Walzmaschine

Ein Walzwerk besteht aus zwei oder mehr massiven Stahlwalzen, die auf parallelen Achsen rotieren. Rohmetall, typischerweise in Form von Blöcken, Platten oder Coils, läuft zwischen diesen Walzen hindurch. Während das Material durchläuft, verringert sich der Abstand zwischen den Walzen, wodurch Dicke, Länge oder Querschnittsprofil abnehmen. Die Maschine übt eine Kraft aus, die in Tonnen gemessen wird; die Walzen selbst können viele Tonnen wiegen und drehen sich mit Geschwindigkeiten von wenigen Metern pro Minute bei schweren Blöcken bis zu hunderten Metern pro Minute bei fertigem Coil.

Die zwei Hauptvarianten sind Flachwalzen und Profilwalzen. Beim Flachwalzen verringern zwei glatte Walzen eine Platte zu Blechen oder Tafeln einheitlicher Dicke. Beim Profilwalzen haben die Walzen Nuten oder Vertiefungen, die das Metall in Schienen, Winkelstahl, Träger oder andere Strukturprofile formen. Eine einzelne Maschine kann eine Serie von Nuten durchlaufen, von denen jede die Form schrittweise verändert, bis das endgültige Profil entsteht.

Das Material kann warm oder kalt walzen. Warmwalzen, durchgeführt oberhalb der Rekristallisationstemperatur des Metalls, erfordert weniger Kraft und ermöglicht größere Reduktionen in einem Durchgang, führt aber zu Zunder und inneren Spannungen. Kaltwalzen härtet das Metall, verbessert die Oberflächenbeschaffenheit und hält engere Toleranzen ein, erfordert aber mehr Leistung und zwischenzeitliche Glühung für zähle Werkstoffe.

Typische Ausfallarten und Produktionsrealität

Walzen verschleißen und entwickeln Abflachungen oder Mikrorisse, was einen Austausch nach der Verarbeitung von Millionen Pfund Material erforderlich macht. Fluchtfehler führen zu ungleichmäßiger Dicke über die Breite des fertigen Blechs, was Ausschuss und Nacharbeit erzwingt. Der Walzendruck muss sorgfältig gesteuert werden: Zu wenig und das Material wird nicht ausreichend verformt; zu viel und die Maschine kann zurückfedern, die Walzen können durchbiegen oder das Material kann rutschen und klemmen. Ausfallzeiten während eines Warmwalzvorgangs sind kostspielig, weil das Material abzukühlen beginnt und schwer wieder aufzunehmen ist.

Der Begriff "Walze" leitet sich einfach von der wesentlichsten Komponente der Vorrichtung ab. Im breiteren Metallbearbeitungshandwerk sitzen Walzwerke zwischen der Primärumformung (Gießen, Schmieden) und den Fertigungsvorgängen (Scheren, Schleifen, Wärmebehandlung). Sie dominieren die Produktion von Standarderzeugnissen wie Stahlband, Strukturstahl, Aluminiumblech und Kupferplatte. Moderne Walzstraßen integrieren Walzwerke mit automatischer Dickenmessung, computergesteuerter Spaltweiteneinstellung und Walzenschleifstationen, die die Walzen abziehen, ohne sie aus dem Betrieb zu nehmen.