Walzwerke entmystifiziert: Typen und industrielle Anwendungen

Was ist Walzen?

In der Metallverarbeitung ist Walzen ein Umformverfahren, bei dem Metallmaterial durch ein oder mehrere Walzenpaare geführt wird, um die Dicke zu verringern, die Dicke gleichmäßig zu machen und/oder eine gewünschte mechanische Eigenschaft zu erzeugen.

Das Konzept ähnelt dem Ausrollen von Teig. Walzen wird nach der Temperatur des gewalzten Metalls klassifiziert. Wenn die Temperatur des Metalls über seiner Rekristallisationstemperatur liegt, wird der Prozess als Warmwalzen bezeichnet.

Wenn die Temperatur des Metalls unter seiner Rekristallisationstemperatur liegt, ist der Prozess als Kaltwalzen bekannt. In Bezug auf den Durchsatz verarbeitet Warmwalzen mehr Tonnage als jedes andere Fertigungsverfahren, und Kaltwalzen verarbeitet die meiste Tonnage aller Kaltumformverfahren.

Walzenständer, die Walzenpaare halten, werden zu Walzwerken zusammengefasst, die Metall, typischerweise Stahl, schnell zu Produkten wie Baustahl (I-Träger, Winkelprofile, U-Profile), Stabstahl und Schienen verarbeiten können. Die meisten Stahlwerke haben Walzwerksabteilungen, die Halbzeuge in Endprodukte umwandeln.

Es gibt viele Arten von Walzprozessen, einschließlich Ringwalzen, Walzbiegen, Walzprofilieren, Profilwalzen und gesteuertes Walzen.

Was sind Walzwerke?

Die Erfindung des Walzwerks in Europa wird Leonardo da Vinci in seinen Zeichnungen zugeschrieben. Die frühesten Walzwerke in grober Form, aber mit denselben Grundprinzipien, wurden im Nahen Osten und in Südasien bereits 600 v. Chr. gefunden. Die frühesten Walzwerke waren Spaltwalzwerke, die 1590 aus dem heutigen Belgien nach England eingeführt wurden.

Diese führten Flachstäbe zwischen Walzen, um Eisenplatten zu formen, die dann zwischen gerillten Walzen (Spaltern) zu Eisenstäben weiterverarbeitet wurden. Die ersten Versuche, Eisen für Weißblech zu walzen, fanden um 1670 statt.

1697 errichtete Major John Hanbury ein Werk in Pontypool, um „Pontypool-Platten“ – Schwarzblech – zu walzen. Später begann man, diese erneut zu walzen und zu verzinnen, um Weißblech herzustellen. Die frühere Produktion von Eisenplatten in Europa erfolgte in Schmieden, nicht in Walzwerken.

Das Spaltwalzwerk wurde zur Herstellung von Reifen (für Fässer) und Eisen mit halbrunden oder anderen Querschnitten angepasst, was Gegenstand zweier Patente um 1679 war.

Einige der frühesten Literatur zu Walzwerken geht auf den schwedischen Ingenieur Christopher Polhem in seinem „Patriotista Testamente“ von 1761 zurück, in dem er Walzwerke für Platten und Stabeisen erwähnt. Er erklärt auch, wie Walzwerke Zeit und Arbeit sparen können, da ein Walzwerk 10 bis 20 oder mehr Stäbe gleichzeitig produzieren kann.

Ein Patent wurde 1759 an Thomas Blockley in England für das Polieren und Walzen von Metallen erteilt. Ein weiteres Patent wurde 1766 an Richard Ford in England für das erste Tandemwalzwerk erteilt. Ein Tandemwalzwerk ist eines, in dem das Metall in aufeinanderfolgenden Ständen gewalzt wird; Fords Tandemwalzwerk war für das Warmwalzen von Drahtstäben.

Typen von Walzwerken

Je nach Prozessanforderung und Anordnung der Walzen können Walzwerkwalzen in folgende Kategorien eingeteilt werden:

1. Zweigerüst-Walzwerke (Two High Rolling Mills)

Es besteht aus zwei Walzen, die sich in entgegengesetzter Richtung drehen für die gewünschte Werkstückbewegung. Das Werkstück wird zwischen die Walzen geführt, die volle Kraft aufbringen und das Werkstück verformen und in die gewünschte Form umwandeln. Für robuste und qualitativ hochwertige Zweigerüst-Walzwerke können Sie Walzenhersteller konsultieren, um zu erfahren, welches Ihren Zweck erfüllt.

Zweigerüst-Walzwerke werden weiter in zwei Kategorien unterteilt: nicht umkehrbare Maschinen, bei denen die Walzen nur in eine Richtung drehen und das Werkstück nur in eine Richtung eingezogen werden kann. Andererseits umkehrbare Maschinen, bei denen beide Walzen in beide Richtungen drehen.

2. Dreigerüst-Walzwerke (Three High Rolling Mills)

Das Dreigerüst-Walzwerk besteht aus einem Walzenständer mit drei parallelen Walzen übereinander. Die benachbarten Walzen drehen sich in entgegengesetzter Richtung, um das Material zwischen oberer und mittlerer Walze in eine Richtung und zwischen unterer und mittlerer Walze in die entgegengesetzte Richtung zu führen.

Das Werkstück wird sowohl auf dem Vorwärts- als auch auf dem Rückweg gewalzt. Es durchläuft die untere und mittlere Walze und kehrt zwischen mittlerer und oberer Walze zurück. Verschiedene Stahlwalzenhersteller bieten hochwertige Walzwerke für jede industrielle Anforderung.

3. Viergerüst-Walzwerke (Four High Rolling Mills)

Das Viergerüst-Walzwerk hat einen Walzenständer mit vier parallelen Walzen, die übereinander angeordnet sind. Die oberen und unteren Walzen arbeiten in entgegengesetzter Richtung. Die beiden mittleren sind kleiner als die oberen und unteren Walzen, die auch als Stützwalzen (Backup Rolls) bekannt sind.

4. Tandemwalzwerke (Tandem Rolling Mills)

Das Tandemwalzwerk besteht aus einem Satz von zwei oder drei Strängen von Walzensätzen in paralleler Anordnung. Ein kontinuierlicher Durchlauf könnte durch jeden einzelnen mit Richtungsänderung des Materials möglich sein. Viele Walzwerkshersteller liefern qualitativ hochwertige Tandemwalzwerke an verschiedene Industrien.

5. Clusterrwalzwerke (Cluster Rolling Mills)

Clusterrwalzwerke sind im Grunde Viergerüst-Walzwerke, bei denen jede der Arbeitswalzen von zwei oder mehr Walzen für das Walzen harter Materialien gestützt wird. Manchmal muss man Arbeitswalzen mit minimalem Durchmesser einsetzen.