MKL1888:Walzwerk

Walzwerk (hierzu Tafel „Walzwerk“), eine Maschine, welche im wesentlichen aus zwei in einiger Entfernung übereinander horizontal gelagerten Walzen besteht, die durch eine Betriebskraft in entgegengesetzte Umdrehungen versetzt werden, dadurch einen vorgeschobenen Körper zwischen sich hindurchziehen und ihm dabei diejenige Form, resp. Dicke geben, welche durch die Oberfläche beider Walzen, resp. durch ihre Entfernung voneinander bedingt ist. Dem entsprechend ist die Anwendung von Walzwerken eine sehr allgemeine, vornehmlich aber bedient sich ihrer die Metallindustrie und speziell die Eisenindustrie zur Formgebung der betreffenden Metalle (Walzeisen). Damit die Walzen den gehörigen Widerstand leisten können, bestehen sie aus Hartguß oder gehärtetem Stahl. Mit starken Zapfen sind sie in dem Walzengestell oder Walzengerüst drehbar gelagert und bilden mit diesem das W. (Fig. 1). Dasselbe besitzt zwei Walzenpaare (Walzenstraße, Train) tt, gelagert in den Ständern s‴s‴, s‴s‴, wovon die untern bei a durch ein Wasserrad oder eine Dampfmaschine angetrieben und durch das zwischen den Ständern ss gelagerte massige Schwungrad in regelmäßiger Bewegung erhalten werden. Eine bei k angebrachte lösbare Kuppelung gestattet dabei eine beliebige Lostrennung von der Betriebsmaschine. Die Übertragung der Bewegung auf die Oberwalzen erfolgt durch die zwischen s″s″ angebrachten Zahnräder (Krauseln); Kuppelungen bei oovv dienen zum Abkuppeln der einzelnen Walzen.

Eine Walze selbst besteht (Fig. 2) aus dem Ballen oder Bund a, den Laufzapfen bb und den Kuppelzapfen cc. Um ihre Durchbiegung zu vermeiden, wird der Durchmesser sehr groß, etwa gleich dem Drittel der Bundlänge genommen, wodurch zugleich erreicht wird, daß die Walzen das Metall gut und sicher fassen. Die Oberfläche der Walzen ist entweder glatt cylindrisch, wie Fig. 2 zeigt, oder (Fig. 3) mit herumlaufenden Rinnen versehen, welche Kaliber heißen (Kaliberwalzen). Die cylindrischen Walzen dienen zur Herstellung plattenförmiger Gegenstände, namentlich also der Bleche (von dem dünnen Weißblech bis zu den gewaltigen Panzerplatten), und müssen sowohl sehr genau cylindrisch abgearbeitet als auch zentrisch und mit parallelen Achsen gelagert sein, wenn das Blech überall gleich dick, ohne Beulen und krause Ränder ausfallen soll. – Die Kaliberwalzen bilden, da die Form und Größe der Kaliber sehr verschieden sein kann, das vorzüglichste Mittel zur Erzeugung stabartiger Körper (Stabwalzwerk). Treten dabei die Ränder der einen Walze in die Vertiefungen der andern (Fig. 3 g), so heißen die Kaliber geschlossene; liegen die Ränder zwischen den Kalibern jedoch so, daß sie sich längs der Peripherie berühren (Fig. 3 o), so sind die Kaliber offene.

Da in neuerer Zeit die Mannigfaltigkeit der Querschnitte (Façon) der Eisenstäbe (Façoneisen) außerordentlich groß geworden ist, so hat man solche Walzwerke konstruiert, mit denen man eine sehr große Anzahl von Querschnittsgrößen herstellen kann und zwar durch Veränderung des Kalibers. Diese Universalwalzwerke werden nach zwei verschiedenen Grundsätzen gebaut. Entweder benutzt man zwei

Walzwerk.

Fig. 1. Walzwerk.
Fig. 2. Walze.
Fig. 3. Kaliberwalze.
Fig. 4. Universalwalzwerk.
Fig. 5–7. Verschiedene Anordnungen der Walzenpaare.
Fig. 8. Universal-Walzwerk.
Fig. 9. Walzentisch.
Fig. 10 u. 11. Drei- u. Vierwalzentrain.
Fig. 12. Quadrateisenwalzen.
Fig. 13. Rundeisenwalzen.
Fig. 14. Walzen für gleichschenkeliges Winkeleisen.
Fig. 15. T-Eisenwalzen.
Fig. 16 u. 17. Vor- u. Fertigwalzen für Eisenbahnschienen.

Walzenpaare (Fig. 4), ein horizontales ab und ein vertikales cd. Beide lassen zusammen einen viereckigen Raum zwischen sich, der sowohl nach oben durch Verstellung der horizontalen Oberwalze als seitwärts durch Näher- oder Auseinanderrücken der Walzen c und d innerhalb weiter Grenzen verkleinert und vergrößert werden kann. Indem das durch ab gegangene Eisen die Walzen cd passiert, gewinnt es die Gestalt der freien Öffnung, welche übrigens außer der vierkantigen noch andre Formen erhalten kann (s. Walzeisen). Der Antrieb der Vertikalwalzen cd, welche in dem Gerüst rr gelagert sind, erfolgt durch die Kegelräder kg. Die drei in Fig. 5 bis 7 in der Seitenansicht und dem Grundriß angedeuteten Anordnungen dienen: Fig. 5 für Flacheisen mit scharfen Kanten, Fig. 6 für Eisen mit gut auszubildenden Flächen, Fig. 7 für Façoneisen. Oder man hat nur ein Walzenpaar (Fig. 8), aber in folgender Anordnung. Auf die Oberwalze sowohl als auf die Unterwalze ist ein Ring o, resp. u geschoben, welcher in eine entsprechende Nute rs der Gegenwalze eingreift. Die Oberwalze ist nun mit ihren verlängerten Zapfen der Länge nach mittels der Schraube a und durch die Stellschrauben cc in der Höhe verschiebbar, wodurch der zwischen den Walzen und den Ringen vorhandene Raum größer oder kleiner gemacht werden kann.

Die gewöhnlichen Walzwerke dienen oft zum Ausquetschen der in den Puddelluppen enthaltenen Schlacke (Zängewalzwerke), häufiger zum Walzen von bereits unter dem Hammer gezängten Luppen (Masseln, Brammen), um dieselben bei noch fernerer Ausquetschung der in ihnen enthaltenen Schlacke in Rohschienen zu verwandeln (Luppen- oder Rohschienenwalzwerke), welche, in kurze Stücke zerschnitten, entsprechend paketiert, resp. aus verschiedenen Eisensorten zusammengesetzt in den Schweißofen gelangen, um endlich auf besondern Walzwerken zu Stabeisen, Façoneisen, Eisenbahnschienen, Blech, Draht etc. übergeführt zu werden (Stabeisen-, Façoneisen-, Schienen-, Blech-, Drahtwalzwerke etc.). Das zu walzende Eisenstück wird zwischen beide Walzen eingeführt, infolge der an der Oberfläche entstehenden Reibung erfaßt und durch die Walzen hindurchgeführt. Ist diese Reibung geringer als der Widerstand, welchen das Eisen gegen das Zusammendrücken leistet, so bleibt das Eisenstück vor den Walzen liegen. Ein Eisenstück kann daher nur dann von den Walzen erfaßt werden, wenn seine Dicke ein gewisses Verhältnis zur Entfernung der beiden Walzenmäntel voneinander und zum Durchmesser der Walzen nicht überschreitet. Es kann daher auch ein Eisenstück durch Walzen nicht plötzlich auf einen beliebig kleinern oder anders geformten Querschnitt gebracht werden, sondern es muß zu diesem Zweck mehrere Walzen oder Walzenteile passieren. Diese sprungweise Änderung der Querschnittsform wird nun sowohl durch eine veränderte Stellung der Walzen gegeneinander (Blechfabrikation) als auch durch Anwendung von Walzen oder Walzenteilen wie bei den Universalwalzwerken herbeigeführt. Behufs bequemerer Einführung des zu walzenden Eisenstücks zwischen die Walzen befindet sich an der entsprechenden Walzenseite unmittelbar vor den Walzen der sogen. Walzentisch (Walzenbank) a (Fig. 9). Derselbe ist auf einem Querstab c befestigt, welcher, parallel den Walzenachsen liegend, mit seinen Enden in den Nuten nn der beiderseitigen Walzenständer gelagert ist. Bei Kaliberwalzen zum Walzen von Stäben kleinerer Dimensionen ist die sonst auf ihrer Oberfläche glatte Walzenbank wohl noch durch niedrige Querwände, entsprechend der Entfernung der einzelnen Kaliber voneinander, in einzelne Abteilungen (Einlässe) eingeteilt, welche wohl auch für besondere Fälle eine kasten- oder röhrenartige Form annehmen, um das Einführen des Stabes in das betreffende Kaliber um so sicherer und ohne Zeitverlust vornehmen zu können. Der Walzenbank gegenüber befindet sich auf der andern Seite der Walzen eine ähnliche Platte b, welche sich scharf gegen die Walzen anschließt und dadurch verhindern soll, daß das durchgewalzte Eisen sich nicht um die Unterwalze umlegt (Abstreichmeißel). Endlich sind an derselben Stelle auch noch bisweilen besondere Bürstenvorrichtungen angebracht behufs Abstreichens der Schlacke von dem durchgewalzten Stab (Schlackenbürsten). Bei nur nach einer Richtung laufenden Walzen muß das durchgewalzte Stück, um die Walzen zum zweitenmal passieren zu können, wieder vor die Walzen gebracht werden. Dieses Zurücktransportieren geschieht bei leichtern Walzstücken einfach mittels Zangen, mit denen das glühende Stück erfaßt und über die Oberwalze zurückgereicht wird, wobei die Drehungsrichtung dieser Oberwalze das Zurückführen des auf ihr auflagernden Eisenstabs von selbst bewirkt. Bei schwereren Walzstücken wendet man besonders geformte Zangen oder Gabeln an, welche in Ketten hängen und unter Benutzung von Hebelkraft ein Anheben und Zurückschieben über die Oberwalze hinweg erleichtern. Endlich geschieht die Anhebung und Zurückführung sehr schwerer Walzstücke über die Oberwalze dadurch, daß man den Walzentisch ab (Fig. 9) in vertikaler Richtung beweglich herstellt und das Heben und Senken desselben durch eine mechanische Kraft hervorbringt. Dieses Zurückführen des gewalzten Eisens erfordert indes, zumal bei einer größern Länge desselben oder bei den großen Blechtafeln, viel Zeit und Kraft, und man sucht es daher möglichst zu vermeiden. Dies geschieht durch die Reversier- oder Kehrwalzwerke mit einem Paar Walzen, welche nach dem Durchgang des Eisens angehalten und in die entgegengesetzte Umdrehungsrichtung versetzt werden können, so daß nunmehr das Walzstück die Walzen in entgegengesetzter Richtung passieren kann. Man benutzt aber auch den Drei- oder Triowalzentrain (Fig. 10) mit drei in demselben Gestell liegenden Walzen (Unter-, Mittel- und Oberwalze). Das zu walzende Stück wird hier auf der einen Seite der Walzenstraße zwischen der Unter- und Mittelwalze eingeführt und im Rückweg, nach geringem Anhub, der Mittel- und Oberwalze zugeführt. Da hier die Walzen stets in derselben Richtung fortlaufen, werden sowohl Stöße als Zeitverluste vermieden; hingegen muß der Walzentisch bei schweren Stücken auf und nieder bewegt werden können, damit das Stück auf dem Rückweg zwischen Mittel- und Oberwalze eingeführt werde, oder man verwendet, wenn auch selten, den Vierwalzentrain (Fig. 11), bestehend aus zwei Paaren in verschiedener Höhe, aber dicht hintereinander liegender Walzen von entgegengesetzter Umdrehungsrichtung.

Das die Walzen passierende Eisen vermindert entweder sein Volumen infolge des Auspressens der in ihm flüssig enthaltenen Schlacke (bei den Zänge- und Luppenwalzwerken), oder es verändert seinen Querschnitt durch die Ausdehnung in die Länge (bei den Stabeisen-, Schienen- und Façoneisenwalzwerken) und gleichzeitig in die Breite (bei den Blechwalzwerken). Die Streckung ist um so größer, die Breitung um so geringer, je weicher die Qualität des Eisens und je heißer dasselbe ist; dagegen nimmt das Breiten zu und das Strecken ab mit steigendem Walzendurchmesser und mit abnehmender Rotationsgeschwindigkeit. Aus diesem Grund erhalten Feineisen- und Drahtwalzen geringern Durchmesser und eine größere Umdrehungszahl als Schweiß- und Stahlwalzen, und es erfordert ein Blechwalzwerk wegen der hier vorkommenden Walzen bei geringerer Temperatur der sich sehr schnell abkühlenden Blechtafeln die stärksten Walzen mit der geringsten Geschwindigkeit. Wenngleich es sich behufs besserer Ausnützung der dem Walzstück innewohnenden Hitze empfiehlt, die Druckentfernung (Kaliberhöhe) zwischen zwei Durchgängen des Eisens durch die Walzen so schnell wie möglich abnehmen zu lassen, so darf der Querschnitt des Walzstücks, ohne für die Qualität des Produkts oder einen Bruch der Walzen, resp. deren Zapfen fürchten zu müssen, nicht zu plötzlich abnehmen, sondern muß sich bei wiederholten Walzungen gesetzmäßig verringern, was entweder durch Verminderung der Walzenstellung (bei Blech) oder durch Zunehmenlassen der Walzenteile im Durchmesser, d. h. durch Abnahme der aufeinander folgenden Kaliber, bewirkt wird (Staffelwalzen). Dabei läßt man zur bessern Einführung der Eisenstücke die Kaliber sich zweckmäßig von innen nach außen erweitern. Die zweckmäßige Größen- und Formänderung (das Fallen der aufeinander folgenden Kaliber) hängt von der Beschaffenheit des Eisens ab, und zwar kann diese Abnahme eine um so schnellere sein, man kann mit um so größerm Druck arbeiten, je besser das Eisen ist. Das Abnahmeverhältnis zwischen zwei aufeinander folgenden Kalibern ist größtenteils noch Sache der Erfahrung, beträgt aber gewöhnlich 1/4–1/15; die Breitung beträgt bei jeder Streckung 0,5–4,5 mm. Wie die einzelnen Kaliber in den zur Herstellung bestimmter Eisensorten gebräuchlichen Walzen abnehmen, zeigen die Figuren 12–17, welche die Maßverhältnisse ausgeführter und in Benutzung befindlicher Walzen angeben. Folgende Tabelle gibt die betreffenden Anhaltspunkte: 1) für den Walzendurchmesser in Millimetern, 2) für die Umdrehungszahl der Walzen pro Minute, 3) für die zur Bewegung erforderliche Anzahl Pferdekräfte, und zwar für folgende Hauptarten der Walzwerke: a) Schnellwalze für Draht; b) Mittelwalze für Band- und Flacheisen von 50–150 mm Breite, für Rund- und Vierkanteisen von 33–75 mm Stärke; c) Schienenwalze für Rundeisen von 75–150 mm, Schienenwalze für Vierkanteisen von 75–130 mm, Schienenwalze für Flacheisen bis 470 mm Breite, Schienenwalze für Winkel- und T-Eisen bis 180 mm Höhe; d) Luppen- oder Rohschienenwalze:

	a Millim.	b Millim.	c Millim.	d Millim.
1.	210–000	370–420	400–520	350–500
2.	300–500	075–120	060–120	060–100
3.	–	–	060–175	070–100

Blechwalzwerk. Dasselbe erfordert wegen des Walzens in niedriger Temperatur die stärksten Walzen bei geringer Geschwindigkeit. Die Anzahl der Walzengerüste in einer Walzenstraße beträgt 1–2; die Dimensionen der Walzen sind abhängig von der Breite der zu walzenden Bleche, z. B.:

Blechbreite	Länge	Walzen­durchmesser	Zapfen­durchmesser
Millim.	Millim.	Millim.	Millim.
392	497	235	183
889	994	340	235
1308	1491	497	288
1805	1988	602	340

Umdrehungszahl der Blechwalzen pro Minute, je nach der Dicke der Bleche, bei dünnen 40, bei mittlern 25–30, bei starken 20–22. Die Betriebskraft (durchschnittlich 30–60 Pferdekräfte) beträgt je nach dem Querschnitt der Bleche z. B.:

von	1,8	m	Breite	und	10	mm	Dicke	60	Pferdekräfte
„	1,0	„	„	„	05	„	„	40	„
„	0,5	„	„	„	03	„	„	20	„

Panzerplattenwalzwerk. Die Puddelluppen werden zu Platten von etwa 0,785 m Länge, 0,314 m Breite und 26 mm Dicke ausgewalzt, 5–6 Stück davon paketiert, zu einer Platte von 1,255 m Länge und Breite ausgewalzt, und aus 5–6 dieser Platten werden wieder Platten von 2,510 m Länge, 1,412 m Breite, 65 mm Dicke und etwa 1500 kg Gewicht hergestellt. Vier oder mehrere dieser Platten geben dann nach dem Erhitzen in besonders dazu konstruierten Öfen durch Zusammenschweißen unter Reversierwalzen bei mehrmaligem Durchlaufen Platten von 12–15,000 kg Gewicht und darüber. Die Vorwalzen für diese Fabrikation erhalten etwa 0,63 m, die Fertigwalzen 1,6 m Durchmesser. Erstere machen 20, letztere 10–12 Umdrehungen pro Minute. Das fertig gewalzte Blech wird dann schließlich noch mit einer 5000 kg schweren eisernen Walze geglättet.

Zum Walzen ringförmiger Gegenstände (Radreifen-Bandagen) liegen die (kurzen) Walzen frei vor dem Gerüst, um das Einbringen und Abnehmen zu ermöglichen (Kopfwalzwerk, Bandagenwalzwerk). Im kleinen ausgeführt dienen solche Walzwerke zur Erzeugung von Armbändern, Fingerringen u. dgl. Da sich das Metall auch an Erhöhungen und Vertiefungen der Walzen anlegt, so finden die Walzwerke vielfach Anwendung zur Erzeugung von Verzierungen auf Blechstreifen u. dgl., bei der Fabrikation der Gold-, Silber-, Bronze- und plattierten Waren (Dessinwaren), ferner zur Herstellung von Schraubenbolzen, Schienennägeln, Gitterstangen, Kugeln aus Blei etc. Die Walzprodukte (Stäbe und Blech) fallen an den Enden und Rändern stets rauh und rissig aus, weshalb sie beschnitten werden, um sie zugleich auf die vorgeschriebenen Längen und Breiten zu bringen, z. B. bei Eisenbahnschienen, Kesselblech u. dgl. Diese Arbeit erfolgt entweder mit kräftigen Scheren oder mit Kreissägen, seltener mit Bandsägen. Um dabei die oft sehr schweren Arbeitsstücke nicht bewegen zu brauchen, wird die Kreissäge in einem pendelartig schwingenden Rahmen angebracht, der mit der Hand dem Arbeitsstück zugeführt wird (Pendelsäge, Balanciersäge).

Walzwerk, Schutzvorrichtungen, s. Metallbearbeitung (Bd. 17).