volumenelement dV des Walzgutes 3 in der von
den Achsen (1) und (2) aufgespannten Längsschnittebene angreifenden Spannungen 6'
ij (i,j = 1,2) dargestellt. Die Spannungen mit gleichen Indizes i=j sind Normalspannungen,
die mit ungleichen Indizes i/j sind Schubspannungen.
[0048] In Fig. 17 ist ein Teilausschnitt der Seitenansicht der Fig. 16 des von den achsparallelen
Walzen 1,2 begrenzten Walzspaltes entgegen der Walzrichtung WR (Fig. 16) dargestellt.
Die Walzen 1,2 sind mit gleichsinnig (hier links) schraubenlinienförmig umlaufenden
Wulsten 4 und Eindrehungen 5 versehen. Am Volumenelement dV des Walzgutes 3 greifen
im Walzspalt in der von den Achsen (1) und (3) aufgespannten Querschnittsebene die
zusätzlichen Schubspannungen σ
13 = σ
31 an. Die Spannungen mit gleichen Indizes sind Normalspannungen, die mit ungleichen
Indizes Schubspannungen.
[0049] Fig. 18 stellt ein von den orthogonalen Raumachsen (1),(2),(3) aufgespanntes Volumenelement
dV des Walzgutes 3 im Walzspalt (Fig. 16, Fig. 17) in räumlicher Widergabe dar. Das
Volumenelement dV wird durch die Spannungen σ(i,j = 1,2,3) beansprucht.
[0050] In Fig. 19 ist die Matrix des zugehörigen Spannungszustandes im Walzspalt (Fig. 16,
Fig. 17) dargestellt. Beim Walzen mit auf beiden Walzen 1,2 gleichsinnig schraubenlinienförmig
umlaufenden Wulsten 4 und Eindrehungen 5 (Fig. 17) werden dem herkömmlichen, im wesentlichen
ebenen Spannungszustand 6
. (i,j = 1,2), wie er beim Walzen auf glatter Walzbahn vorliegt, zusätzliche, quer
zur Walzrichtung WR ( Fig. 16) liegende Schubspannungen σ
13 = σ
31 im Walzspalt überlagert. Diesen quer zur Walzrichtung orientierten Schubspannungen
entspricht die axiale Walzkraft A der Fig. 8.
[0051] Fig. 16a entspricht Fig. 16.
[0052] In Fig. 17a ist ein Teilauschnitt der Seitenansicht der Fig. 16a des von den achsparallelen
Walzen 1,2 begrenzten Walzspaltes entgegen der Walzrichtung WR (Fig. 16a) dargestellt.
Die Walze 1 ist mit schraubenlinienförmig rechts, die Walze 2 mit schraubenlinienförmig
links umlaufenden Wulsten 4 und Eindrehungen 5 versehen, durch die das Walzgut 3 eine
einseitige Breitung mit entsprechender Drehung der Hauptverformungsrichtung aus der
Walzrichtung WR erfährt. Die Volumenelemente dV in der oberen bzw. der untern Hälfte
des Walzspaltes werden in der von den Achsen (1) und (3) aufgespannten Querschnittsebene
durch die Spannungen σ
ij(i,j = 1,3) beansprucht.
[0053] Fig. 18a stellt das von den orthogonalen Raumachsen (1),(2),(3) aufgespannte Volumenelement
dV des Walzgutes 3 in der oberen Hälfte des Walzspaltes (Fig. 16a, Fig. 17a) in räumlicher
Darstellung mit der Gesamtheit aller daran angreifenden Spannungen σ
ij (i,j = 1,2,3) dar.
[0054] Fig. 19a stellt das von den orthogonalen Raumachsen (1),(2),(3) aufgespannte Volumenelement
dV des Walzgutes 3 in der unteren Hälfte des Walzspaltes (Fig. 16a, Fig. 17a) in räumlicher
Darstellung mit der Gesamtheit aller daran angreifenden Spannungen 6'
i j (i,j = 1,2,3) dar. Die gleiche Richtung von σ
13 und σ
13 zeigt an, daß das Walzgut 3 (Fig. 16a, Fig. 17a) einseitig breitet, wobei keine axialen
Reaktionskräfte A in den Walzen (Fig. 12) entstehen.
[0055] Fig. 16b zeigt einen Längsschnitt durch einen von zwei Walzen 1,2 mit gegenläufig
konischen Walzenballen begrenzten Walzspalt mit den am Volumenelement dV des Walzgutes
3 in der von den Achsen (1) und (2) aufgespannten Längsschnittebene angreifenden Spannungen
σ
ij (i,j
= 1,2), 6'
32. Die Spannungen mit gleichen Indizes sind Normalspannungen, die mit ungleichen Indizes
sind Schubspannungen.
[0056] Fig. 17b zeigt einen Teilausschnitt der Fig.
[0057] 16b des von den Walzen 1,2 mit gegenläufig konischen Walzenballen begrenzten Walzspaltes.
Am Volumenelement dV des Walzgutes 3 greifen in der von den Achsen (1) und (3) aufgespannten
Querschnittsebe-
ne die zusätzlichen Schubspannungen σ
13 = 6
31 simultan mit den Spannungen des ebenen Spannungszustandes 6
ij (i, j = 1,2) an.
[0058] Fig. 18b zeigt ein von den orthogonalen Raumachsen (1),(2),(3) aufgespanntes Volumenelement
dV des Walzgutes 3 im Walzspalt der Fig. 16b bzw. 17b in räumlicher Darstellung mit
der Gesamtheit der angreifenden Spannungen 6
ij (i,j = 1,2,3).
[0059] Fig. 19b zeigt die Matrix des Spannungszustandes im Walzspalt bei gegenläufig konischen
Walzenballen. Der durch Strichelung gekennzeichnete ebene Spannungszustand wird insbesondere
durch die Spannungen σ
13 =6
31, zu einem räumlichen Spannungszustand erweitert.
[0060] Fig. 20 zeigt einen Teil eines Quartowalzgerüstes mit den Stützwalzen 1;2; von denen
die Arbeitswalzen 1,2 gestützt werden. Die Arbeitswalzen 1,2 sind in ihren Lagerbaustücken
8,9 gelagert. Die entgegengesetzten axialen Kräfte A werden über die Gabel 10 des
Lagerbaustückes 8 und die Nut 9a des Lagerbaustücks 9 in sich kurz geschlossen, so
daß keine Axialkraft auf andere Baukörper des Walzgerüstes übertragen werden.
[0061] Fig. 21 zeigt die Axiallagerung der Stützwalze 1' und die Übertragung der axialen
Walzkraft A aus der Arbeitswalze 1 über einen von einem Stützring 11 getragenen Verschleißring
12 in den Seitenring 13 der Stützwalze 1: Über den Lagerzapfen ls der Stützwalze 1'wird
die Axialkraft A in das Axiallager 14s eingeleitet, vom Stützriegel 15s übernommen
und auf einen nicht dargestellten Querrahmen übertragen. Die Arbeitswalze 1 mit ihren
Arbeitswalzenballen wird durch das Drehmoment M
1 angetrieben.
[0062] Fig. 22 stellt einen Teilausschnitt der Fig. 21 dar. Die axiale Kraft A aus der Arbeitswalze
1 wird über den Stützring 11 und den Verschleißring 12 vom Seitenring 13 der Stützwalze
1'übernommen. Der Verschleißring 12 aus verschleißfestem metallischen oder nichtmetallischem
Material ist mit metallischen oder nichtmetallischen Bewehrungen 16 verstärkt.
[0063] Fig. 23 zeigt einen Querschnitt durch einen Stützring 11. Der Verschleißring 12 der
Fig. 22 ist hier aufgeteilt in einen elastischen, nichtmetallischen Teil 12b, der
von einem verschleißfesten metallischen Teil 12a geschützt wird.
[0064] Fig. 24 zeigt die Anordnung eines metallischen Verschleißringes lla zwischen der
Stirnfläche der Arbeitswalze 1 und dem umlaufenden Seitenring 13 der Stützwalze 1:
Der Verschleißring lla ist mit Schrauben llb an der Stirnseite des Arbeitswalzenballens
befestigt. Die Axialkraft A wird in der Fläche F (Fig. 25), der Überdeckung der beiden
Ringflächen des Verschleißringes lla und des Seitenringes 13 der Stützwalze 1; übertragen.
[0065] Fig. 25 zeigt die Fig. 24 in der Seitenansicht mit der Übertragungsfläche F für die
Axialkraft A der Fig. 24, der Überdeckung der beiden Ringflächen des Verschleißringes
lla und des Seitenringes 13 der Stützwalze 1:
[0066] Fig. 26 zeigt die Ansicht eines Quartowalzgerüstes entgegen der Walzrichtung WR der
Fig. 7. Die beiden Arbeitswalzen 1,2 werden von ihren Stützwalzen 1;2'abgestützt,
während die axialen Kräfte A aus den Arbeitswalzen 1,2 über die umlaufenden Seitenringe
13 der Stützwalzen 1;2; die Stützwalzenzapfen la,2a, die Axiallager 14s in die Stützriegel
15s übergeben und über die oberen und unteren Doppelwangen 20 je zur Hälfte vom vorderen
bzw. hinteren Querrahmen übernommen werden. Die Querrahmen werden von den Querarmen
18 1, 18 r und den mittleren Teilen der Walzenständer 17 1, 17 r gebildet. Die Querarme
18 1, 18 r sind durch die Bolzen 19 miteinander verbunden.
[0067] Fig. 27 zeigt die Seitenansicht eines Quartowalzgerüstes mit den Stützwalzen 1;2;
die die Arbeitswalzen 1,2 abstützen. In den Doppelwangen 20 sind die Stützriegel 15s
mit Gelenkbolzen 20s befestigt.
[0068] Fig. 28 ist eine parallelperspektivische Darstellung der beiden Walzenständer 17
1 und 17 r, die durch die oberen und unteren Querarme 18 1, 18 r mittels der Bolzen
19 verbunden sind. Durch diese Verbindung entsteht ein vorderer und ein hinterer Querrahmen
mit den Querarmen 18 1, 18 r als Querrahmenriegel. Die Rahmenstiele 17s stellen gleichzeitig
die Stiele der beiden Walzenständer 17 1, 17 r dar. Die Lage der Querrahmenriegel
mit den Querarmen 18 1, 18 r ist durch die ungefähre Lage der Achsen der Stützwalzen
1;2'gegeben. In ihrer Verlängerung befinden sich die oberen und unteren Doppelwangen
20, in denen die Stützriegel 15s (Fig. 21, Fig. 26) mit Gelenkbolzen 20s (Fig. 27)
zur Aufnahme der axialen kräfte der Stützwalzen 1; 2'(Fig. 26) befestigt sind.
[0069] Fig. 29 zeigt die beiden Walzenständer 17 1, 17 r eines Quartowatzwgerüstes mit dem
auslaufseitigen Querrahmen 21, der mit Bolzen 22 an den beiden Walzenständern 17 1,
17 r befestigt ist. Die Axialkraft A der oberen Arbeitswalze 1 (Fig. 8) wird über
das Axiallager 14a (Fig. 32) der oberen Arbeitswalze 1, den Stützriegel 15a, die Axialkraft
A der Arbeitswalzen 2 (Fig. 8, Fig. 21) über den umlaufenden Seitenring 13 der Stützwalze
2; das Axiallager 14s der unteren Stützwalze 2'und den Stützriegel 15s je zur Hälfte
auf den vorderen (auslaufseitigen) bzw. den hinteren (einlaufseitigen) Querrahmen
21 übertragen. Beide Querrahmen 21 besitzen hinreichen große Öffnungen für den ungehinderten
Zugang zu den Arbeitswalzen 1,2.
[0070] Fig. 30 zeigt eine Seitenansicht des Querrahmens 21 der Fig. 29. Die Arbeitswalzen
1,2 werden von ihren Stützwalzen 1;2'gestützt. Die Axialkraft der oberen Arbeitswalze
1 wird von dem Stützriegel 15a, die der unteren Arbeitswalze 2 über den umlaufenden
Seitenring 13 der Stützwalze 2'vom Stützriegel 15s übernommen und je zur Hälfte dem
vorderen bzw. dem hinteren Querrahmen 21 übergeben.
[0071] Fig. 31 zeigt ein Quartowalzgerüst mit den Stützwalzen 1;2; von denen die Arbeitswalzen
1,2 abgestützt werden. Die Arbeitswalzen 1,2 werden von den Drehmomenten M
1 und M
2 von entgegengesetzten Seiten des Quartowalzgerüstes angetrieben. Die Axiälkräfte
A werden auf den diesen Antriebsseiten gegenüberliegenden Seiten über Axiallager 14a
(Fig. 32), Stützriegel 15a, Doppelwangen 20 und Bolzen 20a je zur Hälfte in den vorderen
und den hinteren Querrahmen abgesetzt. Die Riegel der Querrahmen, die in diesem Falle
etwa in Höhe der Achsen der Arbeitswalzenballen 1,2 liegen, werden aus den in die
Walzenständer 17 1, 17 r integrierten Querarmen 18 1, 18 r gebildet, die mit Hilfe
der Bolzen 19 miteinander verbunden sind.
[0072] Fig. 32 zeigt die Draufsicht auf die obere Arbeitswalze 1 der Fig. 31 mit ihrem Walzenballen,
dem Axiallager 14a, dem StUtzriegel 15a, der mit den Bolzen 20a in den Doppelwangen
20 befestigt ist. Über die Querarme 18 1, 18 r und die Bolzen 19 sind die beiden Ständer
17 1, 17 r des Walzgerüstes miteinander verbunden. Die Walze 1 wird durch das Drehmoment
M
1 beaufschlagt, wobei die Axialkraft A entsteht.
1. Verfahren zur technologischen Beeinflussung von Walzgut, vornehmlich von flachem
Material in Form von Tafeln und Bändern, in einem Walzprozeß, dadurch gekennzeichnet,
daß dem Walzgut simultan mit dem eigentlichen, die Plastifizierung des Walzgutes bewirkenden
Spannungszustand/Verformungszustand ein zusätzlicher, vom eigentlichen Spannungszustand/Verformungszustand
abweichender Spannungszustand/Verformungszustand überlagert wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche, dem Walzgut
im Walzspalt simultan mit dem eigentlichen, die Plastifizierung des Walzgutes bewirkende
Spannungszustand/Verformungszustand durch eine nur über die Höhe bzw. über die Höhe
und Breite des Walzgutes unsymmetrisch verlaufende Verdrängung des Walzgutes im Walzspalt
erreicht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß von zentrisch umlaufenden
Wulsten und/oder Eindrehungen auf bzw. in den Walzenballen auf dem Walzgut in Walzlängsrichtung
erzeugte, über die Walzgutbreite sinusartig verlaufende Verdickungen des Walzgutes
beim nächsten Walzendurchgang mit den gleichen Walzen nach einer seitlichen Verschiebung
des Walzgutes um maximal eine halbe Periode der sinusartig über die Walzgutbreite
verlaufenden Materialdicke von den dickeren zu den dünneren Walzgutquerschnittsbereichen
seitlich verdrängt werden.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Material
der von ein- oder mehrgängig schraubenlinienförmig, bei beiden Walzenballen in entgegengesetzter
Steigungsrichtung umlaufenden, im Walzenballenlängsschnitt sinusartig ausgebildeten
Wulsten und/oder Eindrehungen erzeugten, auf beiden Walzgutoberflächen in einem Winkel
zur Walzrichtung orientierten, über die Walzgutbreite sinusartig verlaufenden Verdickungen
beim nächsten Walzendurchgang von Walzen mit gleich ausgebildeten oder mit glatten
Walzenballen von den dickeren zu den dünneren Walzgutquerschnittsbereichen seitlich
verdrängt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche, simultan
mit dem eigentlichen die Plastifizierung des Walzgutes bewirkende Spannungszustand/Verformungszustand
durch eine in Walzrichtung und/oder Walzquerrichtung kraftschlüssig und/oder formschlüssig,
in beiden Walzgutoberflächen gleichsinnig oder entgegengesetzt wirkende Zwangsführung
der Walzgutoberflächen, der oberflächennahen Walzgutschichten bzw. der horizontalen-Walzguthälften
erreicht wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der zusätzliche,
die Plastifizierung des Walzgutes bewirkende Spannungszustand/Verformungszustand durch
eine Kombination einer über die Höhe und/oder Breite des Walzgutes unsymmetrisch verlaufenden
Verdrängung des Walzgutes mit einer Zwangsführung der Walzgutoberflächen bzw. der
oberflächennahen Walzgutschichten im Walzspalt erreicht wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6 mit
Arbeitswalzen, deren zugeordnete Walzenballen einen Walzspalt für das Walzgut bilden,
dadurch gekennzeichnet, daß für die unsymmetrisch über die Walzguthöhe verlaufende
Verdrängungen von Walzgut (3) im Walzspalt Walzenballen unterschiedlichen Durchmessers
vorgesehen sind.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß für die unsymmetrisch
über die Walzguthöhe und Walzgutbreite verlaufende Verdrängung von Walzgut (3) im
Walzspalt gekreuzte oder achsparallele Walzenballen vorgesehen sind, die bei konstanter
Summe der sich gegenüberliegenden Walzenballendurchmesser in Walzenballenlängsrichtung
kontinuierlich über die Walzenballenlänge veränderliche Walzenballendurchmesser besitzen.
9. Vorrichtung nach den Ansprüchen 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenballen
in Walzenballenmitte gleich große Walzenballendurchmesser besitzen.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß beide
Walzenballen mit umlaufenden Wulsten (4) und/oder Eindrehungen (5) versehen sind,
in die das Walzgut (3) seitlich abfließen kann.
11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Zwangsführung der Walzgutoberflächen bzw. der oberflächennahmen Walzgutschichten in
Walzrichtung ein im Drehmoment und/oder der Drehgeschwindigkeit unterschiedlich großer
Antrieb der den Walzspalt begrenzenden glatten oder gerauhten Walzen (1,2) vorgesehen
ist.
12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Zwangsführung der Walzgutoberflächen bzw. der oberflächennahen Walzgutschichten in
Walzquerrichtung in der Walzebene gekreuzte Walzen (1,2) vorgesehen sind.
13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Walzebene
gekreuzten Walzen (1,2) glatte, gerauhte und/oder mit zentrisch umlaufenden Wulsten
(4) und/oder Eindrehungen (5) versehene Walzenballen besitzen.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß bei
achsparallelen Walzen (1,2) deren Walzenballen mehrgängig schraubenlinienförmig umlaufende
Wulste (4) und/oder Eindrehungen (5) aufweisen.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzenballen mit
mehrgängig schraubenlinienförmig links oder rechts mit gleich großer oder ungleich
großer Steigung umlaufenden Wulsten (4) und/oder Eindrehungen (5) versehen sind.
16. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß beide Walzenballen mit
entgegengesetzt mehrgängig schraubenlinienförmig mit gleicher Steigung umlaufenden
Wulsten (4) und/oder Eindrehungen (5) versehen sind.
17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß zwecks Kompensation
der entstehenden Axialkräfte beide Walzenballen mit gleichartigen, mehrgängig schraubenlinienförmig
in der einen Walzenballenhälfte mit gleich großer oder sich ändernden Steigung links,
in der anderen Walzenballenhälfte mit rechts umlaufenden, in Walzenballenmitte den
Steigungssinn wechselnden Wulsten (4) und/oder Eindrehungen (5) versehen sind.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß bei
gekreuzten oder achsparallelen zylindrischen Walzen (1,2) mit gleichen oder ungleichen
Walzenballen-Durchmessern oder konischen Walzen mit gleich oder ungleich großen Durchmessern
in Walzenballen-Mitte oder Walzen, deren generelle Konturen anderen geeigneten mathematischen
Funktionen folgen, glatte Walzenballen oder Walzenballen mit umlaufenden Wulsten (4)
und/oder Eindrehungen (5) vorgesehen sind.
19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß zur
Aufnahme von Axialkräften auf der dem Antrieb der Walzen (1,2) gegenüberliegenden
Seite, der Bedienungsseite des walzgerüstes, mit Axiallagern (14) und Verriegelungseinrichtungen
ausgerüstet Lagerbaustücke (8,9) vorgesehen sind.
20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß bei
einem Quartowalzgerüst die Axialkräfte über die zugehörige Stützwalze (1;2) und deren
Axiallager (14) in einen Stützriegel (15s) und von dort auf einen Querrahmen übertragen
werden.
21. Vorrichtung nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Querrahmen Querarme
(18 1, 18 r) besitzen, die im Bereich der auftretenden Axialkräfte in Höhe der Arbeitswalzenachsen
bzw. der Stützwalzenachsen in die beiden Walzenständer (17 1, 17 r) integriert und
in Walzgerüstmitte miteinander verbunden sind.
22. Vorrichtung nach den Ansprüche 7 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß bei herkömmlichen
Walzgerüsten zwecks Aufnahme der axialen Kräfte in Höhe der Arbeitswalzenachsen bzw.
der Stützwalzenachsen auf der Ein- und der Auslaufseite des Walzgerüstes separate,
an den Walzemständern (17 1, 17 r) befestigte Querrahmen angeordnet sind.
23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die
eine Walze (1) von der Antriebsseite, die andere Walze (2) von der Bedienungsseite
des Walzgerüstes angetrieben und die zugehörige Axialkraft auf der jeweils dem Antrieb
gegenübeliegenden Seite in Axiallagern (14) aufgenommen ist.