DD202251A5

DD202251A5 - Verfahren zum walzen von rohren

Info

Publication number: DD202251A5
Application number: DD23692082A
Authority: DD
Inventors: Fritz Dr Ing Zeunert; Horst Ing Stinnertz; Willi Ing Hagedorn
Original assignee: Mannesmann Ag
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1982-01-22
Publication date: 1983-09-07
Also published as: IT8125548A0; CS245769B2; MX156528A; ATA28582A; DE3107824C2; AT387732B; NL8105194A; GB2093384B; KR830008746A; FR2500338A1; IT1140130B; GB2093384A; JPS57139410A; DE3107824A1; FR2500338B1

Abstract

Waehrend das Ziel der Erfindung in einer Arbeitsproduktivitaetssteigerung beim Walzen von Rohren liegt, besteht die Aufgabe darin, hierzu ein Verfahren anzugeben, mit dem es moeglich ist, eine optimale Leistungssteigerung gegenueber dem Kaltpilgerverfahren durch wesentliche Erhoehung der Gesamtwalzarbeit beim Kaltwalzen von Rohren und damit eine entsprechende Steigerung der Ausbringung des Walzwerkes zu schaffen. Als Loesung ist nunmehr vorgesehen, dass der ueberwiegende Teil der bei der Hin- und Herbewegung des Walzgeruestes geleisteten Gesamtwalzarbeit auf dem Vorwaertshub d. Walzgeruestweges u. d. kleinere Teil d. Gesamtwalzarbeit auf dem Rueckwaertshub des Walzgeruestweges erbracht wird und dass die gesamte Drehung des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgeruestes ca. 50 bis 70 % betraegt, wobei der Drehwinkel im Einlauftotpunkt ca. 20 bis 40 Grad und der Drehwinkel im Auslauftotpunkt ca. 20 bis 40 Grad betragen.

Description

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Verfahren zum Walzen von Rohren Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Rohren, bei dem zwei einander gegenüber angeordnete kalibrierte, in einem Walzgerüst gelagerte Walzen auf einem rohrförmigen Walzmaterial, das auf einem axial feststehenden konischen Dorn angeordnet ist, hin- und herbewegt werden, wobei die drehangetriebenen Walzen an ihren Umfangsflachen sich verjüngende, der Form des konischen Dorns angepaßte Arbeitskaliber aufweisen, die das Walzmaterial auf dem. Dorn auswalzen, wobei die Y/alzen an den Enden der Arbeitskaliber das . Walzmaterial in beiden Totpunkten des Walzgerüstweges zum Zwecke der Vorschuberzeugung und der Drehung freigeben.

Charakteristik der bekannten technischen Lösungen

Ein bekanntes Verfahren zum Walzen von Rohren besteht darin, daß auf einem axial feststehenden konischen Dorn das zu bearbeitende Rohrmaterial mit Hilfe von in einem Walzgerüst gelagerten, hin- und her-beweg+en-kalibrieriren liTälzen ausgestreckt wird. Im Einlauftotpunkt (Totpunkt auf der Einlaufseite des Walzmaterials des Walzgerüstweges) wird das Rohrmaterial von den Ringwalzen freigegeben,- so daß in diesem Zeitraum die Möglichkeit besteht, den Vorschub des Rohrmaterials und die Drehung des Rohrmaterials um einen bestimmten erforderlichen Drehwinkel durchzuführen.

Bei diesem bekannten Walzverfahren wurde der Vorschub des

Walzmaterials im Einlauftotpunkt, d. h» vor dem Vorwärtshub des Walzgerüstes erzeugt. Die notwendige Drehung des Walzmaterials - der Drehwinkel liegt im Bereich von 50° bis 70°- erfolgt bei diesem Walzverfahren ebenfalls im Einlauftotpunkt des Walzgerüstes·

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Da bei diesem bekannten Walzverfahren praktisch nur auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstes' die effektive Walzarbeit geleistet wird, ist dieses Verfahren "Kaltpilgerverfahren"· genannt worden» Auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes wurde keine Walzarbeit geleistet.

^-,_N Aus der DT-OS 16 02 036 ist es bereits bekannt, den Vorschub des Walzmaterials 100%ig oder zum größten Teil im Auslauftotpunkt des Walzgerüstweges, d. h. vor Beginn des Rückwärt shubes zu erzeugen und die Drehung des Walzmaterials von ca· 60° sowohl im Einlauftotpunkt als auch im Auslauftotpunkt des Walzgerüsthubes zu erzeugen·

In der DE-OS 16 02 O36 wird erwähnt, daß die zweckmäßigere, günstigere Verformung des Walzmaterials vorhanden sei, wenn die Verwalzung auf dem Rückwärtshub stattfindet. Dieser Vorschlag ist aus folgenden Gründen nachteilig:

Beim Walzen auf dem Sückwärtshub mit großen im Auslauftot-,-^ punkt erzeugten Vorschüben, muß das Walzmaterial entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der Arbeitswalzen fließen. Dadurch entstehen sehr große axiale Rückdruckkräfte am Walzdorn, an der Dornstange mit Dornwiderlager und am Vorschubschlitten· Da diese axialen Rückdruckkräfte vom Kaltwalzwerk einwandfrei beherrscht werden müssen und hierbei eine bestimmte Belastungsgrenze nicht überschritten werden kann, ist damit auch die Größe des Vorschubes, der im Auslauftotpunkt erzeugt werden kann, begrenzt. Es sind aus diesen Gründen nur relativ kleine Vorschübe im Auslauftotpunkt realisierbar« Damit bringt der Vorschlag gemäß der DE-OS 16 02 O36 keinerlei Verbesserungen gegenüber den bekannten Kaltpilgerverfahren· Dieser Vorschlag wurde gemacht, ohne daß zum damaligen Zeitpunkt praktische Erfahrungen bzw·

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theoretisches walztechnisches Grundwissen in bezrag auf die vorgeschlagene Walztechnik vorlag.

Des weiteren wird in der DE-OS 16 02 O36 vorgeschlagen, zur vorgeschlagenen alleinigen Vorschuberzeugung im Auslauftotpunkt zusätzliche Vorschuberzeugung im Einlauftotpunkt vorzunehmen· Dies bringt keine wesentliche Erhöhung des Gesamtvorschubes (Hauptvorschub im Auslauftotpunkt ,und zusätzlicher Vorschub in Einlauftotpunkt), da durch die zusätzliche Vorschuberzeugung im Einlauftotpunkt mit dadurch notwendigem Schalthub im Einlauftotpunkt,- infolge der nunmehr verkürzten Arbeitskaliberlänge und der. dadurch erhöhten Walzdruckkräfte die axialen Rückdruckkräfte auf dem Rückwärtshub vergrößert werden·. Dadurch wird die Größe des zulässigen Vorschubes im Auslauftotpunkt wieder so weit reduziert werden müssen, daß der Vorschlag keine Leistungssteigerung gegenüber dem praktizierten Kaltpilgerwalzverfahren ergibt.

Bei dem in der DE-OS 16 02 O36 vorgeschlagenen Drehen des Walzmateriäls um den angegebenen Drehwinkel für das WaIzmaterial, Dorn mi.t Dornstange und Einlauf- und Auslaufspannfutter von ca. 60° -sowohl im Einlauftotpunkt als auch im Auslauftotpunkt des Walzgerüstweges ist auch für das Drehen im Auslauftotpunkt ein beträchtlicher Schalthub erforderlich. Gegenüber dem Kaltpilgerverfahren, bei dem Vorschub und Drehung im Einlauftotpunkt stattfindet, geht dieser Schalthub der Arbeitskaliberlänge und somit der Walzarbeitslänge verloren· Da grundsätzlich die Vorschubgröße einfach proportional der Arbeitskaliberlänge ist, bedeutet eine wesentliche Verkürzung der Arbeitskaliberlänge eine wesentliche Reduzierung der Vorschubgröße, so daß bei diesem Vorschlag sogar eine Leistungsminderung gegenüber dem bisher praktizierten Kaltpilgerverfahren eintreten würde.

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Ziel der Erfindung

Ziel der Erfindung ist eine Arbeitsproduktivitätssteigerung beim Walzen von Rohren·

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Walzen¹von Rohren der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine optimale Leistungssteigerung gegenüber dem Kaltpilgerverfahren durch wesentliche Erhöhung der Gesamtwalzarbeit beim Kaltwalzen von Rohren und damit eine entsprechende Steigerung der Ausbringung des Walzwerkes zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der überwiegende Teil der bei der Hin-und Herbewegung des Walzgerüstes geleisteten Gesamtwalzarbeit auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstweges und der kleinere Teil ΓΖ\ der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstweges erbracht wird und daß die gesamte Drehung des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes - ca· 50 bis 70 % beträgt, wobei der Drehwinkel im Einlauftotpunkt ca· 20 bis 40° und der Drehwinkel im Auslauftotpunkt ca· 20 bis 40° betragen·

Bei durchgeführten Walzversuchen hat sich gezeigt, daß sich bei einer ausschließlich im. Auslauftotpunkt stattfindenden Vorschuberzeugung die Gesamtwalzarbeit etwa hälftig auf den nachfolgenden Rückwärtshub des Walzgerüstes und auf den danach folgenden Vorwärtshub des Walzgerüstes aufteilt«

Die erfindungsgemäße Walzmethode, bei der der überwiegende

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Anteil der Walzarbeit des Walzmaterials auf dem Vorwärtshub und der kleinere Anteil auf dem Rückwärtshub erfolgt, bringt eine optimale Leistungssteigerung gegenüber dem Kaltpilgerverfahren mit sich, da aowohl_der Vorwärtshub als auch der Rückwärtshub mit soviel Walzarbeit belastet werden, daß die Elemente des Kaltwalzwerkes, insbesondere Torschub- und Drehmechanismus, Dornwiderlager und Walzgerüst mit den kalibrierten Walzen gegenüber dem Kaltpilgerwalzwerk mit dem Kaltpilgerwalzverfahren nicht höher belastet werden und damit nicht geändert werden müssen. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren nimmt der kleinere Anteil der Gesamtwalzarbeit eine Größe an, die eine nennenswerte Walzarbeit auf dem Rückwärtshub darstellt, die also eine wesentliche Erhöhung der Gesamtvorschubrate entgegen dem Kaltpilgerverfahren gestattet«

Diese nennenswerte Größe kleineren Anteils der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub ist dadurch möglich, daß die bei der erfindungsgemäßen Walzmethode vorhandenen Drehwinkel für das Walzmaterial sowohl im Einlauftotpunkt als auch im Auslauftotpunkt ca. 20 bis 40° betragen, da bei diesen klei- nen Drehwinkeln beim Walzen auf dem Rückwärtshub die axialen Rückdruckkräfte auf den Dorn, Dornstange, Dornwiderlager und "Vorschubschlitten.wesentlich, kleiner sind, als beim bekannten Drehwinkel von ca« 50 bis 70° sowohl im Einlaufais auch im Auslauftotpunkt· Die Verwalzung der beim Walzen auftretenden Breitung im Walzspalt wird beim Vorhandensein der kleinen Drehwinkel im Einlauf- und Auslauftotpunkt von ca. 20 bis 40° auf den nächsten Vorwärtshub und auf den nächsten Rückwärtshub verteilt. Somit ergibt sich eine wesentliche Reduzierung der axialen Rückdruckkräfte.

Darüber hinaus ergibt das erfindungsgemäße Walzverfahren eine Verbesserung der Rohrtoleranzen, eine Reduzierung der Unterschiede der tangentialen und longitudinalen inneren

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Spannungen der kaltgewalzten Rohre und eine wesentliche Verlängerung der Lebensdauer der Walzwerkzeuge·

Beim Kaltpilgern von Kupferrohren mit Vorschub und Drehung im Einlauftotpunkt bei oft gewünschten großen Luppengewichten (über 400 bis 500 kg) treten im letzten Teil Jeder -x Luppe am- Ende des Arbeitskalibers große Verzögerungskräfte im Walzmaterial auf, wodurch die Gefahr besteht, daß das Walzmaterial ungewollte Bewegungen in der Auslaufrichtung durchführt· Wollte man dies vermeiden, war man teilweise gezwungen, im letzten Bereich jeder Luppe die Arbeitsgeschwindigkeit des Walzwerkes herabzusetzen, was eine Minderung der Ausbringung bedeutete.

Setzt man das erfindungsgemäße Walzverfahren bei der Verwaltung von Kupferrohren mit entsprechenden großen Luppengewichten ein, so werden die Verzögerungskräfte beim Walzen wesentlich herabgesetzt, so daß eine Reduzierung der Arbeitsgeschwindigkeit des Kaltwalzwerkes vermieden wird»

Bei dem erfindungsgemäßen- Verfahren wird weiterhin bei den kleinen Drehwinkeln von ca· 20 bis 40° und bei der erfindungsgemäßen Verteilung der Gesamtwalzarbeit auf Vorwärts- · und Rückwärtshub die Kraft zur Vorschuberzeugung (die Dornlösekraft) wesentlich verringert» Infolge der kleinen Dornlösekräfte und der kleinen Rückdruckkräfte ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Walzmethode das Kaltwalzwerk wesentlich ruhiger läuft als bei der Verwendung des bekannten Kaltpilgerwalzverfahrens· Der Geräuschpegel beim Kaltwalzwerk mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahren wird wesentlich herabgesetzt.

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Ea hat sich gezeigt, daß das vorgeschlagene Walzverfahren besonders günstig dann angewendet wird, wenn-zur Durchführung des Verfahrens ein Kaltpilgerwalzwerk mit Ringkaliberwalzen verwendet wird, bei dem eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Drehwinkel (Gesamtabrollwinkel) der verwendeten Ringkaliberwalzen, bezogen auf den Teilkreisdurchmesser der Walzenachsenritzel, während eines jeden Vorwärtsbzw.-Rückwärtshubes größer als 330° ist. Das heißt, daß der Schalthub für Vorschub und/oder Drehen des Walzmaterials im Auslauftotpunkt im Kalibermaul der Ringwalzen und dadurch bei Vorschub oder Drehung im Auslauftotpunkt die Arbeitskaliberlänge der Ringwalzen nicht beeinträchtigt wird.

Außerdem weisen Kaltwalzwerke dieser Art, wie sie beispielsweise in der Patentanmeldung P 23 29 526·3 beschrieben sind, eine mechanische Drehvorrichtung zur Erzeugung des Drehens des Walzmaterials auf, bei der die notwendige Schaltzeit proportional der zu erzeugenden Winkelgröße des Drehwinkels ist.

Bei der Anmeldung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem derartigen Kaltwalzwerk ergeben sich folgende Vorteile!

Da die Drehwinkelgröße im Einlauftotpunkt nur ca·- 20 bis 40° gegenüber der Drehwinkelgröße von 50 bis 70° beim Kaltpilgerverfahren beträgt, kann die Schaltzeit im Einlauftotpunkt ebenfalls auf etwa die Hälfte reduziert werden. Dies ergibt eine überpropor.tionale Verkürzung des Schalthubes im Einlauftotpunkt und damit kann die Arbeitskaliberlänge entsprechend verlängert werden (ca. 15 bis 20 %), ohne daß der Walzendurchmesser der Ringwalzen, wie er bei konventionellen Langhub-Kaltpilgerwalzwerken verwendet wurde, geändert wird. Es ergibt sich daraus ein besonders großer Langhub,

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mit dessen Hilfe eine entsprechende Erhöhung des Gesamtvorschubes, d· h. der Gesamtwalzarbeit des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes ermöglicht wird.

Da die Drehwinkelgröße im Auslauftotpunkt beim neuen Walzverfahren ca· 20 bis 40° beträgt, ist die erforderliche Verlängerung des Walzgerüsthubes bei einem Kaltwalzwerk, das das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, gegenüber dem Walzgerüsthub, das das Kaltpilgerverfahren beim Langhub-Kaltpilgerwalzwerk verwendet (z. B. entsprechend DE-OS 23 29 526) nur ca· 5 bis 10 %, Damit muß der mechanische Hauptantrieb eines Kaltwalzwerkes zur Benutzung der erfindungsgemäßen Methode nur unwesentlich verstärkt werden, wodurch das gesamte Kaltwalzwerk nur unwesentlich schwerer wird· Dagegen ergibt sich jedoch eine insgesamte Leistungssteigerung von ca· 40 bis 50 % gegenüber dem Leistungsvermögen des bekannten Kaltpilgerwalzwerkes.

Claims

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Erfindungsanspruch

Verfahren zum Walzen von Rohren, bei dem zwei einander gegenüber angeordnete kalibriertet in einem Walzgerüst gelagerte Walzen auf einem, rohrförmigen Walzmaterial, das auf einem axial feststehenden konischen Dorn angeordnet ist, hin- und herbewegt werden, wobei die drehangetriebenen Walzen an ihren Umfangsflachen sich verjüngende, der Form des konischen Dorns angepaßte Arbeitskaliber aufweisen, die das Walzmaterial auf dem Dorn auswalzen, wobei die Walzen an den Enden der 'Arbeitskaliber das Walzmaterial in beiden Totpunkten des Walzgerüstweges zum Zwecke der Vorschuberzeugung und der Drehung freigeben, gekennzeichnet dadurch, daß der überwiegende Teil der bei der Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes geleisteten Gesamtwalzarbeit auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstweges und der kleinere Teil der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstweges erbracht wird und daß die gesamte Drehung des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes ca. 50 bis 70 % beträgt, wobei der Drehwinkel im Einlauf to tp.unkt ca· bis 40 ° und der Drehwinkel im Auslauftotpunkt ca· 20 bis 40° betragen.