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Walzwerk,

 

Walzstraße, allgemein eine Anlage für die Umformung von Metallen durch Walzen. Das Walzwerk im weiteren Sinn ist eine Fabrik, in der alle Betriebsanlagen zusammengefasst sind, die zur Herstellung von Walzerzeugnissen durch Warm- oder Kaltumformung (Warm- oder Kaltwalzen) notwendig sind. Dazu gehören bei Warmwalzwerken im Allgemeinen der Ofenbereich zur Zuführung von Wärme vor der Formgebung, die eigentliche Walzstraße (Walzwerk im engeren Sinn) mit Walzgerüsten und die Zurichtung (Adjustage), in der das fertige Erzeugnis zur Weiterverarbeitung oder Abgabe versandbereit gemacht wird.

 

Eine Walzstraße besteht aus einem oder mehreren Walzgerüsten. Im Walzgerüst sind die Arbeitswalzen und gegebenenfalls Stützwalzen in Einbaustücken gelagert und in den Ständerfenstern der beiden Walzenständer geführt. Die Einstellung des Arbeitswalzenabstandes (Walzspalt) erfolgt durch elektromotorisch angetriebene Anstellschrauben oder durch hydraulische Stellsysteme (Zylinder, Kolben). Die Arbeitswalzen werden direkt über die Arbeitswalzenzapfen (Arbeitswalzenantrieb) oder indirekt über die Stützwalzenzapfen (Stützwalzenantrieb) elektromotorisch angetrieben. Zum Walzen von Flacherzeugnissen werden glatte Arbeitswalzen verwendet, die im einfachsten Fall die Form eines Zylinders haben. Durch die beim Walzen auftretenden Beanspruchungen kommt es zum Walzensprung (Nachgeben der Bauteile des Walzgerüstes), zur Durchbiegung und Abplattung sowie zu Verschleiß und Wärmeausdehnung der Walzen. Da diese mechanischen und thermischen Einflüsse die Geometrie des Walzspalts verändern und Ungenauigkeiten hervorrufen, werden die Walzen je nach Betriebsbedingungen z. B. mit konkavem (hohlem) oder konvexem (balligem) Schliff versehen. Darüber hinaus gibt es weitere Maßnahmen zur Anpassung des Walzspaltes während des Walzens (z. B. Kühlung, Walzenbiegung und axiale Walzenverschiebung). Mit dem CVC-System (CVC, Abkürzung für englisch continuously variable crown) lassen sich durch axiale Verschiebung speziell geformter Walzen Walzspaltanpassungen stufenlos durchführen. Zum Walzen von Profilen und Halbzeugen werden Walzen mit konzentrischen Einschnitten (Kaliber) verwendet. Die Form und Aufeinanderfolge der Kaliber (Vor- und Fertigkaliber) ist auf das Fließverhalten des Walzgutes abgestimmt, sodass man das gewünschte Profil nach einer bestimmten Anzahl von Umformschritten (Stichen) erhält. Der Durchlauf des Walzgutes durch das Walzwerk erfolgt über umfangreiche Transport- und Führungseinrichtungen (Rollgänge, Schlepperanlagen, Kant- und Verschiebeeinrichtungen).

 

Walzgerüste:

 

Walzwerke unterscheiden sich u. a. durch die Art, Anordnung und Anzahl der in den Walzgerüsten befindlichen Arbeits- und Stützwalzen. Horizontalgerüste sind Walzgerüste mit horizontal liegenden Drehachsen der Arbeitswalzen. Bei Vertikalgerüsten (Stauchgerüste) sind die Drehachsen der Arbeitswalzen vertikal angeordnet. Kippgerüste sind Walzgerüste, die sowohl als Horizontal- als auch als Vertikalgerüst eingesetzt werden können. Universalgerüste stellen eine Kombination aus Horizontal- und Vertikalgerüst dar. Nach Art der Walzrichtung unterscheidet man Einweggerüste mit gleich bleibender Walzrichtung und Reversiergerüste, bei denen die Walzrichtung nach jedem Walzstich umgekehrt (reversiert) wird. Nach Art der Abstützung der Arbeitswalzen unterscheidet man Zweiwalzengerüste (Duogerüste), Vierwalzengerüste (Quartogerüste), Sechswalzengerüste (Sextogerüste) und Mehrwalzengerüste, z. B. das Rohn-12-Rollen-Walzgerüst und das Sendzimir-20-Rollen-Walzgerüst.

 

Für das Warmwalzen von Trägern, Schienen, Profilen, Stabstahl und Draht finden vorwiegend Zweiwalzengerüste, gegebenenfalls in Form von Universalgerüsten und Kippgerüsten, Anwendung. Für das Walzen von Warmbreitband mit Bandbreiten bis zu 2 200 mm wird v. a. das Quartogerüst eingesetzt. Für das nachfolgende Kaltwalzen von Bändern sind wegen der kleineren Walzendurchmesser neben dem Quartogerüst das Sextogerüst und die Mehrwalzengerüste geeignet.

 

Walzstraßen:

 

Nach Art der Anordnung mehrerer Walzgerüste in einer Walzstraße unterscheidet man offene Straßen und kontinuierliche Straßen, Reversierstraßen, Tandemstraßen und Steckelstraßen. Nach Art des Walzprodukts spricht man z. B. von Blockstraßen (Blockwalzwerk), Blockbrammen-, Knüppel-, Halbzeug-, Breitband-, Grobblech-, Träger-, Formstahl-, Stabstahl-, Drahtstraßen.

 

Eines der wichtigsten Walzprodukte ist das auf Warmbreitbandstraßen erzeugte Warmbreitband, aus dem nach Durchlauf durch weitere Prozessstufen wie Beizen und Kaltwalzen z. B. Kfz-Karosserien, Behälter, Blechverkleidungen, Stahlmöbel und Konservendosen hergestellt werden. Vormaterial ist die Vorbramme mit einem rechteckigen Querschnitt von 200 bis 300 mm Dicke und 600 bis 2 200 mm Breite. Vorbrammen werden heute nahezu ausschließlich im kontinuierlichen Stranggießprozess hergestellt (Stahl).

 

Eine moderne Warmbreitbandstraße besteht aus Brammenöfen, Hochdruckentzunderung, Vorstraße, Schopfschere, Fertigstraße, Kühlrollgang und Haspelanlage zum Aufwickeln der Bänder. Die Vorstraße enthält eine Stauchpresse zum Reduzieren der Brammenbreite sowie ein Duovorgerüst und ein Quartoreversiergerüst zum Auswalzen der Vorbramme auf eine Vorbanddicke von 30 bis 50 mm. Das Vorband wird in der Schopfschere geschopft und kontinuierlich in der bis zu siebengerüstigen Fertigstraße auf die gewünschte Enddicke von 1,2 bis 25 mm ausgewalzt, abgekühlt und in der Haspelanlage zu Bunden aufgewickelt. Warmbreitbandstraßen werden für Jahresproduktionen bis zu 5 Mio. t errichtet.

 

Zur Erzielung engster Dickentoleranzen werden die Fertiggerüste der Warmbreitbandstraße mit hydraulischen Stellsystemen ausgerüstet, die mit Öldrücken von bis zu 300 bar arbeiten und mithilfe von Servoventilen Veränderungen des Walzspaltes mit einer Genauigkeit von wenigen Tausendstelmillimetern ermöglichen. Zur Beeinflussung der Dickenverteilung über die Bandbreite dienen Profilstellsysteme. Sie ermöglichen eine Veränderung der Walzspaltform von konkav zu konvex während des Walzbetriebes. Die Dünnbrammentechnologie (z. B. CSP, Abkürzung für englisch compact strip production, oder ISP, Abkürzung für englisch inline strip production) basiert auf der Idee, durch den Abguss einer dünnen Bramme von 40 bis 70 mm Dicke die Zahl der erforderlichen Umformschritte zu reduzieren. Die Minimierung der Prozessstufen und des Energieaufwandes kennzeichnen diese Technologie. Durch die Kombination von weiterentwickeltem Stranggießen und direkt anschließender Warmumformung werden Enddicken von 1 mm erreicht, bei gleichzeitig hoher Produktqualität. Eine Dünnbrammenanlage besteht nur noch aus Stranggießmaschine, Ausgleichsofen oder Induktions- und Coilofen, Walzstraße, Kühlrollgang und Haspelanlage. Das in den unterschiedlichen Warmbreitbandstraßen erzeugte Warmbreitband wird in der Beizlinie vom Zunder befreit und anschließend im Kaltwalzwerk ausgewalzt.

 

Kaltwalzwerke für hohe Produktionen bestehen aus bis zu sechs hintereinander angeordneten Einweggerüsten (Tandem-Kaltwalzanlage). Sie ermöglichen eine weitere Verringerung der Banddicke bis zu 0,2 mm. Folienwalzwerke sind Quartoeinweggerüste für eine weitere Reduzierung der Banddicke, insbesondere beim Aluminium, bis zu 0,008 mm (Haushaltsfolie).

 

Eine besondere Walztechnik ist das Rohrwalzen (Rohr).

 

Literatur:

 

W. Schwenzfeier: W.-Technik (Wien 1979);

 

Was der Walzwerker von seiner Arbeit wissen muß!, Beitrr. v. F. Sänger u. a., 3 Bde. (^1-21982-86);

 H. Hartmann: Beitrr. zur Modellierung der Planheit beim Warm- u. Kaltbandwalzen (1991);

 

Walzen von Flachprodukten hg. v. P. Ossenbühl u. H. Jung (1994);

 

Neuere Entwicklungen in der Blechumformung, hg. v. K. Siegert (1996).