DD298213A5 - Verfahren zum laengswalzen von rohren - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Walzverfahren zum Kaltumformen von Rohren aus C-Stahl und NE-Metallen. Aufgabe der Erfindung ist es, entgegen den bisherigen Moeglichkeiten der Beherrschung des Walzprozesses, die Walzenumfangsgeschwindigkeiten so zu steuern, dasz eine zusaetzliche Laengung des Rohres ueber die Dornstange hinaus erfolgt. Erfindungsgemaesz wird die Aufgabe dadurch geloest, dasz die Flieszscheide des Systems Rohr/Innenwerkzeug entgegen der Walzrichtung verlagert wird. Dabei werden die Durchmesser- und Wandtoleranzen ueber die gesamte Rohrlaenge konstant gehalten.{Rohrwalzen; Kaltwalzen, kontinuierlich; Innenwerkzeug; Einzelantrieb; Zug; Walzebene; Wanddickentoleranz}

Description

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft das technische Gebiet des kontinuierlichen Rohrwalzens über eine mitlaufende, in den Umformvorgang einbezogene Dornstange.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Zum kontinuierlichen Walzen von Rohren mit starrem mitlaufendem Innenwerkzeug sind bezüglich Drehzahleinstollung und Positionierung des Rohr/Dornstangen-Systems vor und nach dem Walzen verschiedene Verfahren und Einrichtungen bekannt. Die Drehzahleinstellung erfc'gt bei bisherigen technologischen Lösungen laut Kontinuitätsgesetz über Querschnittsabnahmen von Stich zu Stich, wobei bei einigen Lösungen ein mehr oder weniger definitiver Zug zwischen den einzelnen Stichen eingerechnet wird (DD-WP 38835 und DD-WP 1017122).

Von Ju.M. MatveebundP.P. Lavrov in Stal 1964 Heft 1,S.450bis455sowieM.F. Stoletniju.a.inStal 1968Heft 3, S.706bis712 und Pfeiler in der Dr.-Ing. Dissertation, Clausthal, 1974 sind Untersuchungen an Warmkontistraßen bekannt, die den Einfluß von DruckundZug auf das ßreitungsverhalten und auf die Veränderung der Walzkraft sowie auf die relative Verschiebung des Rohres auf der Dornstange analysieren. Sie unterstreichen die Bedeutung des Zugeinflusses sowie der gewählten Kaliberform und der Qualität des Schmiermittels, lassen aber keine verallgemeinerungsfähigen Schlußfolgerungen zum kontinuierlichen Kaltwalzen von Stahlrohren zu.

Von G. Pfeifer und K. Oberem in Bänder, Bleche, Rohre 6/1981 wurde weiter herausgestellt, daß die Ungleichmäßigkeit im Stofffluß wegen der Veränderung der Dornstangengeschwindigkeit während des Walzprozesses einen zusätzlichen Aufwand an Elektrik und Elektronik erfordert, um Rohrqualität und -toleranzen entsprechend den Anforderungen gewährleisten zu können. Um diese Verfahrensgrenzen zu umgehen, wurde ein Rohrkontiverfahren entwickelt, dessen wesentliches Merkmal die kontrollierte Dornstangengeschwindigkeit ist, die größer ist, als die Walzgeschwindigkeit im ersten Gerüst. Bei der gewählten Dornstangengeschwindigkeit unterstützt das erste Gerüst die Rückhalteeinrichtung, so da3 sie nur die Zugkräfte aufnehmen muß, die die nachfolgenden Gorüste verursachen. Somit können z.B. max. Luppenlängen von 48m bei einer Dornstangenlänge von 27 m auf einer 7gerüstigen Warmkontistange g walzt werden.

In der beginnenden produktiven Anwendung des kontinuierlichen Kaltwalzens von Stahlroren muß bei der Positionierung der Rohrluppen auf der Dornstange vor dem Kaltwalzvorgang sowie der Sicherheitsbetrag zum Ausziehen der Dornstange eine Berücksichtigung erfahren. Dabei ist das kaltgewalzte Rohr immer kürzer als die Dornstange. Eine gesteuerte Dornstangengeschwindigkeit kommt nicht zur Anwendung.

Erschwert wird die Steuerung der Geschwindigkeitsverhältnisse von Rohr und Dornstange in der notwendigen größeren Anzahl von Walzgerüsten beim Kaltwalzen infolge der auftretenden hohen zu beherrschenden Walzkräfte. Die Nachteile dieser technologischen und technischen Lösungen bestehen somit bei mehrgerüstigen kontinuierlichen Walzwerken in dem hohen technischen Autwand bei der Beherrschung der Geschwindigkeitsdifferenzen zwischen Walzenumfangsge-chwindigkeit und Geschwindigkeit des Innenwerkzeuges und in der Beanspruchung des Walzgutes mit in verschiedenen Richtungen wirkenden Reibkräften in den weiter von der Fließscheide des Walzwerkes entfernten Gerüsten, was sich in der Verschlechterung der Durchmesser- und Wandtoleranzen sichtbar macht.

Ziel der Erfindung

Das Ziel der Erfindung ist dio Erhöhung der Anlagenproduktivität, der Fertigrohrqualität sowie der Senkung des Energieverbrauchs und de,¹ Werkzeugkasten.

-2- 298 213 Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Unterschiede zwischen den einzelnen Walzenumfangsgeschwindigkeiten so zu steuern, daß eine zusätzliche Längung des Rohres über die Dornstangenspitze hinaus erfolgt. Dabei werden die- Durchmesserund Wandtoleranzen über die gesamte Rohrlänge konstant gehalten und über dia spezielle Anordnung von Walzgerüsten mit definierter Kalibsrform eine Verbesserung der Wandtoleranz über dem Rohrumfang in Richtung Präzisionsstahlrohr erzielt. Erfindungsgemäii wird die Aufgabe dadurch gelöst, daß, ausgehend von einer bestehenden Kaliberreihe und Lokalisierung des Gerüstes, in dem Walzenumfangsgeschwindigkeit V_w und Dornstangengeschwindigkeit V_D„ gleich sind, in den folgenden Gerüsten für Durchmesser- und Wandreduktion die Querschnittsabnahme je Gerüst fallend bzw. gleichbleibend (über die Kaliberhöhen der Walzgerüste im Umformbereich) ist sowie mit steigenden Zugverhältniss6n von Gerüst zu ( erüst im Bereich von 1,02 bis 1,075 gewalzt wird. Somit wird im Zuge der Kalt-Verfestigung des Rohrwerkstoffes an der vorderen Hälfte der Kaliberreihe von Stich zu Stich über die aufgebrachten Längsspannungen das Restumformvermögen ausgeschöpft. Der Zugfaktor wird dabei in Abhängigkeit der erreichten Einzelstrechgrade bestimmt.

Zur Erzielung geringer Wanddickentoleranzen wird in den letzten Umformgerüsten eine Rundkalibrierung mit tangential ansetzenden Rundflanken verwendet. Zur Gewährleistung eines ausreichenden Luftspaltes werden die Zugverhältnisse in den Rundungsgerüsten fallend gestaltet und somit ein freies Streci'reduzieren des Rohres verhindert. Damit wird außerdem ein exakteres Runden und besseres Gleiten auf der Dornstange gewährleistet. Zur Verbesserung der Wanddickentoleranz wird zwischen Umform- und Rundungsbereich ein Nachwalzbereich mit anderen Walzebenen zwischengeschaltet. Er besteht aus zwei oder mehreren Gerüsten und überdeckt die verdickten oder nicht voll ausgewalzten Stellen der Rohrwanddicke in der Kaliberbreite vorrangig bei Duo-Walzgerüsten. Zur Erreichung einer gleichmäßigen Wanddicke über ddn Rohrquerschnitt wird in diesen Gerüsten keine Querschnittsabnahmme eingerechnet, d.h. sie besitzen die gleiche Kaliberhöhe wie die letzten beiden Gerüste mit Durchmesser- und Wandabnahme.

Des weiteren wird mit kleineren Flankenwinkel und -radius das Rundkaliber ausgelegt, um somit einen größeren Umschlingungswinkel zu erreichen, der ein großes gleiches Kreisbogensegment gewährleistet. Mit dun steigenden Zugverhältnissen von 1,02 bis 1,075 im Umformbereich nach dem Gerüst Vw = V_Dl, ist, werden zwischen den Gerüsten keine Druckbereiche zugelassen, das Rohr und damit auch die Dornstange ständig auf Zug beansprucht und ein Überwalzvorgang über die Dornstangenspitze je nach Gesamtumformgrad und Anzahl der benötigten und im gleichzeitigen Eingriff befindlichen Walzgerüste bis zu 20% erreicht.

Ausführungsbeispiel

Das Verfahren zum Längswalzen von Rohren mit einer zusätzlichen Längung des Rohres über die Dornstangenspitzen soll am folgenden (berechneten) Beispiel erläutert werden: Abmessung: 21,3 χ 2,6-» 16 χ 1,5 (λ,,,, = 2,2)

Dornstangendurchmesser: 12,5 mm

Dornstangenlänge: 4000mm

Einsatzrohrlänge: 2000mm

Gerüst-Nr. nimm"¹) A (mm²) Z(%) H* (mm)

3	42,00	125,29	1,16»	1	17,45
4	46,00	111,16	1,13	1	16,85
5	51,00	99,17	1,12	1	16,50
6"	56,50	90,85	1,09	2	16,25
7	62,00	83,25	1,08	4	15,95
8	69,00	79,51	1,05	6	15,95
9	76,00	76,24	1,02	7,5	15,95
10	76,00	78,00	1,005	1	15,70
11	76,00	78,00	1,005	0	15,70

1 1-3 Gerüste/1-2 freie Reduktion

2 Fließscheide der KR, ersichtlich aus den Md- bzw. I_A-Verläufen

Gewalzte Rohrlänge: 4400mm

Zusätzliche Längung des Rohres über die Dornstangenspitze: 500mm

Legende	Drehzahl
η -	Querschnittsfläche
A	Zug
Z	Kaliberhöhe
Hx -	Gerüstplatz
GPL -	Drehmoment
Md -	Ankerstrom des Antriebsmotors
Ia	Kaliberreihe
KR

Claims (3)

1. Verfahren zum Längswalzen von Rohren in einom kontinuierlichen Walzwerk mit starren mitlaufenden Innenwerkzeug und Walzgerüsten, deren Walzen entsprechend der jeweiligen spezifischen Walzaufgabe kalibriert sind und über einen Einzelantrieb mit einer Drehzahl gemäß Kontinuitätsbedingung angetrieben sind, gekennzeichnet durch das

- Walzen mit 50-70% der Gesamtquerschnittsabnijhrne in der ersten Hälfte der Gerüste mit Durchmesser- und Wandreduktion,

- Walzen mit stetiger Erhöhung des Zuges von 2 b's 7,5% in der zweiten Hälfte der Gerüste mit Durchmesser- und Wandreduktion,

- Walzen mit kalibrierten Walzen, deren Walzebenen abweichend von einer normalen Versetzung unter 45° Walzebene angeordnet ist, in einem Nachwalzbereich, der zwischen den Gerüsten mit Durchmesser- und Wandreduktion und dem Rundungsbereich angeordnet ist,

- Walzen mit geringem gleichbleibenden oder fallenden Zug in dan Rundungsgerüsten.

2. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Walzen mit gleicher Querschnittsabnahme in den letzten zwei Gerüsten mit Durchmesser- und Wandabnahme in Rundkalibern mit y_F = 50° und Rf= 1,4R₁₁.

3. Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch das Walzen in Rundkalibern mitY_F = 30° und Rf = 1,4R_U im Nachwalzbereich.