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Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren
Bis heute werden nahtlose Rohre nach einer ganzen Reihe von Verfahren hergestellt, u. zw. :
Nach dem Verfahren der Stopfenstrasse, wonach ein Rundknüppel auf die gewünschte Walztemperatur gebracht wird, dann der Rundknüppel in einem oder auch in zwei Schrägwalzwerken zu einer Hohlluppe gelocht und gestreckt wird, welche einen grösseren Durchmesser als das Fertigrohr sowie eine um annähernd 150% grössere Wandstärke als diejenige des Fertigrohres hat. Dieser Rohling wird dann auf der Stopfenstrasse bis zur Fertigwandstärke mit etwas kleinerem Durchmesser als das Fertigrohr ausgewalzt. Das rohgewalzte Rohr wird anschliessend direkt oder nach Aufwärmen in den Glättwalzwerken zwecks Glättung der Oberflächen und Egalisierung der Wandstärke gewalzt, jedoch ohne nennenswerte Verminderung derselben.
Bei letzterer Operation wird aber der Durchmesser des Rohres leicht über denjenigen des Fertigrohres erweitert. Das Rohr verlässt das Glättwalzwerk mit niedriger Temperatur und wird nun mit oder ohne Zwischenaufwärmung in einem Kalibrierwalzwerk auf das Fertigmass reduziert.
Ein solches Verfahren bedingt eine sehr hohe Beanspruchung des Stahles im Schrägwalzwerk und in den anschliessenden Stopfen- und Glättwalzwerken, welche das Material verletzen oder das gute Aussehen stören können, selbst wenn der Stahl den Verzerrungen widersteht. Deshalb muss der eingesetzte Rundstahl von höchster Qualität sowie verputzt und geschält sein. Ausserdem bedingt das Schrägwalzen und Schrägstrecken eine Verringerung der Temperatur des Walzmaterials, was Schwierigkeiten in den folgenden Walzoperationen hervorruft, u. zw. wird der Stahl verzerrt, wodurch das Ausbringen an verkäuflichem Produkt verringert wird.
Das bei diesem Verfahren verwendete eingerüstige Stopfenwalzwerk ist eine eher langsam wirkende Maschine, welche wenigstens zwei Stiche mit kleiner totaler Abnahme um 150% verlangt, und bildet einen Engpass in dem Herstellungszyklus. Es ist äusserst schwer, grosse Rohrlängen von dünnwandigen Rohren infolge des Temperaturabfalles herzustellen, so dass die Produktionskapazität des Verfahrens in diesem Falle sehr gering ist. Ausserdem sind die das Stopfenwalzwerk verlassenden Rohre sehr ungleich in der Wandstärke und weisen mindestens zwei diametral gegenüberliegende Wandverstärkungen sowie sehr häufig innere, längsverlaufende Zunderrillen auf, welche in den Glättmaschinen bei niedriger Temperatur ausgemerzt werden müssen.
Ein zweites Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren besteht in der Lochung eines Rundknüppels im Mannesmann-Schrägwalzwerk zu einem Hohlblock, welcher einen grösseren Durchmesser als das Fertigrohr hat und eine Wandstärke aufweist, die ungefähr 250-500% grösser ist als diejenige des Fertigrohres. Dieser Hohlblock wird dann auf der kontinuierlichen Strasse auf einer inneren mitlaufenden Dornstange verwalzt, wobei der Durchmesser des Hohlblockes und dessen Wandstärke reduziert werden.
Nach dem Ausziehen der Dornstange wird das gewalzte Rohr nach einer Zwischenaufwärmung durch Kalibrierwalzen bis zum Fertigdurchmesser reduziert.
Dieses Verfahren ist ein kontinuierlicher Walzvorgang mit hoher Produktionskapazität, wird jedoch nur angewendet bis zu Rohrdurchmessern von ungefähr 140 mm, da die mitlaufende Dornstange darüber hinaus zu schwer wird für das Ausziehen und die Einfädelungs- und die Transportgeschwindigkeit nicht mehr beibehalten werden könnten. Ausserdem beansprucht das Schräglochen das Material äusserst stark und verlangt einen Rundknüppel aus Stahl hoher Qualität, welcher sorgfältig verputzt und geschält werden muss, was die Herstellung von handelsüblichen Rohren kostspielig macht.
Das weiters verwendete Pilgerschrittverfahren verwendet runde oder vierkantige, im Gespann gegossene Barren von kleinem oder mittlerem Gewicht, welche von zweifelhafter Qualität sind, da eine gewissenhafte Kontrolle der rohen Barren sowie ein Verputzen der Halbfabrikate bekanntlich unmöglich ist. Nach diesem Verfahren wird ein gegossener Barren auf Walztemperatur aufgewärmt, dann im Schrägwalzwerk oder in der Lochpresse gelocht und im Schrägwalzwerk zu einem Hohlblock mit weit höherem Durchmesser als derjenige des Fertigrohres und mit einer Wandstärke bis zu 1000% höher als diejenige des Fertigrohres gestreckt. Anschliessend wird dieser Hohlblock auf einem Dorn in der Pilgerstrasse in periodischen Schmiedevorgängen zu einem rohen Rohr ausgewalzt, welches nach einem Zwischenaufwärmen im Kalibrierwalzwerk auf das Fertigmass reduziert wird.
Ausser den oben erwähnten Nachteilen infolge der Verwendung
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von rohgegossenen Barren, welche die dem Rohguss anhaftenden Fehler in den Walzzyklus einführen, hat dieses Verfahren eine geringe Produktionskapazität und ist der Geschicklichkeit der Steuerleute und der Zuverlässigkeit der periodisch arbeitenden Speisevorrichtung des Walzwerkes unterworfen.
Ein anderes Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren geht so vor sich, dass Vierkantknüppel auf Walztemperatur erwärmt werden und auf einer hydraulischen Lochpresse zu runden Hohlbechern mit Boden vorgelocht werden, die einen weit grösseren Durchmesser haben, als derjenige des Fertigrohres beträgt und eine Wandstärke bis zu 1000% der Wandstärke des Fertigrohres aufweisen. Dieser Becher wird auf das Ende einer Stossstange aufgesetzt, welche dann den Becher durch eine Reihe von Ringen oder losen Rollen mit abnehmendem Kaliber durchstösst, welche den Durchmesser und die Wandstärke des Bechers fortlaufend reduzieren, wobei ein rohgewalztes Rohr mit Fertigwandstärke erzeugt wird. Die im Inneren festgeklemmte Stossstange wird in einem Glättwalzwerk vom Rohr gelöst und anschliessend ausgezogen.
Das rohgewalzte Rohr wird dann nach Aufwärmung im Kalibrierwalzwerk auf das Fertigmass reduziert. Nach diesem Verfahren werden nur geringe Rohrlängen erzeugt ; die Wandstärken sind vielfach ungleichmässig und das Verfahren wird nur bis zu Rohrdurchmessern von 140 mm angewendet.
Es gibt ausserdem noch andere Rohrherstellungsverfahren verschiedener Art, welche sich an die oben beschriebenen Loch- oder Walzverfahren anlehnen. Diese Vielzahl der Rohrherstellungsverfahren unterstreicht klar, dass keines der heute angewendeten Verfahren als universelles Verfahren anerkannt ist, das alle Erfordernisse für die praktische und die wirtschaftliche Herstellung von dünn- und dickwandigen
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dieser Erfordernisse bei der Anwendung der oben beschriebenen Verfahren hat auch zur Herstellung von geschweissten Rohren aus Bändern oder Blechstreifen für bestimmte Anwendungszwecke geführt. Geschweisste Rohre bilden jedoch ein Produkt geringer Qualität infolge der Schweissnaht und der lokalen Veränderung der Struktur des Materials der angrenzenden Rohrteile.
Die Erfindung beruht auf der Feststellung, dass Werkstücke aller Stahlqualitäten ohne Schaden gelocht und die Lochkörper ohne Walzfehler zu Rohren verwalzt werden können, wenn geringe oder keine Zugbeanspruchung auf die Aussen- sowie die Innenoberfläche des Materials ausgeübt wird und beide Oberflächen konstant unter Druckkräften stehen, auch während der Hohlreduktion ohne innere Auflage. Um die Bildung von Innenrissen und Schalen im Schrägstreckwalzwerk zu vermeiden, welche durch von
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zum Aussendurchmesser stets kleiner als 0, 24 in jeder Phase der Verformung sein. Desgleichen muss dieses Verhältnis beim Längsstrecken im Duo-Kaliberwalzwerk kleiner als 0, 18 in jeder Phase der Verformung ohne innere Auflage sein.
Dies bedeutet, dass die innere Oberfläche von Hohlkörpern mit einem Verhältnis von Wandstärke zu Aussendurchmesser von mehr als 0, 24 beim Schrägwalzen ohne innere Auflage einer Zugbeanspruchung unterliegen würde, welche Innenrisse und Schalen auf der inneren Oberfläche an schwachen Stellen oder in den Segregationszonen im Inneren des Barrens erzeugen würde.
Dasselbe Phänomen würde bei der Längswalzung im Duo-Kaliberwalzwerk auftreten, wenn das Verhältnis W/A den Wert von 0, 18 übersteigen würde (W = Wandstärke, A = Aussendurchmesser). Damit die innere Oberfläche der Hohlkörper stetig unter Druckspannung steht, muss das Verhältnis W/A stets unter 0, 24, und unter 0, 18 bei einer reduzierenden Verformung ohne innere Auflage gehalten werden.
In dieser Weise können handelsübliche Stähle und gegossene Barren, wie z. B. unberuhigte oder halbberuhigte Stähle, ohne Schaden für die Oberflächen der Hohlkörper, der Luppen oder der Rohre reduzierend verformt werden und bestehende kleinere Fehler im Stahl werden nicht verschlimmert. Gesunde
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ertragen.
Der Gegenstand der Erfindung beruht auch auf der Feststellung, dass ein Hohlkörper grosser Wandstärke längere Zeit walzwarm bleibt als eine dünnwandige Luppe und dass der Temperaturverlust des Hohlkörpers oder der Luppe um vieles kleiner ist, wenn derselbe nur wenige Sekunden mit den Walzwerkzeugen in Berührung bleibt und wenn ausserdem der Hohlkörper das Walzwerk, ohne einen inwendigen kalten Dorn oder eine Walzstange mit sich zu führen, verlässt.
Auf Grund dieser Feststellungen ist das erfindungsgemässe Verfahren auf praktischer und wirtschaftlicher Basis zur Herstellung von nahtlosen Rohren oder Hohlluppen grosser Längen für alle Wandstärken mit Verhältnissen von W/A von 0, 02 bis 0, 18 entwickelt worden, welches Verfahren bei hoher Produktionskapazität, niedrigen Umwandlungskosten und billigem Rohmaterial ein Produkt hoher Qualität mit engen Toleranzen aus allen Kohlenstoffstählen und legierten Stählen zu erzeugen gestattet. Infolgedessen können nahtlose Rohre nach diesem Verfahren schneller und billiger hergestellt werden, als dies bisher für nahtlose und geschweisste Rohre nach den bekannten Verfahren möglich war.
Das erfindungsgemässe Verfahren besteht nun darin, dass Barren oder Knüppel zu Hohlblöcken presslochgewalzt, diese Hohlblöcke hierauf im Streck - Egalisier-Schrägwalzwerk und darauffolgend in zum Teil mit Stopfenstangen ausgestatteten Duogerüsten in der Weise verarbeitet werden, dass beim Presslochwalzen sowie beim Streck-Egalisier-Schrägwalzen bei möglichst grosser Wandstärke ein W/A-Verhältnis von maximal 0, 24 in jeder Verformungsphase ohne innere Auflage eingehalten und das Walzen in den DuoGerüsten bei möglichst grosser Wandstärke unter Verwendung einer auf Zug beanspruchten Stopfenstange
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sowie unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 18 in jeder Verformungsphase ohne innere Auflage, vorgenommen wird,
so dass das Auftreten schädlicher Zugkräfte auf die Innenwand des Hohlkörpers vermieden wird und gleichzeitig möglichst in einer Hitze gewalzt werden kann.
Eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens geht von verputzten, gegossenen Barren oder vorgewalzten Knüppeln aus und ist dadurch ausgezeichnet, dass zur Herstellung von Rohren aus solchen Barren oder Knüppeln das Werkstück auf Lochungstemperatur angewärmt und zu einem runden, zylindrischen Hohlkörper mit beiderseits offenen Enden presslochgewalzt wird, dessen W/A-Verhältnis höchstens
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messer reduziert wird, wobei ein W/A-Verhâltnis von höchstens 0, 24 in jeder Phase des Verformungvorganges eingehalten wird und ein gestreckter, konzentrischer Hohlblock mit weit grösserem Aussendurchmesser als derjenige des Fertigrohres und mit einer Wandstärke, die bis zu 1000% höher als diejenige des Fertigrohres ist, erzeugt wird,
dass der Stahlblock hierauf in derselben Hitze in einem mehrgerüstigen, kontinuierlichen Duo-Walzwerk über Stopfen, unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 18 in jeder Phase des Verformungsvorganges ohne innere Auflage, zu einer Hohlluppe mit grösserem Durchmesser als demjenigen des Fertigrohres und einer Wandstärke, die bis zu 325% höher als diejenige des Fertigrohres ist, reduziert und gestreckt wird, dass ferner die Hohlluppe in derselben Hitze oder nach Zwischenwärmen in einem zweiten kontinuierlichen mehrgerüstigen Duo-Walzwerk über Stopfen unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 18 in jeder Phase des Verformungsvorganges zu einem Rohr mit Fertigwandstärke ausgewalzt wird und dass das Rohr schliesslich im Kalibrierwalzwerk auf das Fertigmass reduziert wird.
Bei einer weiteren Ausführungsart des erfindungsgemässen Verfahrens wird von roh gegossenen, mittelschweren Barren ausgegangen und diese Ausführungsart besteht darin, dass ein von einer Kokille abgestreifter Vierkantbarren in einem Ofen auf Lochungstemperatur nachgewärmt und dann in einem Presslochwalzwerk zu einem maximalen W/A-Verhältnis von 0, 24 gelocht wird, dass hierauf der Hohlkörper zwecks Entfernung des Lunkeranteiles innen am Lunkerende durch einen Sauerstoffbrenner ausgeflämmt wird, dass der Hohlkörper dann in derselben Hitze im Streck-Egalisier-Schrägwalzwerk unter Einhaltung eines W/A-Verhâltnisses von maximal 0, 24 reduziert und egalisiert wird, wonach der erzeugte Hohlblock eine Wandstärke, die bis zu 3000% höher als diejenige des Fertigrohres ist, aufweist,
dass die Hohlluppe hierauf im Duo-Walzwerk, unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 18 in jeder Verformungsphase ohne innere Auflage, bis zu einer Wandstärke, die bis zu 1800% höher als diejenige des Fertigrohres ist, ausgestreckt wird, dass dann die ganze Hohlluppe oder-nach einer an sich bekannten Unterteilung der Hohlluppe jedes deren Teilstücke-in einem zweiten Duo-Walzwerk, unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 18 in jeder Verformungsphase ohne innere Auflage, zu einer Hohlluppe mit einem weit höheren Durchmesser als derjenige des Fertigrohres und mit einer bis zu 1100% höheren Wandstärke als diejenige des Fertigrohres ausgewalzt wird, dass dann die Hohlluppe in Einzellängen entsprechend dem Einsatzgewicht des Fertigrohres warm unterteilt, die Einzellängen gekühlt, sandgestrahlt,
oberflächenuntersucht und geflämmt oder abgedreht werden, um eine gesunde, fehlerfreie Hohlluppe zu erhalten, dass hierauf die Einzellängen der Hohlluppe auf Walztemperatur gebracht und dann reduziert werden zum Lösen und Entfernen des inneren Zunders, dass dann jede der Hohlluppen in einem kontinuierlichen mehrgerüstigen Duo-Walzwerk mit angetriebenen Kaliberwalzenpaaren über feststehender, auf Zug beanspruchter Stopfenstange, unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 18 in jeder Phase des Verformungsvorganges ohne innere Auflage, zu einer Hohlluppe mit grösserem Durchmesser als demjenigen des Fertigrohres und einer um 200-325% höheren Wandstärke als diejenige des Fertigrohres reduziert und gestreckt wird,
dass hierauf diese Hohlluppe in derselben Hitze oder nach Zwischenwärmen in einem weiteren kontinuierlichen mehrgerüstigen Duo-Walzwerk über einer feststehenden Stopfenstange unter Einhaltung eines WjA-Verhä1tnisses von maximal 0, 18 in jeder Phase des Verformungsvorganges zu einem Rohr mit Fertigwandstärke ausgewalzt und anschliessend im Kalibrierwalzwerk oder im Streckreduzierwalzwerk auf Fertigmass reduziert wird.
Alle diese Verformungsvorgänge werden vorzugsweise in der gleichen Hitze, in direktem Fluss der Werkstücke in einer Richtung und bei hoher Walzgeschwindigkeit ausgeführt.
Eine erste Ausführungsart einer Walzwerkseinrichtung, welche zur Durchführung des erfindunggemässen Verfahrens dient, wird anschliessend beispielsweise an Hand der Zeichnung, welche die Walzwerkseinrichtung schematisch darstellt, beschrieben.
In der Zeichnung ist mit 1 ein Presslochwalzwerk, bestehend aus dem Drücker 2, der Barrenführung 3 von quadratischer Innenabmessung, dem auf der Lochstange 5 sitzenden Lochdorn 4, der LochstangenAusziehvorrichtung 6, dem angetriebenen Duo-Walzwerk 7 mit Rundkaliber und der Auswerfervorrichtung 8 für den Hohlkörper, dargestellt. A ist der warme Barren in der Eintrittslage und B der gelochte Hohlkörper in der Austrittslage. Eine Transportvorrichtung 9 bringt den Hohlkörper in die Einlaufrinne des Streck-Egalisier-Schrägwalzwerkes 10, welches von dem Motor 11 durch Getriebe 12 über die Spindeln 13 angetrieben wird.
Die Walzen 14 haben vorzugsweise ein Schulterprofil und der Walzdorn 15 wird durch die zurückziehbar Dornstange 16 in feststehender Arbeitslage gehalten ; B ist der Hohlkörper in der Einlaufrinne und C der Hohlblock auf der Auslaufseite. Ein Transporttisch 17 bewegt den Hohlblock C zur Einlaufrinne 18 des ersten kontinuierlichen Duo-Walzwerkes 19, bestehend aus fünf einzelangetriebenen Gerüsten mit Rundkaliberwalzen 20, aus der Walzstange 21 mit fünf festsitzenden Walz-
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stopfen 22, aus der Walzstangenein- und -ausführvorrichtung 23, dem Walzstangenwiderlager 24 in Arbeitsstellung, der Walzstangenwechselvorrichtung 25 für rasche und automatische Auswechslung der Walzstange 21, einer wassergekühlten, sich in Ruhelage befindenden Walzstange 21', und aus der Walzstangenrotierungsvorrichtung 26.
C ist der Hohlblock in der Einlaufrinne und D die aus dem Duo-Walzwerk austretende Hohlluppe auf dem Auslauf tisch 27.
Die Hohlluppe D wird direkt oder durch einen Zwischenofen 40 auf die Einlaufrinne 28 des zweiten kontinuierlichen Duo-Walzwerkes 29 gebracht, welches aus sechs einzelangetriebenen Rundkaliberwalzen 30, aus der Walzstange 31 mit sechs festsitzenden Walzstopfen 32, aus der Walzstangenein- und - ausführvorrichtung 33, aus dem Walzstangenwiderlager 34 in der Arbeitsstellung der Walzstange, aus der Walzstangenwechselvorrichtung 35 für rasche und automatische Auswechslung der Walzstange 31 durch die wassergekühlte, sich in Ruhelage befindliche Walzstange 31'und aus der Walzstangendrehvorrichtung 36 besteht. D ist die Hohlluppe in der Einlaufrinne und E das gewalzte Rohr auf dem Auslauftisch 37. Ein Rollgang 38 bringt das Rohr zum Kalibrierwalzwerk 39.
Die Arbeitsweise bei der Herstellung von nahtlosen Rohren nach dem erfindungsgemässen Verfahren und mit der beschriebenen Walzwerkseinrichtung ist wie folgt :
Der auf Walztemperatur gewärmte Barren oder Knüppel wird durch bekannte (nicht dargestellte) Transportmittel auf den Einlauftisch des Presslochwalzwerkes 1 vor den Drücker 2 aufgelegt und anschlie- ssend durch die Führung 3 auf die Vorspitze des Lochdornes 4 mit einer Druckkraft, die kleiner als der Druckverformungswiderstand des gesamten Barrenquerschnittes bei Walztemperatur ist, aufgedrückt, und es wird ein Vorloch erzeugt, wobsi sich die äusseren Abmessungen des Barrens aufweiten und wobei das vorgelo hte Ende des Barrens in Eingriff mit den angetriebenen Rundkaliberwalzen 7 gebracht wird,
welche das Werkstück weiter über den eigentlichen Walzteil des Lochdornes 4 mit einer Walzgeschwindigkeit von etwa 150 bis 250 mm pro Sekunde zu einem beiderseits offenen Hohlkörper auswalzen. Die Dornstange 5 wird nun aus dem Hohlkörper ausgezogen und dieser wird seitlich durch die Auswurfvorrichtung 8 entfernt.
Der Hohlkörper B wird dann zur Einlaufrinne des Streck-Egalisier-Schrägwalzwerkes 10 gebracht und in das Walzwerk eingedrückt, durch die Walzen 14 über den Dorn 15 mit einer Walzgeschwindigkeit von etwa 230 bis zu 400 mm in der Sekunde zu einem Hohlblock C reduziert und gestreckt, welcher dann nach Auszug der Dornstange 16 ausgeworfen und zum Einlauf tisch 18 des ersten kontinuierlichen DuoWalzwerkes 19 gebracht wird. Ein Transportrollenpaar blockiert den Hohlblock während des Einfädeln
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im Zentrum der Kaliberwalzen angelangt sind, wird der Hohlblock durch das Transportrollenpaar in das erste Gerüst 20 des Duo-Walzwerkes eingeführt. Die Rundwalzkaliber sind um 900 von Gerüst zu Gerüst versetzt.
Der Hohlblock wandert durch fünf Gerüste 20 mit abnehmendem Kaliber von Gerüst zu Gerüst
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wird nun durch eine schnelle Seilrückzugvorrichtung 23 zurückgezogen und eine frische gekühlte Stopfen- stange 21'wird automatisch seitlich in den V 01'- und Rücktransportwagen eingeschoben, wobei die warme
Stopfenstange 21 automatisch in die Ruhe- und Abkühlstellung gedrückt wird. Die warmen Stopfen 22 der Stopfenstange 21 werden innen wassergekühlt, und die Stopfenstange wird um einen nicht in 3600 teilbaren Winkel durch eine Rotierungsvorrichtung 26 rotiert.
Während der Walzarbeit wird ein Schmier- mittel durch eine innere Bohrung der Stopfenstange 21 auf die Oberfläche der Stopfen und die Innenwand des Hohlblockes C geleitet, um die Reibung spürbar herabzusetzen. Die Hohlluppe D wird dann auf den
Einlauftisch 28 des zweiten kontinuierlichen Duo-Walzwerkes 29 transportiert, welches den für das erste Duo-Walzwerk beschriebenen Walzvorgang bei einer Austrittsgeschwindigkeit von etwa 2, 7 m bis
5, 4 m pro Sekunde wiederholt. Das Duo-Walzwerk 29 besitzt vorzugsweise ein sechstes Gerüst mit kreis- rundem Kaliber und einen Walzstopfen mit etwas grösserem Durchmesser als das vorhergehende fünfte
Gerüst, um eine gleichförmige egale Wandstärke zu erreichen. Das gewalzte Rohr E tritt mit noch hoher
Temperatur aus dem Duo-Walzwerk 29 aus und kann direkt im Kaliberwalzwerk 39 auf das Fertigmass reduziert werden.
Im Falle der Herstellung von dünnwandigen kleinen Rohren kann die Hohlluppe D vom Auslauftisch 27 in einem schmalen Zwischenofen 40 zwecks Ausgleichung der Temperatur über die ganze Länge der Luppe aufgewärmt werden.
Diese oben beschriebene Walzwerkseinrichtung und Arbeitsweise wird für die Herstellung von naht- losen Rohren angewendet im Falle, dass vorgewalzte und verputzte Knüppel in einer Hitze aus etwa
12 t-Barren verarbeitet werden.
Eine andere Art der Walzwerkseinrichtung gemäss der Erfindung wird dann angewendet, wenn das
Einsatzmaterial aus mittelschweren Barren bis zu etwa 5 t besteht. In diesem Falle wird der gegossene
Barren A nach dem Abstreifen der Kokille in einem Zwischenwärmofen auf Walztemperatur gebracht.
Der warme Barren wird dann auf dem Presslochwalzwerk 1 zu einem runden, zylindrischen Hohlkörper B mit beiderseits offenen Enden unter Wahrung eines maximalen W/A-Verhältnisses von 0, 24 gelocht und anschliessend automatisch auf dem Wege zum Streck-Egalisier-Schragwalzwerk inwendig auf der Lunker- seite durch Warmschälen oder Sauerstoff-Flämmen von Lunker- und Segregationsmaterial befreit. Der
Hohlblock B wird nun zum Streck-Egalisier-Schrägwalzwerk 10 gebracht, in welchem eine Aussendurch- messerreduktion des Hohlkörpers von etwa 15% und eine Streckung um ungefähr 150% durchgeführt
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wird unter Einhaltung eines W/A-Verhältnisses von maximal 0, 24 in jeder Arbeitsphase.
Der erzeugte Hohlblock C ist gleichmässig in der Wandstärke und hat einen weit grösseren Durchmesser und eine bis zu 3000% grössere Wandstärke als das Fertigrohr. Anschliessend wird der Hohlblock C im ersten DuoWalzwerk 19 auf einer auf Zug beanspruchten Stopfenstange, welche mit festen Walzstopfen abnehmenden Durchmessers von Gerüst zu Gerüst versehen und auf die zugeordneten Rundkaliber der Walzenpaare zentriert ist, reduziert und unter Einhaltung eines maximalen W/A-Verhältnisses von 0, 18 zu einer Hohlluppe D gestreckt, welche einen grösseren Durchmesser als derjenige des Fertigrohres und eine Wandstärke bis zu 1800% höher als diejenige des Fertigrohres aufweist.
Die Hohlluppe D wird dann warm in zwei oder drei Längen unterteilt, welche teils direkt, teils nach Durchgang durch einen schmalen Halteofen 40 zum zweiten kontinuierlichen Duo-Walzwerk 29 gebracht und auf einer auf Zug beanspruchten Stopfenstange mit von Gerüst zu Gerüst abnehmendem Durchmesser der Stopfen unter Einhaltung eines maximalen W/A-Verhältnisses von 0, 18 zu einer Hohlluppe E : redu- ziert und längsgestreckt werden.
Die erzeugte Hohlluppe hat einen weit grösseren Durchmesser und eine bis zu 1100% grössere Wandstärke als das Fertigrohr. Die lange Hohlluppe E wird dann, wenn nötig, in Einzeleinsatzlängen warm geteilt, abgekühlt, zunderfrei geblasen, kontrolliert und fehlerfrei geflämmt oder geschält, je nach der gewünschten Qualität des Fertigrohres.
Das Auswalzen der Hohlluppen zum Fertigrohr erfolgt im Röhrenwalzwerk, das aus einem Wärm- ofen, einer bekannten Einrichtung zum Innenentzundern durch Reduktion in einer Kalibriermaschine oder im Schrägwalzwerk, einer oder zwei kontinuierlichen Duo-Walzwerken zum Walzen über eine auf Zug beanspruchte Stopfenstange mit von Gerüst zu Gerüst abnehmendem, gleichem oder zunehmendem Durchmesser der Stopfen ähnlich den Duo-Walzwerken 19 und 29, bei gleichen Verformungskennziffern wie oben erläutert, besteht.
Zur Herstellung von nahtlosen Rohren von 178 bis 406 mm (7 bis 16 Zoll) Aussendurchmesser wird in diesem Falle nur eine kontinuierliche Duo-Strasse mit feststehender Stopfenstange, vorzugsweise mit sechs Gerüsten, verwendet. Anschliessend wird das gewalzte Rohr im Kalibrierwalzwerk auf das Fertigmass reduziert.
Die Erfindung ergibt bei der Herstellung von nahtlosen Rohren mit dünner und dicker Wandstärke in grossen Längen im Vergleich zu den bestehenden bekannten Rohrherstellungsverfahren ein höheres Ausbringen des Stahles, niedrigere Einsatzmaterialkosten, höhere Produktionsleistung pro Stunde, niedrigere Umwandlungskosten und gleichförmigere Wandstärke der Rohre.
Die höhere Stundenleistung wird durch den kontinuierlichen Fluss des Stahles (der Werkstücke) in einer einzigen Richtung bei hohen Walzgeschwindigkeiten erreicht. Den Engpass bildet das zweite kont- nuierliche Duo-Walzwerk. Es ist aber trotzdem nach dem erfindungsgemässen Verfahren möglich, halbzöllige Gasrohre mit 2, 25 mm Wandstärke mit einer Stundenleistung von 27 t und Rohre von 340 mm Durchmesser (sogenannte "A. P. I. casing") mit 13 mm Wandstärke mit einer Stundenleistung von 200 t zu erzeugen.
Die niedrigeren Umwandlungsunkosten werden durch die hohe Stundenleistung, durch eine einzige Anwärmung, durch eine geringe Zahl von Arbeitern und niedrige Werkzeugkosten erreicht.
Die Gleichmässigkeit der Wandstärken wird durch den Egalisier- und Ausgleich-Effekt des Schulterschrägwalzwerkes und durch die Duo-Walzen-Reduzierung des Aussen- und Innendurchmessers erreicht.
Die niedrigeren Einsatzkosten werden durch Verwendung von billigem und handelsüblichem Barrenstahl oder Knüppeln, vorzugsweise durch Verwendung eines einzigen Kokillenformates mit 5 t Blockgewicht für die Herstellung von nahtlosen Rohren im Bereiche von 12, 7 bis 407 mm erreicht. Dieser Barren wird ohne nennenswerte Zugbeanspruchung des Stahles unter Druck gelocht, mit einer Streckung von nur 150% durch Querwalzen reduziert, wobei Aussen- und Innenoberfläche hauptsächlich Druckkräften ausgesetzt sind, und über Stopfen bei hoher Temperatur unter stetigen Druckspannungen auf die Aussenund Innenoberfläche längsgewalzt. Unberuhigte, halbberuhigte und beruhigte Kohlenstoffstähle sowie legierte und hochlegierte Stähle oder Nichteisenmetalle widerstehen leicht den jeweiligen niedrigen Druckspannungen, welche zu ihrer Verformung ausgeübt werden.
Die gefährlichen Zugspannungen sind in jedem Verformungsvorgang auf ein Mindestmass beschränkt.
Das höhere Ausbringen an verkäuflichen Rohren wird dadurch bedingt, dass die segregierten inneren Oberflächen des Barrens den durch die stetigen Druckspannungen erzeugten Verformungskräften leicht widerstehen und dass eventuelle Stahlfehler oder schwache Stellen nicht vergrössert werden. Ausserdem wird das Lunkermaterial des Barrenendes ausgeflämmt, so dass annähernd die ganze Länge des Barrens zu einem verkäuflichen Produkt ausgewalzt werden kann.
In der Beschreibung wurden einige spezifische Beispiele für die Ausführung des Erfindungsgedankens illustriert. Es ist selbstverständlich, dass derselbe hiedurch nicht begrenzt ist, da verschiedene Varianten in den Anwendungen gemacht werden können, ohne vom Hauptgedanken der Erfindung abzuweichen.
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