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Dokumentenidentifikation DE102005044299A1 22.03.2007
Titel Drahtstraße
Anmelder SMS Meer GmbH, 41069 Mönchengladbach, DE
Erfinder Kümmel, Lutz, 41363 Jüchen, DE;
Müller, Thorsten, 41239 Mönchengladbach, DE
Vertreter Hemmerich und Kollegen, 57072 Siegen
DE-Anmeldedatum 16.09.2005
DE-Aktenzeichen 102005044299
Offenlegungstag 22.03.2007
Veröffentlichungstag im Patentblatt 22.03.2007
IPC-Hauptklasse B21B 41/00(2006.01)A, F, I, 20061121, B, H, DE
IPC-Nebenklasse B21C 47/00(2006.01)A, L, I, 20061121, B, H, DE   
Zusammenfassung Bei einer Drahtstraße (1) zum ein- oder mehradrigen Walzen eines Drahts (2), mit einer Vorstraße (3), mindestens einer Zwischenstraße (4) und einer Fertigstraße (5), die jeweils eine Anzahl Walzgerüste bzw. Walzeinheiten (6) aufweisen, ist vorgesehen, dass zwischen zwei der Elemente Vorstraße (3), Zwischenstraße (4) und Fertigstraße (5) und/oder zwischen zwei Zwischenstraßen (4) und/oder hinter der Fertigstraße (5) mindestens ein Drahtspeicher (7) zur Aufnahme und Abgabe von Draht (2) angeordnet ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Drahtstraße zum ein- oder mehradrigen Walzen eines Drahts, mit einer Vorstraße, mindestens einer Zwischenstraße und einer Fertigstraße, die jeweils eine Anzahl Walzgerüste bzw. Walzeinheiten aufweisen.

Eine Drahtstraße dieser Art besteht zumeist aus einer Ofenanlage, hinter der eine Vorstraße, mindestens eine Zwischenstraße und eine Fertigstraße (Fertigwalzblock) angeordnet sind. Auf den Straßen wird das Walzgut auf die gewünschte Endkontur gewalzt, was ein- oder mehradrig erfolgen kann. Die einzelnen Walzstraßen sind robust aufgebaut und für hohe Ansprüche ausgelegt. Sie werden bevorzugt einzeln angetrieben, wobei Vor- und Hauptgetriebe platzsparend in einem Gehäuse untergebracht sind. Die Führungen für das zu walzende Gut sind zumeist zwecks Erzielung einer hohen Oberflächenqualität als Rollenführungen ausgebildet. Zur Verringerung der Toleranzen und zur Erhöhung der Betriebssicherheit, aber auch zur Erhöhung des Durchsatzes durch die Walzstraße werden meist Kompaktgerüste mit einer alternierenden Horizontal-Vertikalanordnung der Walzen eingesetzt. Derartige Gerüste erlauben mit ihren fliegend gelagerten Walzenwellen den Einsatz hochverschleißfester Walzenwerkstoffe für lange Kaliberstandzeiten.

Unter dem Begriff Fertigstraße bzw. Fertigwalzblock ist eine Walzeinrichtung zu verstehen, die aus mehreren (meist acht bis zehn) wechselweise um jeweils 90° gegeneinander verdrehten Walzeinheiten bestehen. Diese sind in Förderichtung des Drahtes dicht hintereinander angeordnet, wobei die einzelnen Walzen von einem Antrieb über ein Verteilergetriebe sowie zwei Längswellen direkt und gemeinsam angetrieben werden. Moderne Fertigwalzblöcke erreichen Walzgeschwindigkeiten von weit über 100 m/s. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für ein leistungsfähiges und kontinuierlich arbeitendes Walzwerk.

Nach dem Fertigwalzblock folgen Nachfolgeeinrichtungen, insbesondere kann sich eine Wasserkühlstrecke mit einer integrierten Ausgleichsstrecke anschließen. In Abhängigkeit der Abmessungen und der Qualität des zu fertigenden Drahtes lassen sich die Kühlzonen so ansteuern, dass auch bei maximaler Walzgeschwindigkeit das erforderliche Temperaturprofil im Walzgut erreicht wird. Im Rahmen der Nachfolgeeinrichtungen ist gegebenenfalls auch eine Schere zur Durchführung eines Schopfschnittes und ein Spuler vorzusehen.

Insbesondere zur Erzielung einer hohen Wirtschaftlichkeit des Drahtwalzprozesses wird eine möglichst hohe Drahtgeschwindigkeit in der Drahtstraße gewünscht. Dies geht mit Problemen beim Drahthandling einher. Es ist bei Drahtgeschwindigkeiten (deutlich) oberhalb 100 m/s naturbedingt sehr schwer, den Draht beispielsweise zu schopfen bzw. zu fassen und zu spulen. Dies kann bedingen, dass für diese Operationen eine niedrigere Fördergeschwindigkeit gefahren werden muss, was mit entsprechenden wirtschaftlichen und auch verfahrensbedingten Nachteilen einher geht.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Drahtstraße der eingangs genannten Art so fortzubilden, dass die genannten Nachteile überwunden werden. Es soll möglich sein, auch bei hohen und sehr hohen Drahtgeschwindigkeiten insbesondere das Nachfolgehandling des Drahts stabil und zuverlässig zu gestalten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zwischen zwei der Elemente Vorstraße, Zwischenstraße und Fertigstraße und/oder zwischen zwei Zwischenstraßen und/oder hinter der Fertigstraße mindestens ein Drahtspeicher zur gesteuerten Aufnahme und Abgabe von Draht angeordnet ist.

Speichereinrichtungen sind im Bereich der Verarbeitung von Metallbändern als solche bekannt. Erfindungsgemäß wird eine – entsprechend modifizierte – Speichereinrichtung eingesetzt, um lokal und temporär die Drahtgeschwindigkeit herabsetzen zu können, wie später noch näher erläutert wird.

Eine bevorzugte Ausführung der Erfindung sieht vor, dass ein Drahtspeicher zwischen der in Förderrichtung letzten Zwischenstraße und der Fertigstraße angeordnet ist. Es kann aber auch vorgesehen werden, dass ein Drahtspeicher hinter der Fertigstraße und vor einer Nachfolgeeinrichtung angeordnet ist.

Hinsichtlich der Nachfolgeeinrichtung ist vor allem vorgesehen, dass diese eine Schopfschere beinhaltet. Ferner kann sie auch einen Spuler zum Aufwickeln von Draht beinhalten. Weiterhin ist es möglich, dass die Nachfolgeeinrichtung einen Windungsleger aufweist.

Mit Vorteil sind alle in Förderrichtung des Drahts vor dem Drahtspeicher liegenden Walzstraßen zum Betrieb mit im wesentlichen konstanter Drahtgeschwindigkeit ausgebildet.

Der Drahtspeicher ist nach einer bevorzugten Ausführungsform so ausgebildet, dass er mindestens eine in der Größe veränderbare Schlinge aus Draht bilden kann. Durch die Veränderung der Schlingengröße kann mehr oder weniger Drahtfänge im Drahtspeicher gespeichert werden.

Der Drahtspeicher kann als Horizontalspeicher oder als Vertikalspeicher ausgebildet sein. Ferner kann auch ein Trommelspeicher vorgesehen werden; eine solche Losung ist beispielsweise aus der WO 2004/103594 A1 bekannt.

Eine andere Variante zur temporären Speicherung eines strangförmigen Bandes offenbart die EP 1 364 723 A2.

Die Walzgerüste bzw. Walzeinheiten sind bevorzugt zur Herstellung eines runden Drahtprofils ausgebildet.

Mit der Erfindung wird es möglich, im vorderen Bereich der Drahtstraße eine hohe und gleichbleibende Drahtgeschwindigkeit zu fahren, wobei im hinteren Bereich bei Bedarf mittels des Drahtspeichers eine Zwischenspeicherung des Drahts vorgenommen wird, was zur Folge hat, dass temporär niedrigere Drahtgeschwindigkeiten für das Handling des Drahtes erreichbar sind.

Die Walzsicherheit kann somit ohne komplizierte Maßnahmen erhöht werden. Ferner sind sichere Schopfschnitte möglich. Auch wird das Fangen des Walzkopfes im Spuler wesentlich erleichtert.

Die Erfindung eignet sich besonders für Kompaktwalzstraßen und für die Fertigung von Draht einfacherer Stahlqualitäten.

Weitere Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der Beschreibung zweier in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen der Erfindung. Es zeigen:

1 schematisch eine Drahtstraße zur Herstellung eines Drahtes mit einem als Vertikalspeicher ausgeführten Drahtspeicher;

2 einen Ausschnitt der in 1 dargestellten Drahtstraße, wobei als Drahtspeicher ein Horizontalspeicher zum Einsatz kommt; und

3 einen Ausschnitt der in 1 dargestellten Drahtstraße, wobei als Drahtspeicher ein schlingenbildender Speicher zum Einsatz kommt.

In 1 ist – nur sehr schematisch – eine Drahtstraße 1 dargestellt, in die in Förderrichtung F (von links) ein vorbearbeiteter Rohdraht 2 eintritt, der in der Drahtstraße zum fertigen Draht 2 gewalzt wird. Nicht dargestellt ist eine Ofenanlage, die sich in 1 links anschließen würde. Die Drahtstraße 1 besteht aus einer Vorstraße 3, zwei sich in Förderrichtung F anschließenden Zwischenstraßen 4 und einer sich in Förderrichtung F anschließenden Fertigstraße 5 (Fertigwalzblock). In jeder Straße 3, 4, 5 sind eine Anzahl Walzgerüste oder Walzeinheiten 6 angeordnet, wobei jeweils zwei in Förderrichtung F folgende Walzgerüste 6 um 90° verdreht angeordnet sind. Dies kommt in der skizzierten Bauart zum Ausdruck, gemäß der sich horizontal (H) und vertikal (V) angeordnete Walzen abwechseln.

Hinter der letzten Straße – also hinter der Fertigstraße 5 – ist eine ebenfalls nur sehr schematisch angedeutete Nachfolgeeinrichtung 8 angeordnet, die zum Verarbeiten des jetzt fertigen Drahts 2 dient. Schematisch dargestellt ist eine Schopfschere 9 und ein Spuler 10 zum Schneiden bzw. Aufwickeln des Drahts 2.

Zwischen der zweiten Zwischenstraße 4 und der Fertigstraße 5 ist ein Drahtspeicher 7 angeordnet. Dieser ist so ausgebildet, dass er eine gewisse maximale Länge Draht 2 aufnehmen und wieder abgeben kann. Dafür sind verschiedene Bauarten denkbar.

Nach 1 ist ein Vertikalspeicher als Drahtspeicher 7 vorgesehen. Der Draht 2 ist über Rollen 11 so geführt, dass er vertikal angeordnete Schlaufen bildet. Die oberen Rollen 11 sind dabei vertikal verschieblich ausgebildet, was durch die vertikalen Doppelpfeile angedeutet ist. Durch Heben dieser Rollen 11 kann mehr Drahtlänge im Drahtspeicher 7 aufgenommen werden, durch Senken der Rollen 11 kann dieser Draht wieder aus dem Drahtspeicher 7 herausgefahren werden.

Entsprechendes ergibt sich mit Blick auf 2, wo der Drahtspeicher 7 als Horizontalspeicher ausgebildet ist. Hier verfahren Rollen 12 in horizontale Richtung (s. Doppelpfeile), um mehr oder weniger Speicherlänge für den Draht 2 zu bilden.

Damit ergibt sich die Möglichkeit, für gewisse Zeiten eine kleinere Drahtgeschwindigkeit oder sogar eine Drahtgeschwindigkeit von Null zu fahren, ohne dass die sich vor dem Drahtspeicher 7 befindlichen Straßen 3, 4 in der Walzgeschwindigkeit reduziert werden müssen. Vielmehr laufen diese Straßen 3, 4 bevorzugt mit stets konstanter Geschwindigkeit. Indes kann mittels des Drahtspeichers die Drahtgeschwindigkeit hinter dem Speicher temporär auf einen Wert herabgesetzt werden, bei dem ein zuverlässiges und problemloses Handling des Drahtes 2 möglich ist.

Insbesondere wird ein Schopfschnitt bei reduzierter Geschwindigkeit erheblich erleichtert bzw. qualitativ verbessert. Auch das Fangen der Ader im Spuler wird bei reduzierter Geschwindigkeit erheblich einfacher.

Durch das Zwischenspeichern kann also eine Reduzierung der Geschwindigkeit des Drahtkopfes erreicht werden.

Bevorzugt vor den letzten Umformschritten (vor dem Walzblock oder Prefinisher) wird kurzzeitig das Walzgut im Drahtspeicher 7 gespeichert. Die dem Drahtspeicher 7 vorgeschalteten Einrichtungen arbeiten mit konstanter Prozessgeschwindigkeit weiter. Die nachgeschalteten Einrichtungen können kurzzeitig mit reduzierter Geschwindigkeit betrieben werden, wodurch sich der Drahtspeicher füllt. Dies erfolgt vorzugsweise am Anfang des Walzgutes, z. B. während eines Schopfschnittes. Während der danach folgenden Auswalzung der Walzader wird der Drahtspeicher 7 durch das Walzen mit gegenüber der normalen Prozessgeschwindigkeit erhöhter Walz- bzw. Fördergeschwindigkeit wieder geleert.

Die Auslegung des Drahtspeichers erfolgt in klassischer Weise: Über die bekannte Fördergeschwindigkeit des Drahtes 2 vor dem Drahtspeicher 7 und über die gewünschte bzw. benötigte Zeit t für die reduzierte Geschwindigkeit ergibt sich aus der Geschwindigkeitsdifferenz &Dgr;v (normale Geschwindigkeit minus verminderte Geschwindigkeit) die mindestens benötigte Speicherlänge s = &Dgr;v × t.

Der Drahtspeicher kann auch schlaufenbildend ausgeführt sind. Hierzu zeigt 3 eine nur schematisch dargestellte Lösung. Zwischen der Zwischenstraße 4 und der Fertigstraße 5 ist der schlaufenbildende Drahtspeicher 7 angeordnet. Führungen 13 leiten den Draht 2 hinter der Zwischenstraße 4 seitlich aus bzw. vor der Fertigstraße 5 wieder ein, so dass sich eine Schlaufe 14 bildet. Neben der mit ausgezogenen Linien dargestellten Schlaufe 14 ist auch eine Schlaufe mit gestrichelten Linien eingezeichnet, die andeutet, wie die Schlaufe aussieht, wenn eine größere Länge Draht 2 im Drahtspeicher 7 gespeichert ist.

Wenngleich nicht darauf beschränkt, so bewährt sich der Drahtspeicher 7 vor allem, wenn er zwischen der letzten Zwischenstraße 4 und der Fertigstraße 5 angeordnet ist. Vor dem letzten Umformschritt des Drahts 2 in der Fertigstraße 5 sind die notwendigen Speicherlängen und Geschwindigkeiten noch am besten zu beherrschen. Es sind hier bereits die Drahtquerschnitte so gering, dass die Auslenkkräfte des Drahts im bzw. für den Drahtspeicher 7 relativ klein sind.

Die Speichertechnologie gemäß der Lösung nach 3 mit einer „offenen Schlinge" ist in der Praxis den Lösungen nach 1 und 2 vorzuziehen. Die Gesamtanordnung des Drahtspeichers 7 ist bei großen Drahtgeschwindigkeiten hier leichter zu realisieren und prozesssicherer. Prinzipiell handelt es sich bei dem Drahtspeicher 7 nach einer bevorzugten Ausführungsvariante um einen Tisch mit einer horizontalen Auflagefläche, auf der der Draht 2 bzw. die Schlinge 14 weitgehend frei angeordnet wird.

1
Drahtstraße
2
Draht
3
Vorstraße
4
Zwischenstraße
5
Fertigstraße
6
Walzgerüst/Walzeinheit
7
Drahtspeicher
8
Nachfolgeeinrichtung
9
Schopfschere
10
Spuler
11
Rolle
12
Rolle
13
Führung
14
Schlaufe
F
Förderrichtung
V
vertikal
H
horizontal


Anspruch[de]
Drahtstraße (1) zum ein- oder mehradrigen Walzen eines Drahts (2), mit einer Vorstraße (3), mindestens einer Zwischenstraße (4) und einer Fertigstraße (5), die jeweils eine Anzahl Walzgerüste bzw. Walzeinheiten (6) aufweisen, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen zwei der Elemente Vorstraße (3), Zwischenstraße (4) und Fertigstraße (5) und/oder zwischen zwei Zwischenstraßen (4) und/oder hinter der Fertigstraße (5) mindestens ein Drahtspeicher (7) zur Aufnahme und Abgabe von Draht (2) angeordnet ist. Drahtstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drahtspeicher (7) zwischen der in Förderrichtung (F) letzten Zwischenstraße (4) und der Fertigstraße (5) angeordnet ist. Drahtstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Drahtspeicher (7) hinter der Fertigstraße (5) und vor einer Nachfolgeeinrichtung (8) angeordnet ist. Drahtstraße nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachfolgeeinrichtung (8) eine Schopfschere (9) beinhaltet. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachfolgeeinrichtung (8) einen Spuler (10) beinhaltet. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Nachfolgeeinrichtung (8) einen Windungsleger beinhaltet. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass alle in Förderrichtung (F) des Drahts (2) vor dem Drahtspeicher (7) liegenden Walzstraßen (3, 4, 5) zum Betrieb mit im wesentlichen konstanter Drahtgeschwindigkeit ausgebildet sind. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtspeicher (7) mindestens eine in der Größe veränderbare Schlinge aus Draht bildet. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtspeicher (7) als Horizontalspeicher ausgebildet ist. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtspeicher (7) als Vertikalspeicher ausgebildet ist. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Drahtspeicher (7) als Trommelspeicher ausgebildet ist. Drahtstraße nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzgerüste bzw. Walzeinheiten (6) zur Herstellung eines runden Drahtprofils ausgebildet sind.






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