Verfahren zur Minimierung der Schopfverluste von Beton-Rippendraht bei dessen Randvergütung durch kontrollierte Abkühlung aus der Walzhitze

Abstract

 Bei einem Verfahren zur Minimierung der Schopfverluste von Beton-Rippendraht bei dessen Randvergütung durch kontrollierte Abkühlung aus der Walzhitze, wobei die Abkühlung nach Austritt aus einem Drahtfertigblock in einer zwischen diesem und einem nachgeschalteten Windungsleger mehrere Kühlrohre in Reihe aufweisenden Kühlstrecke erfolgt und der Draht nach erfolgter Randvergütung in den Windungsleger eingeführt wird, wird eine signifikante Verringerung der Schopfverluste dadurch erreicht, daß die Abkühlung für vergleichsweise dünne Drahtdicken zwischen 6 und 10 mm in einen dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke verlegt wird.

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Minimierung der Schopfverluste von Beton-Rippendraht bei dessen Randvergütung durch kontrollierte Abkühlung aus der Walzhitze, wobei die Abkühlung nach Austritt aus einem Drahtfertigblock in einer zwischen diesem und einem nachgeschalteten Windungsleger mehrere Kühlrohre in Reihe aufweisenden Kühlstrecke erfolgt und der Draht nach erfolgter Randvergütung in den Windungsleger eingeführt wird.

[0002] Bei der Randvergütung von Beton-Rippendraht aus der Walzhitze beginnt üblicherweise die Wasserkühlung unmittelbar hinter dem Drahtfertigblock. Vielfach wird dabei die Wasserkühlung erst dann eingeschaltet, wenn die Drahtspitze den vor dem Windungsleger installierten Treiber durchlaufen hat, um ein Ausbrechen infolge zu frühzeitig einsetzender Kühlung zu verhindern. Hierdurch entsteht eine unzureichend gekühlte bzw. vergütete Drahtspitze, die länger sein kann als der Abstand zwischen Block und Treiber und beispielsweise eine Länge von mehr als 45 m aufweist. Diese Drahtspitze mußte bisher geschopft werden und verringerte somit das Ausbringen der Drahtstraße. Insbesondere trifft dieser Nachteil auf relativ dünne Drahtsorten zwischen 6 und 10 mm zu.

[0003] Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das Abkühlungsverfahren zur Randvergütung von vergleichsweise dünnem Beton-Rippendraht aus der Walzhitze derart zu verbessern und zu modifizieren, daß damit ohne Qualitätsminderung auf möglichst einfache Weise und mit vorhandenen Mitteln die Schopfverluste wesentlich verringert werden.

[0004] Die Lösung der Aufgabe gelingt bei einem Verfahren der eingangs genannten Art mit der Erfindung dadurch, daß die Abkühlung für vergleichsweise dünne Drahtsorten zwischen 6 und 10 mm in einen dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke verlegt wird.

[0005] Durch die erfindungsgemäße Verlegung der Abkühlung in einen dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke werden für die Drahtspitze günstige, d.h. kontrollierte Kühlungsverhältnisse erreicht, die zu einer ausreichenden Randvergütung führen und die Schopfverluste der Drahtspitze wenigstens bis auf die Hälfte der ursprünglichen Länge verringern, ohne daß die Drahtspitze beim Durchlauf durch die Kühlstrecke ausbricht. Die erfindungsgemäße Lösung ist unkompliziert und kostengünstig und läßt sich bei praktisch allen vorhandenen Kühlstrecken problemlos einrichten.

[0006] Auch bei Drahtabmessungen von 12 mm und größer kann fallweise das neue Verfahren vorteilhaft angewendet werden, weil dann der Kühlprozess, wie er bisher üblich war, sowohl unmittelbar nach dem Drahtfertigblock einsetzt, als auch zusätzlich im Bereich vor dem Windungsleger mit erhöhter Intensität fortgesetzt und vollendet wird. Bei diesen Drahtdicken entstehen zwar nicht so große Schopfverluste, weil die Drahtspitze ohne auszubrechen durch die Kühlstrecke oder zumindest durch einen Teil der Kühlrohre mit eingeschalteter Kühlung transportiert werden kann, gleichwohl wird beim Dickdraht mit dem zusätzlichen Verfahren nach der Erfindung eine Qualitätssteigerung bei der Randzonenvergütung erreicht.

[0007] Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß eine Abkühlungsphase mit dem größten Temperatur-Gradienten in den dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke verlegt wird.

[0008] Dabei kann beispielsweise so vorgegangen werden, daß die - vom Drahtfertigblock aus gesehen - dem Windungsleger vorgeordneten Kühlrohre einen vergleichsweise geringen Anteil der Abkühlung mit einem vergleichsweise niedrigen Temperaturgradienten verwirklichen, während in den dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke der Schwerpunkt des Abkühlungsverfahrens und damit der Randvergütung des Drahtes verlegt wird. Hierdurch nimmt die Kühlwirkung im Verlauf der Kühlstrecke von deren Anfang bis zum Windungsleger allmählich zu, so daß ohne Gefahr des Ausbrechens der Drahtspitze eine optimale Randvergütung des Drahtes bei wesentlich verringerten Schopfverlusten erreicht wird. Durch die stetige Zunahme der Kühlung wird zuverlässig verhindert, daß die Drahtspitze auch bei vergleichsweise dünnen Drahtsorten beim Durchlauf durch die Kühlrohre ausbricht, auch wenn sie noch nicht den vor dem Windungsleger installierten Treiber durchlaufen hat. Andererseits wird bei dieser Ausgestaltung des Verfahrens eine stetig zunehmende Abkühlung und damit Vergütung der Drahtspitze bewirkt, die dann im Bereich der Kühlstrecke vor dem Windungsleger vollendet wird.

[0009] Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß zur Intensivierung der Kühlwirkung des dem Windungsleger nächstgelegenen Bereiches der Kühlstrecke örtlich wenigstens ein zusätzliches Kühlrohr eingesetzt wird.

[0010] Das Verfahren kann mit Vorteil aber auch dadurch verwirklicht werden, daß das dem Windungsleger nächstgelegene Kühlrohr in seiner Kühlwirkung wesentlich intensiviert wird. Hierfür kann beispielsweise das Kühlrohr verlängert werden, wodurch die Verweilzeit des durchlaufenden Drahtes und damit der Kühlungsphase verlängert und dadurch die Kühlwirkung intensiviert wird.

[0011] Eine andere Art der Intensivierung kann aber auch dadurch erreicht werden, daß zumindest in einem Kühlrohr vor dem Windungsleger der Einsatz von Kühlmittel durch Erhöhung von Druck und/oder Menge intensiviert wird.

[0012] Eine Ausgestaltung des Verfahrens sieht weiter vor, daß die streckenweise Steuerung der Kühlung in den einzelnen Kühlrohren nach einem die Abschnitte der Kühlstrecke beherrschenden Programm unter Verwendung einer computergesteuerten Führungseinheit vorgenommen wird. Dabei lassen sich optimale Vergütungsergebnisse einstellen.

[0013] Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Verfahrens ergeben sich aus den nachstehenden Erläuterungen eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Verfahrensstammbaumes.

[0014] Es zeigen:

Fig. 1

ein Layout eines einadrigen Feinstahl- und Drahtwalzwerkes mit integrierter Kühlstrecke,

Fig. 2

ein Diagramm mit Kühlkurven für Randzonen-, Kern- und Durchschnittstemperatur eines aus der Walzhitze auf Vergütungstemperatur abgekühlten Drahtes.

[0015] Der in der Figur 1 dargestellte Stammbaum eines Walzwerkes zeigt einen Ofen (1), gefolgt von Auszieh- und Rücktreiber, Pendelschere und
Preßwasserentzunderung (2), eine acht-gerüstige Vorstraße (3), eine sechs-gerüstige Zwischenstraße (4) und eine fünf-gerüstige Fertigstraße (5) für die Stabwalzung mit Rotations-Schopf- und Häckselscheren (6).

[0016] Die Bezugsziffern (7 - 14, 22) bezeichnen Stationen einer anschließenden Feinstahlstraße, die nicht zum Gegenstand der Erfindung gehört, der Vollständigkeit halber aber erwähnt sind, wobei (7) eine Wasserkühlstrecke, (8) einen Treiber, (9) einen Zulaufrollgang, (10) eine Rotationsschere, (11) eine Zulaufrinne mit Weiche, (12) ein Rechenkühlbett, (13) einen mehradrigen Treiber, (14) eine mehradrige Richtmaschine und (22) einen Gerüstbauplatz bezeichnen.

[0017] Aus der Fertigstraße (5) für die Stabwalzung zweigt die Drahtstaße ab. Diese weist eine Wasserkasten (23) auf, in dem die Drahttemperatur auf einen für das Fertigwalzen im Drahtfertigblock (26) optimalen Temperaturbereich abgesenkt wird. Weiter sind dem Drahtfertigblock (26) die Schopf- und Häckselscheren (24) und der Schlingentisch (25) vorgeschaltet. Es folgt die Kühlstrecke (27) mit vier Kühlrohren (36a - 36d), in welchen die Randvergütung des Beton-Rippendrahtes durch kontrollierte Abkühlung vorgenommen wird. An den Windungsleger (28) schließt sich die Stelmoranlage (29) an, die an der Drahtring-Bildekammer (30) endet. Die im Layout vorgesehenen vier Kühlrohre (36a - 36d) erhalten ihre Kühlmittelzuteilung durch einstellbare Kühlmittelventile (33a - 33d).

[0018] Für die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren vorgesehene schwerpunktmäßige Verlegung der Abkühlung der Dünndrahtspitze in einen dem Windungsleger (28) nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke (27) kann beispielsweise dort ein zusätzliches Kühlrohr (31) mit einem Kühlmittelzuteilungsventil (35) verwendet werden. Auch kann zur schwerpunktsmäßigen Verlegung der Kühlwirkung in den Bereich vor den Windungsleger (28) ein zusätzliches Kühlmittelzuteilungsventil (32) vorgesehen sein. Dieses teilt dem Kühlrohr (36d) eine zusätzliche Menge Kühlmittel, fallweise mit erhöhtem Druck, zu.

[0019] Auf diese Weise wird im Bereich vor dem Windungsleger (28) bzw. dem zugeordneten Treiber eine im Verhältnis zu den vorangehenden Bereichen der Kühlstrecke (27) wesentlich intensivierte Kühlwirkung erreicht, dabei das Ausbrechen der Drahtspitze verhindert und bei zufriedenstellender Vergütung der Schopfverlust erheblich verringert.

[0020] Das Verfahren kann aber auch so ausgestaltet werden, daß das dem Windungsleger (28) nächstgelegene Kühlrohr (36d) in seiner Kühlwirkung wesentlich intensiviert wird, indem es beispielsweise verlängert wird. Auch kann im Kühlrohr (36d) der Einsatz von Kühlmittel durch Erhöhung von Druck und/oder Menge intensiviert werden. Diesem Zweck dient beispielsweise die in der Figur 1 gezeigte Anordnung eines zusätzlichen Kühlmittelzuteilungsventils (32).

[0021] Um dabei gemäß Erfindung eine örtlich streng kontrollierte Kühlwirkung innerhalb der Kühlstrecke (27) zu erreichen, ist in einer Ausgestaltung der Erfindung weiter vorgesehen, daß die Steuerung der Kühlwirkung bei den einzelnen Kühlrohren (36a - 36d) nach einem die Abschnitte der Kühlstrecke (27) beherrschenden Programm unter Verwendung einer computergesteuerten Führungseinheit (34) vorgenommen wird. Diese überträgt an die Kühlmittelzuteilungsorgane (33a - 33d) bzw. (32 und 35) Einstellungsimpulse, nach deren Maßgabe die Kühlrohre (36a - 36d) bzw. (31) mehr oder weniger intensiv mit Kühlmittel versorgt werden. Mit dieser Maßnahme kann problemlos beim Abschrecken von vergleichsweise dünnen Drahtsorten die Abkühlungsphase mit dem größten Temperaturgradienten in den dem Windungsleger (28) nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke (27) verlegt werden. Dabei wird eine ausreichende Kühlwirkung sowie Vergütung der Drahtspitze erzielt, ohne daß diese vor Erreichen des Windungslegers (28) bzw. dessen Treibers beim Durchlauf durch die vorgeschalteten Kühlrohre (36a - 36c) ausbricht. Dabei wird dann, wie dies die Figur 2 zeigt, im Randbereich des Drahtes eine vorgegebene, insbesondere martensitische Gefügestruktur erreicht. Wie aus dem Verlauf der Kühlkurve für die Randzone (R) hervorgeht, wird beim Abkühlen eine schockartige Temperaturabsenkung der Randzone des Drahtes von etwa 1000^oC bis auf etwa 220^oC innerhalb von nur einer Sekunde erreicht. Danach steigt die Temperatur des sich martensitisch orientierenden Gefüges wieder bis auf etwa 630^oC an. Diesem Temperaturverlauf folgt mit Verzögerung von 6 bis 8 Sekunden der Kerntemperaturverlauf nach der oberen Diagrammkurve (K), woraus sich der in der mittleren Diagrammkurve (D) gezeigte Verlauf der Durchschnittstemperatur ergibt.

[0022] Mit der Erfindung werden sehr vorteilhaft mit einfachen Mitteln und Maßnahmen Schopfverluste minimiert und Betriebsunterbrechungen durch Ausbrechen der Drahtspitze vermieden. Insofern erfüllt das Verfahren in optimaler Weise die eingangs gestellte Aufgabe.

Ansprüche

1. Verfahren zur Minimierung der Schopfverluste von Beton-Rippendraht bei dessen Randvergütung durch kontrollierte Abkühlung aus der Walzhitze, wobei die Abkühlung nach Austritt aus einem Drahtfertigblock in einer zwischen diesem und einem nachgeschalteteten Windungsleger mehrere Kühlrohre in Reihe aufweisenden Kühlstrecke erfolgt und der Draht nach erfolgter Randvergütung in den Windungsleger eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Abkühlung für vergleichsweise dünne Drahtdicken zwischen 6 und 10 mm in einen dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke verlegt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Abkühlungsphase mit dem größten Temperatur-Gradienten in den dem Windungsleger nächstgelegenen Bereich der Kühlstrecke verlegt wird.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2. dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlwirkung des dem Windungsleger bzw. dem zugeordneten Treiber nächstgelegenen Bereiches der Kühlstrecke im Verhältnis zu den vorangehenden Bereichen der Kühlstrecke wesentlich intensiviert wird.

4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß zur Intensivierung der Kühlwirkung des dem Windungsleger nächstgelegenen Bereichs der Kühlstrecke wenigstens ein zusätzliches Kühlrohr eingesetzt wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das dem Windungsleger nächstgelegene Kühlrohr in seiner Kühlwirkung wesentlich intensiviert wird.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kühlrohr verlängert wird.

7. Verfahren nach dem Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß in wenigstens einem dem Windungsleger nächstgelegenen Kühlrohr der Kühlstrecke der Einsatz von Kühlmittel durch Erhöhung von Druck und/oder Menge intensiviert wird.

8. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Steuerung der Kühlwirkung einzelner Kühlrohre der Kühlstrecke nach einem die bereichsweisen Abschnitte der Kühlstrecke beherrschenden Programm unter Verwendung einer computergesteuerten Führungseinheit vorgenommen wird.

Zeichnung