Models for Rod and Bar Rolling Mills with 2‑roll, 3‑roll, and 4‑roll Stands

Abstract

For the quality of rolled products, a perfect surface quality and tight, close tolerances apart from defined mechanical properties are essential. One key condition is a perfect pass design in the rolling mill. The paper deals with the models for a pass design calculation as well as a calculation of roll force and power demands for the rolling mill. On modern bar and rod mill, different types of mill stands are used, with 2‑roll, 3‑roll, and 4‑roll stands. For each of these stand types, a special model system is used for the calculation. Heat balance and temperature control by water cooling are the basis for thermomechanical rolling to achieve the desired mechanical properties of the material. Free size rolling and the compensation of the numerous influencing parameters on the product dimensions must be incorporated in a pass design.

Zusammenfassung

Für warmgewalzte Produkte sind fehlerfreie Oberflächen und enge Maßtoleranzen sowie definierte mechanische Eigenschaften wesentliche Qualitätsmerkmale. Die Voraussetzung dafür ist eine perfekte Kalibrierung der Walzen. Im Folgenden werden Modelle zur Berechnung von Kaliberreihen für 2‑, 3‑ und 4‑Walzen-Gerüste für Profilwalzwerke sowie Methoden zur Berechnung des Kraft- und Arbeitsbedarfs dargestellt. Für jedes Gerüstsystem werden die zugehörigen Rechenmodelle beschrieben. Um definierte mechanische Eigenschaften der Walzprodukte erreichen zu können, sind die Berechnung der Temperatur- und Wärmebilanz sowie die Temperaturregelung mittels Wasserkühlstrecken für das thermomechanische Walzen heute ein unbedingt erforderlicher Teil eines Modellsystems zur Berechnung von Profilkalibrierungen. Für enge Produkttoleranzen ist das Free Size Rolling mit dem Ausgleich prozessbedingter Querschnittsschwankungen ein wichtiger Bestandteil der Kalibrierungsberechnung.