DE2921625A1 - Herstellung von nahtlosen rohren in einem stopfenwalzwerk - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von nahtlosen Rohren in einem Stopfenwalzwerk.

Bei der Herstellung nahtloser Rohre werden Stopfenwalzwerke zum Auswalzen gelochter Blöcke (auch als "Luppen" bzw. "Rohrluppen" bezeichnet) verwendet, welche dem

30 Stopfenwalzwerk mit einer Temperatur in der Größenordnung von 927 bis 1038° C zugeführt werden. Ein herkömmliches Walzwerk ist auf seiner Eintrittsseite mit einer Mulde zur Aufnahme einer Luppe und einer Schub- und/oder Rammeinrichtung ausgestattet ,die in der Lage ist,mit einer beträcht-

35 liehen Kraft die Luppe auf einen Stopfen aufzutreiben.

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An der Auslaufseite der Arbeitswalzen des Walzwerks befindet sich ein feststehender Führungstisch sowie eine wassergekühlte Spindelstange, welche an der Rückseite des Tisches verankert ist. Diese Spindelstange trägt den Stopfen, der während des Walzens der Luppe etwa innerhalb von Rillen bzw. Nuten der Arbeitswalzen angeordnet ist. Wenn die Rammeinrichtung die Luppe über den Stopfen treibt, dann wird die Luppe rasch über den Stopfen durch die Reibung der umlaufenden Arbeitswalzen aufgezogen. Diese Zugwirkung über den Stopfen verringert die Wandstärke der Luppe, während sie deren Länge erhöht. Ist die Luppe erst einmal durch die Walzenrillen und hinter den Stopfen hindurchgelaufen, dann wird der Stopfen von der Spindel entfernt, und die Laufrichtung der Luppe umgekehrt, so daß sie zu der Eintrittsseite des Walzwerks zurückläuft. In der herkömmlichen Praxis wird dann ein anderer Stopfen auf die Spindel aufgesetzt, die Luppe wird um ihre Längsachse über einen Winkel von etwa 90° gedreht und die Rammeinrichtung schiebt die Luppe durch dieselben Walzennuten für einen zweiten Durchgang hindurch. Wenn die Luppe ihren zweiten Durchgang fertiggestellt hat, wird sie wieder zur Eintrittsseite des Walzwerks zurückgeführt, von wo aus sie zur weiteren Bearbeitung in einem Roll- bzw. Kalibrierarbeitsgang abgegeben wird ,dessen Funktion es ist, die Innen- und Außenflächen abzurunden und glattzuwalzen bzw. zu polieren.

Bei der Herstellung von nahtlosen Stahlrohren ist es die Stopfenwalztätigkeit, welche normalerweise bei der Gesamtfertigung den Zeitaufwand bestimmt oder den langsamsten Verfahrensschritt herstellt. Ein weiterer Nachteil des oben erwähnten herkömmlichen Verfahrens rührt vom Gebrauch derselben WalzenrilJsn für zwei Durchgänge her, was bezeichnende Einschränkungen erzeugt, sowohl was die Qualität fRundheit, Oberflächenriefen) als auch die endgültige Länge des Rohres anbelangt, das dann glattgewalzt werden kann.

Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Verfahren zum

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Herstellen von nahtlosen Rohren in einem Stopfenwalzwerk vorgesehen, welches Arbeitswalzen aufweist, die mit aufeinander ausgerichteten Nuten bzw. Rillen versehen sind, durch welche aufeinanderfolgende, gelochte Luppen über einen zwischen den Walzen abgestützten Stopfen aufgezogen werden, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Aufschieben einer ersten Luppe über den Stopfen,

- Aufziehen der Luppe über den Stopfen durch die RoIlreibung der Walzen,

- Entfernen des Stopfens von seiner Halterung,

- Umkehren der Bewegung der Luppe, um diese zur Eintrittsseite des Walzwerks zurückzubringen,

- seitliches Versetzen der Luppe bis in die Ausrichtung

auf einen zweiten Stopfen, der zwischen den Arbeitswalzen in einem zweiten Rillenpaar in den Walzen abgestützt ist,

- Bewegen einer zweiten Luppe in eine Lage, um mit dieser einen ersten Durchgang über den ersten Stopfen durchzuführen ,

- gleichzeitiges Aufschieben der zweiten Luppe und der ersten Luppe über den ersten bzw. zweiten Stopfen, um den zweiten Durchgang der ersten Luppe und einen ersten Durchgang der zweiten Luppe über die jeweiligen Stopfen vorzunehmen und

- Zurückführen beider Luppen zur Eingangsseite des Walzwerks .

Die Erfindung wird beispielsweise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen noch näher erläutert, in welchen:

Fig. 1 eine schematische Zeichnung ist, welche darstellt, wie ein herkömmliches Stopfenwalzwerk derartig abgewandelt werden kann, daß es das Verfahren der vorliegenden Erfindung durchführen kann, und

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Fig. 2 a bis f ein Vergleich dreier Verfahrenswege ist: I ein Verfahrensweg aus dem Stand der Technik, wobei eine Luppe zwei Durchgänge in denselben Walzenrillen unterzogen wurde, II ein Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei ein zweiter Durchgang in unterschiedlichen Rillen mit etwas geringerer Aussparung bzw. Tiefe durchgeführt wird, und

III ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung, wobei Zwischenrillen kleineren Durchmessers verwendet werden, um eine größere Streckung zu erzielen.

Es wird nun auf Fig. 1 Bezug genommen; wassergekühlte Spindelstangen 2 und 2¹ sind in einer Halterung 3 an der Rückseite eines feststehenden Führungstisches 4 verankert. Die Spindelstangen ragen in jeweilige Rillenpaare 5 und hinein, welche aus Arbeitswalzen 6 des Stopfenwalzwerks herausgearbeitet sind. Das freie Ende einer jeden Spindelstange 2 und 2' ist mit einem Stopfen 7 und 7" versehen, von welchen jeder einen Außendurchmesser aufweist, der etwas größer ist als der seiner Spindelstange, um ein Spiel zwischen der Innenseite der Luppe und der Spindelstange herzustellen. Wenderollen 8 und 8¹, die an der Rückseite der Arbeitswalzen 6 angebracht sind, drehen sich in einer Richtung entgegengesetzt zu der der Arbeitswalzen und sind nur dann wirksam, wenn sich die oberste Arbeitswalze in einer Stellung für den "offenen Durchlauf" oder angehobenen Stellung befindet. Ein Eingabetisch 9 gibt aufeinanderfolgende, erhitzte Luppen in eine erste Aufnahmemulde 10 ein. Hinter dieser Mulde und auf diese ausgerichtet befindet sich eine Schubeinrichtung 11, welche dazu dient, die Luppe über den Stopfen 7 aufzutreiben, um es den Walzen 6 zu gestatten, einen guten Eingriff auf der Luppe zu sichern. Ist der Vorgang erst einmal so in Gang gesetzt, dann reicht die Reibung, die von den umlaufenden Arbeitswalzen 6 ausgeübt wird, dazu aus,

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die Luppe rasch über den Stopfen 7 zu ziehen, wodurch der Durchmesser und die Wandstärke der Luppe verringert und ihre Länge erhöht wird. Nachdem die Arbeitswalzen die Luppe ergriffen haben, läuft die Schubeinrichtung 11 in ihre unwirksame Lage zurück. Wenn die Luppe erst einmal durch die Rillen und über den Stopfen hindurchgelaufen ist, dann wird der Stopfen von der Spindelstange vorzugsweise durch eine mechanische Abnahmeeinrichtung entfernt, die in der Technik bekannt ist, die obere Arbeitswalze 6 wird in ihre Lage für den offenen Durchlauf angehoben, und die Wenderollen 8 werden angehoben, so daß sie die Luppe in eine Lage anheben, in welcher sie von der unteren Arbeitswalze 6 freikommt, und die Luppe ergreifen, um sie zur .Eingangsseite des Walzwerkes zurückzuführen.

Wenn das herkömmliche Verfahren angewandt würde, dann würde dann ein anderer Stopfen auf die Spindelstange 2 aufgesetzt und dieselbe Luppe um ihre Längsachse um einen Winkel von etwa 90° gedreht werden, um sich in einer Lage für einen zweiten Stopfenwalzc-Arbeitsgang durch dieselben Walzenrillen 5 zu befinden. Die vorliegende Erfindung weicht allerdings an dieser Stelle von diesem herkömmlichen Verfahren ab. Statt daß die Luppe um 90° lediglich gedreht wird, setzt eine Umsetzeinrichtung 12, beispielsweise nach Art eines Hub- bzw. Schwebebalken, die bereits einmal überwalzte Luppe zu einer danebenliegenden, zweiten Aufnahmemulde 10* um. Im Zusammenhang mit diesem Umsetzen wird eine zweite Luppe von dem Eingabetisch 9 in die erste Aufnahmemulde 10 eingeführt. Anschließend werden die Schubeinrichtung 11 und eine zweite Schubeinrichtung 11' gleichzeitig betätigt, um die erste und zweite Luppe auf die Formstopfen 7 bzw. 7¹ aufzuschieben, damit beide Luppen gleichzeitig gewalzt werden können. Nach dem Walzen werden die Stopfen 7 und 7¹ entfernt, und beide Luppen werden zur Eintrittsseite des Walzwerks zurückgeführt. Die zweimal gewalzte Luppe kann zur weiteren Fertigung, im allgemeinen durch eine Roll- bzw. Feinwalzmaschine, ausgetragen werden.

Es ist ersichtlich, daß bei Verwendung zweier Walzendurchgänge der Betriebszyklus auf etwa die Hälfte des normalen Zeitraumes verringert werden kann. Nichtsdestoweniger ist ohne weiteres ersichtlich, daß die vorliegende Erfindung nicht nur auf die Verwendung von zwei Walzendurchgängen beschränkt ist, wie dies oben beschrieben ist. Somit könnten die Arbeitswalzen auch drei Rillenpaare (nicht gezeigt) oder noch viel mehr Rillenpaare aufweisen, damit beispielsweise fünf oder sogar noch mehr derartiger Walzendurchgänge an einer einzigen Luppe erzielt werden könnten. Die tatsächliche Anzahl von Durchgängen ist nur im praktischen Ausmaß durch die verfügbare Leistung, die Walzwerkbreite und den Temperaturverlust zwischen jeweiligen Durchgängen begrenzt.

Daß es wünschenswert ist, unterschiedliche Walzenrillenkonturen für Durchgänge zu verwenden, die dem ersten Durchgang nachfolgen, und/oder mehr als zwei Walzendurchgänge, ist besser verständlich, wenn man auf Fig. 2 Bezug nimmt.

Arbeitswalzen 62 weisen allgemein halbkreisförmige Rillen 52 auf, die in ihre Oberflächen insbesondere durch spanabhebende Tätigkeit eingebracht sind. Blickt man von der Eingangsseite der Rollen her, dann ist die öffnung, die durch die Rillen gebildet ist, nicht ein genauer Kreis, sondern ist leicht elliptisch, wobei die Hauptachse in einer horizontalen Ebene liegt. Diese elliptische Auswölbung der Rillen ist vorgesehen, um zu verhindern, daß die Nutkanten eine Scherwirkung auf die Luppe ausüben. Als Ergebnis dieser Auswölbung wird die Luppe längs Ausbauchungen 14 (in Fig. 2 übertrieben dargestellt) nach Fertigstellen des ersten Durchgangs aufweisen. Diese Ausbauchungen werden dann teilweise dadurch entfernt, daß man die Luppe um 90° schwenkt, damit die gesamte Oberfläche eine in gewisser Weise gleichartige Behandlung in der elliptischen öffnung erfährt. Nichtsdestoweniger wird

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das resultierende Produkt noch immer eine deutlich unrunde Form aufweisen, wie dies in Fig. I (d) gezeigt ist, wenn das herkömmliche Verfahren aus dem Stand der Technik (Verfahrensablauf I) verwendet wird, bei welchem die geschwenkte Luppe wiederum durch dieselbe Walzenrille I (c) hindurchgeführt wird. Die vorliegende Erfindung, welche notwendigerweise fordert, daß die Luppe in aufeinanderfolgend unterschiedlichen Walzenrillen gewalzt werden soll, gestattet die Verwendung unterschiedlicher Walzendurchgangskonturen, während eine im wesentlichen herkömmliche Stopfenwalzwerkanordnung verwendet wird. Als Beispiel bildet Fig. 2 (Verfahrensablauf II) die Verwendung einer zweiten Rillenkontur mit einer geringeren Aussparung (Tiefe) ab. Dies ist zulässig, weil der Hauptteil der Querschnittsverringerung bzw. Verformung der Luppe bereits im ersten Durchgang bewirkt wurde, so daß die Tiefe und das elliptische Spiel, die im ersten Durchgang erforderlich sind, nicht im zweiten Durchgang erforderlich sind, so daß der zweite Durchgang ein runderes Rohr II (d) mit gleichförmigerer Wandstärke erzielen kann.

Es könnte mindestens ein zusätzlicher Zwischendurchgang verwendet werden, wie dies durch den Verfahrensablauf III gezeigt ist. Die Rillen im zweiten Durchgang können etwas kleiner ausgebildet werden, um eine Verringerung bzw. Reduktion der Querschnittsfläche zu erzielen, die etwa gleichwertig ist mit dieser, die im ersten Durchgang erzielt wurde, wobei eine sehr bedeutende Zunahme in der gesamten Längung bzw. Streckung erreicht wird. Die Luppe wird dann wieder um 90° geschwenkt, wie gezeigt, und läuft durch die letzten Rillen III (e), welche eine ähnliche Kontur wie die zweiten Rillen II (c) im Verfahrensablauf II aufweisen, um ein runderes Rohr mit einer gleichförmigen Wandstärke III (f) zu erzeugen.

Fernet gestattet die vorliegende Erfindung die Konstruktion

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eines Stopfenwalzwerks mit erhöhter Flexibilität, da es nicht mehr länger notwendig ist, ein Walzenmaterial zu verwenden, das ein Kompromiß zwischen jeweils für den ersten und den nachfolgenden Durchgang optimales Material ist.

Somit kann die Oberflächengüte der äußeren Luppen- bzw. Rohrfläche durch die Verwendung eines Walzwerks verbessert werden, welches Walzringe statt einstückiger Walzen umfaßt, sowie eine Wellenanordnung, so daß das beste Walzenmaterial für einen vorgegebenen Durchgang verwendet werden kann, um eine optimale Verschleißbeständigkeit und optimale Außenoberflächengüte für diesen Durchgang sicherzustellen.

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. JA-

Leerseite

Claims (4)

Patentansprüche

1. ) Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren in einem Stopfenwalzwerk, das Arbeitswalzen aufweist, die mit aufeinander ausgerichteten Rillen versehen sind, durch welche aufeinanderfolgende, gelochte Luppen hindurch und über einen Stopfen gezogen werden, der zwischen den Walzen abgestützt ist, wobei die Luppen nachfolgend zur Eingangsseite des Walzenwerkes zur weiteren Bearbeitung zurückgeführt werden, gekennzeichnet durch folgende Verfahrensschritte:

- man bringt die Luppe in Ausrichtung mit einem zweiten Stopfen (7¹)/ der zwischen den Rollen (6) in einem zweiten Rillenpaar (5¹) abgestützt ist,

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- man bringt eine zweite Luppe in Ausrichtung auf den ersten Stopfen (7), und

- man schiebt gleichzeitig die erste und zweite Luppe über den ersten bzw. zweiten Stopfen (7, 7¹).

2. Verfahren nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß Tiefe und Auswölbung der zweiten Rillen (5¹) geringer sind als diese der ersten Rillen (5) .

3. Verfahren nach Anspruch 1,gekennzeich net durch die nachfolgenden Verfahrensschritte:

- man richtet die erste Luppe auf einen dritten Stopfen aus, der zwischen den Arbeitswalzen (6) in einem dritten Rillenpaar abgestützt ist,

- man bringt die zweite Luppe in Ausrichtung auf den zweiten Stopfen (7¹),

- man bringt eine dritte Luppe in Ausrichtung auf den ersten Stopfen (7), und

- man schiebt gleichzeitig die dritte, zweite und erste Luppe über den ersten, zweiten bzw. dritten Stopfen.

4. Verfahren nach Anspruch 3,dadurch gekennzeichnet, daß die zweiten Rillen (5¹) kleiner sind als die ersten Rillen (5), und daß Tiefe und Auswölbung der dritten Rillen kleiner sind als die der zweiten Rillen (5¹)·

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