Warmwalzen

Warmwalzen ist das Verfahren, bei dem erhitztes Metall durch eine Reihe von rotierenden Walzen geleitet wird, die es komprimieren und in dünnere Querschnitte oder andere Profile umformen. Das Metall wird über seine Rekristallisationstemperatur erhitzt, typischerweise zwischen 1000 und 1200 Grad Celsius für Stahl, wodurch es plastisch genug wird, um unter Druck zu fließen, ohne zu reißen. Dieser grundlegende Unterschied zum Kaltwalzen ermöglicht viel größere Verformungen in einem Durchgang und macht zwischenzeitliche Glühzyklen überflüssig.

Der Prozess beginnt mit einem erhitzten Block oder einer Bramme, die zwischen das erste Walzenpaar geleitet wird. Bei jedem Walzgerüst wird das Metall progressiv dünner. Die Temperatur sinkt während des Durchgangs durch die Walzstraße, sodass die Bediener Geschwindigkeit und Reduktionsverhältnisse so abstimmen müssen, dass das Werkstück im optimalen Walzfenster bleibt. Zu kühl, und das Metall wird schwierig zu verformen; zu heiß, und die Oberflächenqualität verschlechtert sich, Zunderbildung nimmt zu.

Gängige Walzwerk-Konfigurationen und Erzeugnisse

Warmwalzwerke werden nach ihrer Bestimmung eingeteilt: Dickblechwalzwerke erzeugen Abmessungen über 6 Millimeter für Baustahl und Schiffbau; Strukturwalzwerke fertigen Träger und Winkel; Stabwalzwerke reduzieren Stahl auf Durchmesser zwischen 5 und 20 Millimetern für Befestigungselemente und Drahtrohmaterial. Die wirtschaftlichsten Walzwerke nutzen ein Vorwalzgerüst, gefolgt von mehrere Meter auseinander liegenden Fertiggerüsten. Zwischen den Gerüsten sprühen Zunderabschlagdüsen Hochdruckwasser, um den spröden Eisenoxidzunder zu entfernen, der sich auf der Oberfläche bildet.

Das fertige Material verlässt das letzte Walzgerüst und läuft typischerweise über ein Kühlbett, auf dem Luft oder Wasser die Abkühlungsgeschwindigkeit steuert, um gewünschte Festigkeitseigenschaften zu erreichen. Schnelleres Abkühlen härtet die Oberfläche; langsameres Abkühlen baut innere Spannungen ab. Coilboxen oder Scheren trennen das Material je nach Spezifikation des Endprodukts in Längen. Walzstäbe und Bleche für nachfolgende Kaltbearbeitung behalten etwas Oberflächenrauheit und Zunder aus dem Warmwalzprozess.

Warmwalzen dominiert die primäre Stahlumwandlung, weil es deutlich weniger Energie verbraucht als Kaltverformung und große Materialmengen zu wettbewerbsfähigen Kosten erzeugt. Das Verfahren produziert erhebliche Abfallmengen von Kantenschnitten und zurückgewiesenen Teilen, die in den Schmelzofen zurückkehren. Das Verständnis von Walzenverschleiß, Walzenspaltkalibrierung und Auswirkungen der Legierungszusammensetzung auf das Rekristallisationsverhalten ist für Bediener essentiell, die enge Maßtoleranzen und gleichbleibende Festigkeitseigenschaften über große Mengen anstreben.