DE102007021999A1 - Method for hot rolling seamless tubes on an inner tool and inner tool - Google Patents
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Abstract
Description
Die
Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmwalzen nahtloser Rohre
mit einem oder mehreren hintereinander angeordneten Längs- oder Schrägwalzgerüsten und
einem im Inneren des Walzguts verwendeten Innenwerkzeug in Form
einer Dorn- bzw.
Walzstange, wie durch die
Die Innenwerkzeuge/Dornstangen bei der Umformung nahtloser Rohre sind je nach Fertigungsverfahren hohen mechanischen und thermischen Belastungen ausgesetzt. Dementsprechend tritt ein hoher Verschleiß der Werkzeugoberfläche auf, wobei es zu Abrasion, Adhäsion und Zerrüttung kommt und bei relativ geringer Standzeit zu Oberflächenbeschädigungen am Umformgut sowie zum Ausfall des Werkzeuges. Daher wird versucht, in den hochbelasteten Werkzeugbereichen möglichst harte, verschleißfeste Materialien einzusetzen.The Inner tools / mandrel rods are in the transformation of seamless tubes Depending on the manufacturing process, high mechanical and thermal loads exposed. Accordingly, a high wear of the tool surface occurs, where there is abrasion, adhesion and disruption comes and with relatively little life to surface damage on the forming material as well as the failure of the tool. Therefore, an attempt is made Hard-wearing, wear-resistant materials in highly loaded tool areas use.
Üblicherweise kommen für Umformwerkzeuge Warmarbeitsstähle, aber zunehmend auch Sonderwerkstoffe (z. B. Hartmetalle, Nickel-Kobald-Legierungen, Cermets) und Keramik zum Einsatz. Keramik, Cermet und andere hochverschleißfeste Materialien haben die für diese Zwecke besonders nachteiligen Eigenschaften geringer Thermoschockresistenz, geringer Biegebruchfestigkeit und hoher Rissempfindlichkeit beim Auftreten von Zugspannungen.Usually come for Forming tools Hot working steels, but increasingly also special materials (eg hard metals, nickel-cobalt alloys, Cermets) and ceramics. Ceramics, cermet and other highly wear-resistant materials have the for these purposes particularly disadvantageous properties of low thermal shock resistance, low bending strength and high crack sensitivity when Occurrence of tensile stresses.
Verwendet man Innenwerkzeuge, z. B. Walzstangen, die Ringe oder Ringsegmente mit oder ohne axiale Vorspannung enthalten, kommt es bei Belastung durch das Walzgut zu lokalen Zugspannungen, die das Entstehen von Rissen und das Versagen des Werkzeuges zur Folge haben. Aus diesem Grund ist der Einsatz von verschleißfesten Werkstoffen an den im Innern des Walzgutes verwendeten Werkzeugen bislang nicht erfolgreich.used one interior tools, z. As rolling rods, the rings or ring segments with or without axial preload, it comes under load through the rolling stock to local tensile stresses, the emergence of Cracks and failure of the tool result. For this Reason is the use of wear-resistant materials to the in Interior of the rolling stock used tools so far unsuccessful.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein gattungsgemäßes Verfahren und ein gattungsgemäßes Innenwerkzeug zu schaffen, die eine Nahtlosrohrfertigung ohne die beim Einsatz von Sonderwerkstoffen für das Innenwerkzeug beschriebenen Nachteile ermöglichen.Of the Invention is therefore based on the object, a generic method and a generic interior tool to create a seamless tube production without the use of special materials for allow the internal tool described disadvantages.
Diese Aufgabe wird verfahrensmäßig mit den im Anspruch 1 und hinsichtlich des Innenwerkzeugs mit den im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst.These Task is procedurally with the in claim 1 and with respect to the inner tool with the in the claim 4 specified characteristics solved.
Vorteilhafte und zweckmäßige Ausgestaltungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen enthalten.advantageous and appropriate embodiments of the invention are in the dependent claims contain.
Nach vorliegender Erfindung wird das Auftreten von Zugspannungen vermieden, indem im Umfang verteilt Werkzeugeinsätze verwendet werden, mit denen Werkzeugteile, z. B. Segmente aus hochverschleißfestem Material, unter hohen tangentialen Druckspannungen vorgespannt werden. Damit wird zusammen mit einer axialen Vorspannung ein Spannungszustand mit hohen Druckspannungen erzeugt, der bei Belastung durch das Walzgut zu einem dreidimensionalen Druckspannungszustand führt und dadurch eine Vermeidung des Auftretens von Zugspannungen ermöglicht. Damit wird der Einsatz von verschleißfesten aber spröden Materialien an den Innenwerkzeugen in Walzstraßen der Nahtlosrohrfertigung ermöglicht.To present invention, the occurrence of tensile stresses is avoided by using tool bits that are distributed around the circumference, with which Tool parts, z. B. segments of highly wear-resistant material, under high be biased tangential compressive stresses. This will work together with an axial bias a state of stress with high compressive stresses generated when loaded by the rolling stock to a three-dimensional Compressive state leads and thereby avoiding the occurrence of tensile stresses allows. This makes the use of wear-resistant but brittle materials on the internal tools in rolling mills of the seamless tube production allows.
Die Anzahl der Werkzeugteile bzw. -segmente richtet sich nach der Anzahl der Walzen, so daß die Dorn-/Walzstange, d. h. das Innenwerkzeug zwei, drei oder mehr Segmente mit jeweils dazwischen lückenlos angeordneten Werkzeugeinsätzen aufweisen kann.The Number of tool parts or segments depends on the number the rollers so that the mandrel / roll bar, d. H. the inner tool has two, three or more segments each in between arranged tool inserts can have.
Die Werkstückeinsätze sind so angeordnet, daß diese im Belastungsfall im Bereich ohne Walzgutkontakt oder im Bereich nur geringer mechanischer und thermischer Belastung liegen. Beim Längswalzen wird das Innenwerkzeug so ausgerichtet, daß die Werkstückeinsätze in den Bereichen zwischen den Walzen positioniert sind. Beim Schrägwalzen sollte die Walzstange bzw. das Innenwerkzeug ebenfalls so positioniert sein und nicht rotieren.The Workpiece inserts are arranged so that this in case of load in the area without rolling stock contact or in the area only low mechanical and thermal stress. When longitudinal rolling the inner tool is aligned so that the workpiece inserts in the Are positioned areas between the rollers. When cross rolling the roll bar or the inner tool should also be positioned like this be and not rotate.
Auch beim Einsatz von Sonderwerkstoffen, wie Keramik, die eine geringe Affinität zu Stahl aufweisen, und bis zu Einsatztemperaturen von über 1.000 °C verschleißbeständig sind, ist es vorteilhaft, daß ein Kühl-, Schmier- und Trennmittel in die Kontaktzone Rohr-Innenwerkzeug eingebracht wird. Hierzu ist der Werkzeuggrundkörper mit einer zentralen Längsbohrung sowie mit radialen, schrägen Zuführbohrungen versehen, durch die das Medium unter Druck und Anhaften an der Innenoberfläche des Rohres an die Kontaktzone gefördert wird. Bei mehreren hintereinander angeordneten Walzgerüsten wird jedes Walzgerüst in dieser Weise mit dem Medium versorgt. Auch bei Schrägwalzanlagen erfolgt die Versorgung in gleicher Weise.Also when using special materials, such as ceramics, which has a low affinity to steel, and wear-resistant up to operating temperatures of over 1,000 ° C, it is advantageous that a Cool-, Lubricating and separating agent introduced into the contact zone tube inner tool becomes. For this purpose, the tool body is with a central longitudinal bore as well as with radial, oblique supply bores provided by which the medium under pressure and adhering to the inner surface of the tube promoted to the contact zone becomes. When several successively arranged rolling stands is every rolling stand supplied in this way with the medium. Also with skew rolling mills the supply takes place in the same way.
Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung. Es zeigen:Further Details and features of the invention will become apparent from the claims and the following description of a schematic in the drawings illustrated embodiment of the Invention. Show it:
Vor
einer als solche hinlänglich
bekannten Kontiwalzanlage
Das
Innenwerkzeug
Durch
die Hülse
Von
der Längsbohrung
- 11
- KontiwalzanlageKontiwalzanlage
- 22
- Walzrichtung (Pfeil)rolling direction (Arrow)
- 33
- Walzgutrolling
- 44
- Walzeroller
- 55
- Innenwerkzeug (Dorn-/Walzstange)internal tool (Mandrel / roller bar)
- 66
- Längsbohrunglongitudinal bore
- 77
- Grundkörperbody
- 88th
- Werkzeugsegmentetool segments
- 99
- Pfeil (Radialanstellbarkeit)arrow (Radialanstellbarkeit)
- 1010
- Werkzeugeinsatztool insert
- 1111
- Hülseshell
- 1212
- Pfeil (Axialvorspannung)arrow (Axial prestressing)
- 1313
- Doppelpfeil (Tangential-Druck-Norspannung)double arrow (Tangential pressure Norspannung)
- 1414
- Keilflächenwedge surfaces
- 1515
- Zuführbohrungfeed bore
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