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Die Erfindung betrifft ein Schrägwalzwerk zum Hohlwalzen von Rundblöcken oder Rundstangen oder Walzen hohlgewalzter oder gelochter Rohlinge sowie ein Verfahren zum Hohlwalzen von Rundblöcken oder Walzen hohlgewalzter oder gelochter Rohlinge.
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Aus
DE 10 2007 041 992 A1 und
DE 195 10 715 C2 sind Vorrichtungen zum Schrägwalzen bekannt, die auch mit einer Dornstange ausgestattet werden können und zum Walzen hohlgewalzter oder gelochter Rohlinge eingesetzt werden können. Beim Walzen der hohlgewalzten oder gelochten Rohlinge in derartigen Schrägwalzwerken tritt das Problem auf, dass das hintere Ende des Walzguts, wenn es zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange gewalzt wird, dazu neigt, auszureißen. Häufig bilden sich radial gebogene Lappen aus. Diese Deformationen des hinteren Endes des Walzguts, die beim Auswalzen dieses hinteren Endes entstehen und mit denen das Walzgut das Schrägwalzwerk verlässt können in nachfolgenden Bearbeitungsschritten, beispielsweise einem dem Schrägwalzwerk nachgeordneten Längswalzwerk zu Beschädigungen der dortigen Walzen führen. Ferner sind diese Enden naturgemäß nicht maßhaltig und müssen deshalb abgetrennt werden und sind Ausschuss.
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Vor diesem Hintergrund lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Schrägwalzwerk zum Hohlwalzen von Rundblöcken oder Rundstangen oder Walzen hohlgewalzter oder gelochter Rohlinge sowie ein Verfahren zum Hohlwalzen von Rundblöcken oder Rundstangen oder Walzen hohlgewalzter oder gelochter Rohlinge vorzuschlagen, mit denen auch das hintere Ende des Walzguts gut, vorzugsweise annähernd ohne Lappen gewalzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird durch das Verfahren gemäß Hauptanspruch 1 und den Gegenstand des nebengeordneten Anspruchs 4 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind in den Unteransprüchen und der hiernach folgenden Beschreibung wiedergegeben.
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Die Erfindung geht von dem Grundgedanken aus, die Dornstange während einer Phase des Walzens in eine der Walzrichtung entgegengesetzte Richtung zu bewegen, so dass in einer anschließenden Walzphase entweder die Dornstange die Umformzone verlassen hat oder sich ein Abschnitt der Dornstange in der Umformzone befindet, der einen geringeren Querschnitt im Verhältnis zu dem Querschnitt des Abschnitts der Dornstange, der sich während der früheren Walzphase in der Umformzone befindet, aufweist. Bei Versuchen hat es sich gezeigt, dass unvorteilhafte Deformationen des hinteren Endes des Walzguts auf diese Weise vermieden werden können.
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Als Umformzone wird der sich im Bereich der Schrägwalzen befindliche Abschnitt des Walzguts verstanden, auf den die Schrägwalzen einwirken und dabei die Gitterstruktur des Walzguts verändern. Die Dornstange, bzw. ein Abschnitt der Dornstange mit größerem Durchmesser befindet sich in einer ersten Walzphase in der Umformzone. In dieser ersten Walzphase wird die Gitterstruktur des Walzguts durch die von den Schrägwalzen radial nach innen in Richtung auf die Walzachse weisenden, auf das Walzgut einwirkenden Kräfte, aber auch durch die von der Oberfläche der Dornstange radial nach außen auf das Walzgut einwirkenden Reaktionskräfte verändert. In einer nachfolgenden Walzphase hat die Dornstange die Umformzone entweder verlassen, so dass die Gitterstruktur des Walzguts im wesentlichen nur durch die von den Schrägwalzen radial nach innen in Richtung auf die Walzachse weisenden, auf das Walzgut einwirkenden Kräfte verändert wird. Oder ein Abschnitt der Dornstange befindet sich in der nachfolgenden Walzphase in der Umformzone, der einen geringeren Querschnitt aufweist, so dass die Gitterstruktur des Walzguts durch die von den Schrägwalzen radial nach innen in Richtung auf die Walzrichtung weisenden, auf das Walzgut einwirkenden Kräfte, aber auch durch die von der Oberfläche des Abschnitts der Dornstange mit geringerem Querschnitt radial nach außen auf das Walzgut einwirkenden Kräfte verändert wird.
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Die Vorteile der Erfindung lassen sich insbesondere bei Schrägwalzwerken zum Elongieren hohlgewalzter oder gelochter Rohlinge erzielen.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schrägwalzwerk ist eine Regelung vorgesehen, die die Dornstange in einer auf eine erste Walzphase folgenden zweiten Walzphase mittels des zweiten Antriebs entgegengesetzt der Walzrichtung bewegt, so dass in einer anschließenden Walzphase entweder die Dornstange die Umformzone verlassen hat oder sich ein Abschnitt der Dornstange in der Umformzone befindet, der einen geringeren Querschnitt im Verhältnis zu dem Querschnitt des Abschnitts der Dornstange, der sich während der ersten Walzphase in der Umformzone befindet, aufweist. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ist vorgesehen, die Dornstange vor der Phase des Walzens des Walzguts zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange in Walzrichtung zu bewegen und während der Phase des Walzens des Walzguts zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange entgegengesetzt der Walzrichtung zu bewegt. Es sind aber auch Ausführungsformen der Erfindung möglich, bei denen die Dornstange zum Beginn des Walzprozess an die Auslaufseite des Schrägwalzwerks verbracht wird, ohne vorher in Walzrichtung durch das Schrägwalzwerk bewegt zu werden, beispielsweise mittels eines Krans oder geeigneter Rollwagen oder anderer Transporteinrichtungen. In dieser Ausführungsform wird die Dornstange dann zu Beginn des Walzprozeß entgegengesetzt der Walzrichtung bewegt und bewegt sich in einer bevorzugten Ausführungsform dieser Ausführungsform immer nur entgegengesetzt der Walzrichtung, wenn sie sich bewegt.
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Die Regelung kann die Dornstange während einer der Walzphase stationär halten oder gemäß einer bevorzugten Ausführungsform auch während der anschließenden Walzphase entgegengesetzt der Walzrichtung bewegen.
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Das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk weist beispielsweise zwei Schrägwalzen aufweisen. Als Schrägwalzen werden Walzen verstanden, die auf Wellen angeordnet sind, deren Achse nicht parallel zur Walzrichtung oder senkrecht zur Walzrichtung angeordnet ist. Das Schrägwalzwerk weist insbesondere bevorzugt drei Schrägwalzen oder vier Schrägwalzen auf. Ferner ist es möglich, dass das Schrägwalzwerk mehr als vier Schrägwalzen aufweist.
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Bei dem erfindungsgemäßen Schrägwalzwerk ist eine Dornstange vorgesehen, die derart in das Schrägwalzwerk eingebracht werden kann, dass das Walzgut zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange gewalzt werden kann. Die Dornstange kann einen vorderen Abschnitt aufweisen, der einen geringeren Durchmesser aufweist, als ein hinterer Abschnitt. Der Absatz zwischen dem größeren Durchmesser und dem kleineren Durchmesser ist besonders bevorzugt kleiner als 20 mm, so dass sich ein Durchmesserunterschied von weniger als 40 mm einstellt. Insbesondere bevorzugt ist der Absatz zwischen dem größeren Durchmesser und dem kleineren Durchmesser kleiner als oder gleich 10 mm, so dass sich ein Durchmesserunterschied von weniger als, bzw. genau 20 mm einstellt.
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Das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk weist einen ersten Antrieb auf, der das Walzgut in eine Walzrichtung axial durch das Schrägwalzwerk bewegen kann. Ein derartiger Antrieb kann ein Vorschub sein, der am hinteren Ende des Walzguts angreift und das Walzgut in Walzrichtung durch das Schrägwalzwerk schiebt. Es ist aber auch möglich, dass der Antrieb, der das Walzgut in eine Walzrichtung axial durch das Schrägwalzwerk bewegen kann, durch die Schrägwalzen selbst bereitgestellt wird. Diese können in einer bevorzugten Ausführungsform derart ausgebildet, angeordnet und angetrieben sein, dass sie eine axiale Vorschubbewegung auf das Walzgut ausüben können. In einer besonders bevorzugten Ausführungsform ergänzen sich verschiedene Antriebe, um das Walzgut in die Walzrichtung axial durch das Schrägwalzwerk zu bewegen.
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Das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk sieht einen zweiten Antrieb vor, der die Dornstange entgegengesetzt der Walzrichtung bewegen kann, während das Walzgut in Walzrichtung bewegt wird. Es ist üblich, Vorrichtungen zum Zurückziehen der Dornstange vorzusehen. Die aus dem Stand der Technik bekannte Rückzugbewegung verläuft allerdings in einem Schnellbetrieb und ungeregelt. Somit ist dieser nicht für ein kontrolliertes Walzen auf der Dornstange im Rückwärtsbetrieb geeignet.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Antrieb derart ausgeführt, dass er die Dornstange während einer ersten Phase des Walzens des Walzguts in die Walzrichtung bewegen kann und er die Dornstange erst während einer zweiten Phase des Walzens des Walzguts entgegengesetzt zur Walzrichtung bewegen kann. Auf diese Weise kann die Dornstange in herkömmlicher Weise während des Walzens des Walzguts in dem Schrägwalzwerk in Walzrichtung bewegt werden. Bei dieser Ausführungsform wird die Bewegung der Dornstange geändert, während das Walzgut nach wie vor zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange gewalzt wird. Dies erfolgt insbesondere bevorzugt dann, wenn ein vorher festgelegter hinterer Abschnitt des Walzguts zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange gewalzt wird.
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In einer alternativen, ebenfalls bevorzugten Ausführungsform ist der zweite Antrieb derart ausgeführt ist, dass er die Dornstange vor dem Walzen des Walzguts zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange in die Walzrichtung bewegen kann und er die Dornstange während der Phase des Walzens des Walzguts zwischen den Schrägwalzen und der Dornstange die Dornstange entgegengesetzt zur Walzrichtung bewegen kann.
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In einer bevorzugten Ausführungsform ist das Schrägwalzwerk ein Planeten-Schrägwalzwerk. Insbesondere bevorzugt weist das Planeten-Schrägwalzwerk einen antrieb zur Rotation eines das Walzgut umfassenden Rotors und in dem Rotor drehbar gelagerten Planeten-Walzen und einem antrieb zur Rotation der Planetenwalzen um ihre Längsachsen auf. In einer bevorzugten Ausführungsform ist die Anordnung, die Lagerung und der Antrieb der Schrägwalzen nach der aus
DE 195 10 715 C2 oder
DE 10 2007 041 992 A1 bekannten Art ausgeführt.
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Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird das zu walzende Walzgut in einer ersten Walzphase zwischen mindestens zwei Schrägwalzen und einer Dornstange gewalzt. Das Walzgut wird mit einem ersten Antrieb in eine Walzrichtung axial durch das Schrägwalzwerk bewegt. In einer zweiten Walzphase wird die Dornstange mit einem zweiten Antrieb entgegengesetzt der Walzrichtung bewegt, so dass in einer dritten Walzphase entweder die Dornstange die Umformzone verlassen hat oder sich ein Abschnitt der Dornstange in der Umformzone befindet, der einen geringeren Querschnitt im Verhältnis zu dem Querschnitt des Abschnitts der Dornstange, der sich während der ersten Walzphase in der Umformzone befindet, aufweist.
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Das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk und das erfindungsgemäße Verfahren lassen sich insbesondere bevorzugt gut zum Walzen von Walzgut aus Eisen oder Stahl einsetzen. Besonders bevorzugt werden das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk und das erfindungsgemäße Verfahren zum Herstellen von Rohren mit einer Endwandstärke von weniger als 10 mm eingesetzt, wobei unter einer Endwandstärke die Wandstärke verstanden wird, die die Rohre im Zeitpunkt des Verlassens des Schrägwalzwerks haben. Besonders bevorzugt werden das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk und das erfindungsgemäße Verfahren nicht zum Walzen von Walzgut aus Kupfer eingesetzt.
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Nachfolgend wir die Erfindung anhand von Zeichnungen näher erläutert, die lediglich Ausführungsformen der Erfindung zeigen. Darin zeigen:
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1: Das Walzen eines hohlgewalzten Rohlings in einem Schrägwalzwerk gemäß dem Stand der Technik,
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2: die Antriebsrichtungen des Antriebs zum Bewegen des Walzguts und des Antriebs zum Bewegen der Dornstange in einem Schrägwalzwerk gemäß dem Stand der Technik,
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3: das Walzen des Walzguts gemäß einer dritten Walzphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem die Dornstange die Umformzone verlassen hat;
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4: das in der in 3 dargestellten Walzphase gewalzte Ende des Walzguts in einer geschnittenen Seitenansicht,
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5: das Walzen des Walzguts in einer dritten Walzphase des erfindungsgemäßen Verfahrens, bei dem sich ein Abschnitt der Dornstange in der Umformzone befindet, der einen geringeren Querschnitt im Verhältnis zu dem Querschnitt des Abschnitts der Dornstange aufweist, der sich während der ersten Walzphase in der Umformzone befindet,
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6: das Ende eines gemäß der in 5 dargestellten dritten Walzphase gewalzten Walzguts in einer geschnittenen Seitenansicht.
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Aus dem Stand der Technik ist das in 1 und 2 bekannte Verfahren zum Walzen eines Walzguts in einem Schrägwalzwerk bekannt. Dabei wird das Walzgut 1 zwischen zwei Schrägwalzen 2, 3 eines Schrägwalzwerks und einer Dornstange 4 gewalzt. Dabei ist es bei den herkömmlichen Walzverfahren regelmäßig vorgesehen, die Dornstange 4 in Walzrichtung A zu bewegen. Die Praxis hat gezeigt, dass bei derartigen aus dem Stand der Technik bekannten Walzverfahren am Walzgutende radial gebogene Lappen 5, 6 ausgebildet werden.
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2 zeigt, dass es aus dem Stand der Technik bekannt ist, das Walzgut 1 mittels eines ersten Antriebs in Pfeilrichtung B zu bewegen. Diese Bewegung des Walzguts in Pfeilrichtung B wird bei den Verfahren des Standes der Technik insbesondere durch die Schrägwalzen 2, 3 und ihre Bewegung relativ zum Walzgut 1 bereitgestellt. Ein zweiter Antrieb ist dazu vorgesehen, die Dornstange 4 in Walzrichtung A zu bewegen. Häufig ist der zweite Antrieb auch derart ausgestaltet, dass er die Dornstange 4 nach dem Walzen in Richtung C zurückziehen kann. Dafür wird in der Regel ein so genannter Schnelllauf des zweiten Antriebs verwendet.
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3 zeigt, dass bei einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Dornstange mit dem zweiten Antrieb entgegengesetzt der Walzrichtung in Richtung C bewegt wird, sodass die Dornstange 4 in der in 3 dargestellten Walzphase die Umformzone 7 verlassen hat. Dies führt dazu, dass das Ende des Walzguts – wie in 4 ersichtlich – eine dickere Wandstärke (einen geringeren Innendurchmesser) aufweist. Diese dickere Wandstärke führt dazu, dass keine Lappen am Rohrende gebildet werden.
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Gemäß 5 wird bei einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens die Dornstange 4 mit einem zweiten Antrieb entgegengesetzt der Walzrichtung in Richtung C bewegt, sodass sich in einer Walzphase ein Abschnitt 8 der Dornstange 4 in der Umformzone 7 befindet, der einen geringeren Querschnitt (geringeren Durchmesser b) im Verhältnis zu dem Querschnitt (Durchmesser a) des Abschnitts 9 der Dornstange 4 aufweist, der sich während einer früheren Walzphase in der Umformzone 7 befindet.
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Die 6 zeigt, dass durch den Absatz auf der Dornstange 4 am Ende des Walzguts 1 ein Abschnitt mit dickerer Wandstärke und kleinerem Innendurchmesser erzeugt werden kann, der ein sauber ausgewalztes Rohrende bildet. Der 6 ist zu entnehmen, dass ein erster Abschnitt des Walzguts 1 mit einem Innendurchmesser A durch Walzen mit dem Abschnitt 9 in der Umformzone erzeugt wird, während ein zweiter Abschnitt mit einem Innendurchmesser B durch Walzen mit dem Abschnitt 8 der Dornstange 4 in der Umformzone 7 erzeugt wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- DE 102007041992 A1 [0002, 0016]
- DE 19510715 C2 [0002, 0016]
