Walzen (Arbeitswalzen)

Arbeitswalzen sind die zentralen Komponenten in einem Mehrgerüst-Walzwerk, die Druckkräfte aufbringen, um die Dicke, Form oder Oberflächengüte von Metallbändern, -blechen oder -stäben zu verbessern, während sie durch aufeinanderfolgende Gerüste laufen. Sie sind paarweise in jedem Gerüst montiert und werden angetrieben, um das Material durch das Walzwerk zu ziehen. Die Walzen werden aus Materialien wie geschmiedetem legiertem Stahl, unendlich gekühltem Doppelguss (ICDP)-Eisen, Schnellarbeitsstahl (HSS) oder Wolframkarbid hergestellt, die jeweils unterschiedliche Gleichgewichte von Härte, Zähigkeit und Verschleißfestigkeit bieten. Typische Durchmesser reichen von 300 bis 1200 mm, die Ballenbreite von 500 bis 3000 mm und die Härte von 60 bis 95 HSD (gemäß ASTM E10). Die Oberflächenrauheit beträgt typischerweise 0,2 bis 1,6 μm Ra (ISO 4287), und die Zugfestigkeit liegt zwischen 600 und 1200 MPa (ASTM A370). Die Betriebstemperatur beträgt 20 bis 600 °C, die Walzgeschwindigkeit 5 bis 40 m/s, die Walzkraft 5000 bis 30000 kN und das Gewicht 1 bis 30 t. Materialgüten werden oft als Cr3–Cr5 gemäß GB/T 13314 spezifiziert. Diese Parameter sind Referenzbereiche; die tatsächlichen Werte müssen für spezifische Anwendungen mit dem Hersteller bestätigt werden. Arbeitswalzen sind entscheidend für die Produktivität und Produktqualität des Walzwerks, und ihre Auswahl hängt vom gewalzten Material, der erforderlichen Reduktion und der gewünschten Oberflächengüte ab. Eine ordnungsgemäße Wartung und Überwachung des Walzenzustands sind unerlässlich, um vorzeitigen Ausfall zu verhindern und eine gleichbleibende Ausgabe zu gewährleisten.

Arbeitswalzen werden angetrieben, um sich in entgegengesetzte Richtungen zu drehen. Das Metallwerkstück wird in den Spalt (den Walzspalt) zwischen ihnen eingeführt. Die durch die Walzen erzeugte Druckkraft in Kombination mit Reibung reduziert den Querschnitt des Werkstücks und verlängert es. In einem Mehrgerüst-Walzwerk durchläuft das Werkstück eine schrittweise Verformung durch eine Reihe dieser Walzenpaare, wobei jedes Gerüst auf einen zunehmend kleineren Spalt eingestellt ist. Die Walzen müssen hohen Kräften und Temperaturen standhalten, während sie Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität beibehalten. Kühlsysteme und Schmierung werden oft verwendet, um Wärme zu bewältigen und Verschleiß zu reduzieren. Die Walzkraft und -geschwindigkeit werden gesteuert, um die gewünschte Reduktion und den Durchsatz zu erreichen. Der Walzspalt wird eingestellt, um die Dicke des Ausgangsprodukts zu steuern. Das Material der Walzen und ihre Oberflächenbeschaffenheit beeinflussen direkt die Oberflächenqualität des Endprodukts und die Lebensdauer der Walzen.