CN104661767A - 斜轧空心块的脱氧 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种用于借助于轧机由实心体制造管(2)或管预制品的方法，轧机包括从外部作用到实心体或管预制品处的至少一个轧辊(5a,5b)以及承载穿孔顶头(3)的且从内部接合到管或管预制品中的芯杆(4)，其中，紧接借助于穿孔顶头完全穿孔实心体之后将液化的脱氧剂和/或惰性气体供给至管或管预制品的面向轧辊的侧面并且在通过管或管预制品拉回穿孔顶头时引入管或管预制品的内部中。此外，本发明涉及一种用于执行根据本发明的方法的轧机，其包括从外部作用到实心体或管预制品处的至少一个轧辊以及承载穿孔顶头的且从内部接合到管或管预制品中的芯杆，其中，设置有用于将液化的脱氧剂和/或惰性气体供给和引入至管或管预制品的面向该至少一个轧辊的侧面的装置。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于借助于轧机由实心体制造管或管预制品的方法，轧机包括从外部作用到实心体或管预制品处的至少一个轧辊、尤其斜辊以及承载穿孔顶头(Lochstopfen)的且从内部接合到管或管预制品中的芯杆(Dornstange)。此外，本发明涉及一种用于执行这样的方法的轧机。
背景技术
自几十年以来借助于对于专业人士充分已知的穿孔工艺(Lochdornprozess)实现由金属实心体制造空心块(如管或管预制品)，在其中穿孔顶头由芯杆来承载且在热成型过程中将金属实心体连续地变形成空心块。在该成型过程中，工件通常被保持在两个从外部作用的斜辊之间，经由斜辊将旋转运动施加到工件上。在此，空心体的壁厚通常由在穿孔顶头与一个或多个外轧辊之间的间距来确定。
在该热成型过程中，由于在成型时形成的表面和与空气环境的接触产生轧屑，轧屑不仅会干扰成型过程本身而且会降低管或管预制品的表面质量。
因此，一方面尝试将所形成的轧屑的量限制到最小而另一方面又在下一制造工艺阶段之前将还是形成的轧屑移除。用于移除轧屑的方式例如是运用液化的脱氧剂和吹入惰性气体至少用于保护所制造的管或管预制品的空心块内表面。这样的方法例如在文件DE 1427828、DE 3405771、CH 655516以及WO 2011/083101中来说明。
在此，脱氧剂的吹入在穿孔轧制过程之后的一特别的脱氧工位中通过在空心块的一侧上联结吹入装置而必要时在另一侧上联结抽吸装置实现。一对此的备选方案在文件WO 2011/154133和DE 1427828中被启发，在其中在穿孔时或紧接穿孔之后将惰性气体或脱氧剂通过在穿孔顶头的支撑杆中的钻孔或通过在穿孔顶头自身中的钻孔吹入空心块中。
虽然该方法途径迄今尚未被充分试验，然而不仅在设备方面而且在过程控制中可预见大量问题。
在特有的脱氧工位中吹入脱氧剂需要大量惰性气体，以便首先将在此期间形成的松散的内轧屑吹出且然后将渗入的环境空气从空心块压出以及之后压出过量的脱氧剂，因为其优选地沉积在空心块的第一半部上。因此存在该问题，即须使用不必要大的量的脱氧剂，以便达到整个空心块长度。过量的脱氧剂部分在轧机设备中被喷出、部分在剧烈火焰生成下燃烧。
这样的方法(在其中在穿孔期间或就在穿孔结束之后应将脱氧剂通过支撑杆吹入)要求在斜辊中的支座、穿孔顶头的支撑杆或穿孔顶头自身的复杂结构。此外，由于倾向于凝结的通常强吸湿性的脱氧剂、尤其还由于穿孔顶头和支撑杆从外部和/或内部被水冷的情况存在供给管路和排出通道阻塞的风险。
发明内容
因此本发明的目的是提供一种方法以及一种装置，借助于其可改善脱氧剂的加入和在内管表面上的施加的均匀性。此外本发明目的在于将脱氧剂的使用量限制到必要的最小值上。
在根据本发明的意义中，该目的借助于包括权利要求1的特征的方法以及借助于包括权利要求9的特征的轧机来实现。本发明的有利的设计形式在从属权利要求中来定义。
在根据本发明的意义中，紧接借助于穿孔顶头完全穿孔实心体之后将液化的脱氧剂和/或惰性气体供给至管或管预制品的面向轧辊的侧面且在拉回穿孔顶头时通过管或管预制品引入管或管预制品的内部中。这意味着，一旦穿孔顶头完全穿过实心体且贯穿地获得空心块、管或管预制品的开口，在实心体完全穿孔之后在时间上接近地、尤其在穿透实心体之后10秒的时间段中、优选地在5秒内、特别优选地在一秒内将惰性气体、脱氧剂或它们的混合物供给至管或管预制品的面向该至少一个轧辊、尤其斜辊的侧面且然后尤其通过在拉回穿孔芯棒通过管或管预制品时所产生的负压的作用引入管或管预制品的内部中。
在根据本发明的意义中，因此将通过拉回穿孔芯棒在空心块中形成的负压用于吸入惰性气体和/或被载气(Traegergas)液化的脱氧剂。在此，脱氧剂和必要时还有惰性气体通过空心块的自由的布置在两侧的端部被输入。
由此不仅使能够将新形成的管内表面与空气中氧气的接触限制到必要的最小值上，脱氧剂和/或惰性气体的供给在拉回穿孔顶头时所产生的负压的作用下由于空心块内表面在穿孔之后立即遮盖也获得较小的脱氧剂和/或惰性气体消耗量和在无否则通常必要的过量的载气、惰性气体和/或脱氧剂的情况下脱氧剂和/或惰性气体的涡旋以及在空心块中的分布。
在装置方面，为此在根据本发明的意义中设置有用于将液化的脱氧剂和/或惰性气体供给和引入至管或管预制品的面向该至少一个轧辊的侧面的装置。利用该装置可获得的效果与上面已关于方法所说明的相同。
在本发明的优选的实施形式中，液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给在拉回穿孔顶头之前已实现，从而保证通过拉回穿孔顶头没有环境空气、而是仅惰性气体、脱氧剂或它们的混合物借助于负压被引入空心块内部中。
当过程控制部(Prozesssteuerung)同时开始拉回穿孔芯棒和供给液化的脱氧剂和/或惰性气体以便由此将惰性气体和/或脱氧剂的消耗限制到必要的最小值上时，变得特别优选。
当至少直至液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给开始至少尽可能止空气流入管或管预制品的内部中时，同样变得优选。这例如可通过通过工件的背对轧辊、尤其斜辊的侧面引入惰性气体在尚未结束的穿孔工艺期间已实现。
根据本发明的优选的实施形式，液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给在不大于一bar、优选地不大于0.25bar的超压下实现。由此，仅有利地支持液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给，然而脱氧剂和/或惰性气体在空心块内的引入和分配尽可能由通过穿孔顶头所产生的负压来引起。
因为穿孔顶头通常仅略微小于空心块的内径，在拉回顶头时在穿孔顶头的背对支座的侧面、因此穿孔顶头的面对轧辊的侧面上形成负压。通过该负压来充分利用抽吸作用(Sogwirkung)，以便将惰性气体和/或液化的脱氧剂扯入空心块自身中。因为在此被吹入的介质首先无须克服在空心块中存在的空气质量的阻力且通过穿孔顶头的抽吸作用产生较强的涡旋，可预见较少的惰性气体和/或脱氧剂以及后者在空心块中的较均匀的分布。因为此外惰性气体和/或脱氧剂的引入在空心块内可供使用的空间持续增大的情况下实现，也不由于气态介质在与热的空心块内部接触中的冲击式膨胀引起在实践中偶尔观察到的介质流的回击。
当给脱氧剂掺加载气时，变得优选。由此特别有利地支持脱氧剂至工件的供给和在空心块内的分配。尤其可通过载气实现脱氧剂由于与气态介质的混合而液化。
当气动地来供给脱氧剂时，此外变得优选。由此运用一种特别简单的且可掌握的方法，在其中确保以可特别容易且精确地调节的压力且可靠地供给脱氧剂至工件。
根据本发明的第二方面，如开头已说明的那样公开了一种用于执行按照本发明的第一方面的根据本发明的方法的轧机。该轧机包括从外部作用到实心体或管预制品处的至少一个轧辊、尤其斜辊，以及承载穿孔顶头的且从内部接合到管或管预制品中的芯杆。设置有用于供给和引入液化的脱氧剂和/或惰性气体的装置，其优选地包括用于相对周围环境至少单侧密封管或管预制品的器件。这样的器件例如可以以盖(完全遮盖由穿孔顶头产生的连续的开口)的形式来获得。
在本发明的另一优选的实施形式中设置有用于惰性气体的存储器以及用于脱氧剂的存储器以及用于控制从相应的存储器至管或管预制品的供给的阀。
当设置有用于控制脱氧剂和/或惰性气体的供给以及用于控制穿孔顶头的过程控制单元时，就此而言变得特别优选。通过该过程控制单元，可将惰性气体和/或脱氧剂的供给与穿孔顶头的运动相协调，由此可根据工艺调节以优化的惰性气体和/或脱氧剂量供给实现可靠的过程控制。
附图说明
下面参考三个附图来详细阐述本发明。其中：
图1显示了用于利用根据现有技术的轧机由实心体制造管或管预制品的方法的示意图，
图2显示了在根据本发明的方法开始之前根据本发明的轧机的示意图，以及
图3显示了在执行根据本发明的方法时对根据本发明的轧机的示意图。
具体实施方式
图1显示了对轧机1的示意图，其用于借助于承载穿孔顶头3的芯杆4穿孔工件2。在置于外部的两个斜辊5a、5b的作用下，工件2被旋转且同时向箭头6的方向输送，以便由此连续地由金属实心块构造带有由穿孔顶头3新产生的内表面7的管2或管预制品。
图2显示了对根据本发明的轧机1的示意图，在其中设置有用于将脱氧剂和惰性气体供给到管2的面向轧辊5a、5b的端部上的装置8。穿孔顶头3这时完全穿过物体2且沿着由箭头9所示的方向实现装置8的供给。装置8包括用于遮盖管2的面向轧辊的侧面的盖10以及用于控制脱氧剂和惰性气体穿过装置8进入管2中的供给的阀11、12。
最后，图3显示了轧机1实施根据本发明的方法的状态。在穿孔顶头3与芯杆4一起被从管2中沿着箭头13的方向抽出期间，脱氧剂和作为惰性气体的氮气被从存储器14、15中经由装置8供给到管2中且这里在由芯杆4释放的空间内负压的作用下被输送到管2的内部中且到其管内壁7上并且产生涡旋。此外，装置8包括阀16，经由其可控制氮气从存储器15供给到用于脱氧粉末的存储器14中，以便由此通过来自存储器15的氮气将脱氧粉末转化到液化的状态中。在该优选的实施形式中，来自存储器15的氮气因此也用作用于来自存储器14的脱氧粉末的载气。
附图标记清单
1 轧机
2 管
3 穿孔顶头
4 芯杆
5a 轧辊
5b 轧辊
6 箭头
7 管内壁
8 装置
9 箭头
10 盖
11 阀
12 阀
13 箭头
14 存储器
15 存储器
16 存储器。
Claims (12)
1. 一种用于借助于轧机(1)由实心体制造管(2)或管预制品的方法，所述轧机包括从外部作用到所述实心体或所述管预制品处的至少一个轧辊(5)以及承载穿孔顶头(3)的且从内部接合到所述管(2)或管预制品中的芯杆(4)，其特征在于，紧接借助于所述穿孔顶头(3)完全穿孔所述实心体之后将液化的脱氧剂和/或惰性气体供给至所述管(2)或管预制品的面向所述轧辊(5)的侧面且在拉回所述穿孔顶头(3)通过所述管(2)或管预制品时引入所述管(2)或管预制品的内部中。
2. 根据权利要求1所述的方法，其特征在于，液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给在拉回穿孔芯棒(3)之前开始。
3. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给在所述实心体完全穿孔之后10秒内、优选地在5秒内、特别优选地在1秒内实现。
4. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，过程控制部同时起动穿孔芯棒(3)的拉回和液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给。
5. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，至少直至液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给开始至少尽可能阻止空气流入所述管(2)或管预制品的内部中。
6. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，液化的脱氧剂和/或惰性气体的供给在不大于1bar、优选地不大于0.25bar的超压下实现。
7. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，给所述脱氧剂掺加载气。
8. 根据前述权利要求中任一项所述的方法，其特征在于，气动地来供给所述脱氧剂。
9. 一种用于执行根据前述权利要求中任一项所述的方法的轧机(1)，其包括从外部作用到实心体或管预制品处的至少一个轧辊(5)以及承载穿孔顶头(3)的且从内部接合到管(2)或管预制品中的芯杆(4)，其特征在于，设置有用于将液化的脱氧剂和/或惰性气体供给和引入至所述管(2)或管预制品的面向至少一个所述轧辊(5)的侧面的装置(8)。
10. 根据权利要求9所述的轧机(1)，其特征在于，所述装置(8)包括用于相对周围环境至少单侧密封所述管(2)或管预制品的器件(10)。
11. 根据权利要求9或10中任一项所述的轧机(1)，其特征在于，设置有用于惰性气体的存储器(15)以及用于脱氧剂的存储器(14)以及用于控制从相应的所述存储器(14,15)至所述管(2)或管预制品的供给的阀(11,12)。
12. 根据权利要求9至11中任一项所述的轧机(1)，其特征在于，设置有用于控制脱氧剂和/或惰性气体的供给以及用于控制所述穿孔顶头(3)的过程控制单元。
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