DE102014105151A1

DE102014105151A1 - Vibration measurement for detecting the eccentricity of hollow blocks

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Publication number: DE102014105151A1
Application number: DE102014105151.3A
Authority: DE
Inventors: Hans Joachim Pehle; Peter Thieven
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2014-04-11
Filing date: 2014-04-11
Publication date: 2015-10-15

Abstract

Bei der Herstellung nahtloser Stahlrohre wird in einer ersten Umformstufe in einem Schrägwalzgerüst ein massiver Block mittels eines Lochdornes, der auf einer Dornstange befestigt ist, zu einem Hohlblock gelocht. Da der Lochdorn aufgrund unterschiedlicher Einflüsse von einer zentrischen Position im Walzgut abweichen kann, entstehen Wanddickenexzentrizitäten. Es wird ein Walzwerk mit einer Meßeinrichtung und einer Auswerteeinheit vorgeschlagen, mit der die Wanddickenexzentrizität mit wenig Aufwand während des Lochprozesses erfaßt werden kann.In the production of seamless steel tubes, a solid block is perforated to a hollow block by means of a piercer, which is mounted on a mandrel in a first forming stage in a cross rolling mill. Since the piercer may differ due to different influences from a central position in the rolling, arise Wanddickenexzentrizitäten. It is proposed a rolling mill with a measuring device and an evaluation unit, with which the Wanddickenexzentrizität can be detected with little effort during the hole process.

Description

Die Herstellung nahtloser Stahlrohre erfolgt in Rohrwalzlinien, in deren ersten Umformstufe ein auf ca. 1200°C erwärmter Stahlblock mit rundem Querschnitt und einer Länge von mehreren Metern zu einem Hohlblock umgeformt wird. Die Umformung wird in den meisten Fällen in einem sogenannten Loch-Schrägwalzwerk durchgeführt. Walzen, die gegenüber der Längsachse des Walzgute schräg gestellt sind, versetzen das Walzgut in eine Rotations- und Vorschubbewegung und treiben es über einen Lochdorn, der zwischen den Walzen mit Hilfe einer Dornstange positioniert ist. Lochdorn und Dornstange können frei rotieren. Die Dornstange ist axial gelagert in einem sogenannten Dornwiderlager. Der Lochdorn ist in der Regel mittels einer Schraub- oder Steckverbindung fest auf der Dornstange montiert. The production of seamless steel tubes takes place in tube rolling lines, in the first forming stage of which a steel block with a round cross section heated to approximately 1200 ° C and a length of several meters is formed into a hollow block. The forming is carried out in most cases in a so-called hole-bending mill. Rollers, which are inclined relative to the longitudinal axis of the rolled good, put the rolling stock in a rotational and advancing movement and drive it over a piercer, which is positioned between the rollers by means of a mandrel bar. Piercer and mandrel can rotate freely. The mandrel is axially supported in a so-called mandrel abutment. The piercer is usually mounted by means of a screw or plug connection firmly on the mandrel.

Der beschriebene Lochprozeß ist so zu gestalten, daß der erzeugte Hohlblock ausreichende Qualität für die weitere Umformung hin zum Fertigrohr besitzt. Insbesondere muß der Hohlblock frei von Materialfehlern sein und seine Geometrie muß den technologischen Anforderungen genügen. Ein wesentliches Qualitätsmerkmal des Hohlblockes ist dabei seine Wanddickenexzentrizität. Wenn der Lochdorn beim Lochvorgang nicht in der Mitte des Walzgutes positioniert ist, wird die Wanddicke im Querschnitt des Hohlblockes nicht gleichmäßig sein, sondern der Kreis der Walzgutoberfläche im Inneren des Hohlblockes wird gegenüber Kreis der Außenoberfläche versetzt sein, d.h. die Kreismittelpunkte sind um einen Betrag gegeneinander verschoben, den man Exzentrizität nennt. In 1 ist ein Rohrquerschnitt (3) mit Exzentrizität skizziert. Unter Exzentrizität E versteht man den Abstand 4 der Mittelpunkte M1 und M2 zweier Kreise (1) und (2), von denen einer im Mittel die Innenkontur des Rohres beschreibt und der andere die Außenkontur (siehe 1). Der Wert des Abstandes wird häufig auch halbiert und als Prozentanteil der mittleren Wanddicke angegeben, was folgender Berechnungsformel entspricht: E = (t_max – t_min)/(t_max + t_min) × 100%. Hierbei ist t_max die maximale Wanddicke im Querschnitt und t_min die minimale Wanddicke. The described hole process is to be designed so that the hollow block produced has sufficient quality for the further transformation towards the finished tube. In particular, the hollow block must be free of material defects and its geometry must meet the technological requirements. An essential quality feature of the hollow block is its Wanddickenexzentrizität. If the perforated mandrel is not positioned in the center of the rolling stock during the punching process, the wall thickness in the cross section of the hollow block will not be uniform, but the circle of Walzgutoberfläche inside the hollow block will be offset from the circle of the outer surface, ie the circle centers are by an amount against each other shifted, which one calls eccentricity. In 1 is a tube cross-section ( 3 ) outlined with eccentricity. Eccentricity E is the distance 4 the centers M1 and M2 of two circles ( 1 ) and ( 2 ), one of which describes on average the inner contour of the tube and the other the outer contour (see 1 ). The value of the distance is often also halved and given as a percentage of the mean wall thickness, which corresponds to the following formula: E = (t _max - t _min ) / (t _max + t _min ) × 100%. Here, t _{max is} the maximum wall thickness in cross section and t _{min is} the minimum wall thickness.

Die Exzentrizität ist meistens nicht konstant über der Länge des Walzgutes. Sie ändert sich in der Größe des Exzentrizitätswertes (s.o.) sowie in der Winkellage im Querschnitt des Walzgutes. The eccentricity is usually not constant over the length of the rolling stock. It changes in the size of the eccentricity value (see above) and in the angular position in the cross section of the rolling stock.

Wie in 2 wiedergegeben ist, kann die Winkellage der Exzentrizität definiert werden als Winkel (β₁) zwischen einer Linie (5), die durch die Punkte maximaler und minimaler Wanddicke sowie den Mittelpunkt des Walzgutquerschnittes verläuft und einer willkürlich festgelegten Referenzlinie (6), die durch den Mittelpunkt des Walzgutquerschnittes verläuft und für alle Querschnitte entlang der Längsachse des Walzgutes konstant ist. As in 2 is reproduced, the angular position of the eccentricity can be defined as the angle (β ₁ ) between a line ( 5 ), which runs through the points of maximum and minimum wall thickness and the center of the rolling stock cross-section and an arbitrarily defined reference line (FIG. 6 ), which runs through the center of the rolling stock cross section and is constant for all cross sections along the longitudinal axis of the rolling stock.

Die Winkellage ändert sich über der Länge des Walzgutes (7). Betrachtet man die Schnittpunkte der Linie (5) und des Kreises der Außenkontur des Rohrquerschnittes, so liegen diese Punkte auf einer Linie (8), die gegenüber einer parallel zur Walzgutlängsachse verlaufenden Linie (9) um einen Winkel β₂ in oder entgegen der Rotationsbewegung (10) des Walzgutes gedreht ist. Der Winkel β₂ wird im Folgenden Verdrehwinkel genannt. Mittels auf der Oberfläche des Blockes vor dem Walzen in Längsrichtung aufgebrachter Markierung kann festgestellt werden, daß die Änderung der Winkellage identisch ist mit der Verdrehung der Markierungslinie bzw. der Torsion des Walzgutes beim Lochprozeß. The angular position changes over the length of the rolling stock ( 7 ). Looking at the intersections of the line ( 5 ) and the circle of the outer contour of the pipe cross-section, so these points are on a line ( 8th ), which in relation to a parallel to the rolling stock axis extending line ( 9 ) by an angle β ₂ in or against the rotational movement ( 10 ) of the rolling stock is rotated. The angle β ₂ is called twist angle in the following. By means of marking applied longitudinally on the surface of the block prior to rolling, it can be stated that the change in the angular position is identical to the rotation of the marking line or the torsion of the rolling stock during the piercing process.

Neben der oben beschriebenen Exzentrizität mit kleinem Verdrehwinkel (β₂) gibt es noch weitere Exzentrizitäten mit großem Verdrehwinkel. Diese Tatsache ist erwähnt und beschrieben in ( H. J. Pehle, Stahl und Eisen, Heft 6, 2006: ‚Technologische Prozeßkontrolle stärkt die Wettbewerbsfähigkeit von Rohrwerken‘ ). Eine Exzentrizität mit großem Verdrehwinkel ist der Exzentrizität mit kleinem Verdrehwinkel überlagert. In addition to the above-described eccentricity with a small angle of rotation (β ₂ ), there are other eccentricities with a large angle of rotation. This fact is mentioned and described in ( HJ Pehle, Stahl und Eisen, Issue 6, 2006: 'Technological process control strengthens the competitiveness of pipe plants' ). An eccentricity with a large angle of rotation is superimposed on the eccentricity with a small angle of rotation.

Die genannten Wanddickenexzentrizitäten haben unterschiedliche Ursachen. Eine ungleichmäßige Erwärmung im Querschnitt des Blockes kann zum Beispiel eine Ursache sein, oder ein nicht präzise ausgerichtetes Walzwerk, ein beschädigter Lochdorn oder eine gebogene Dornstange. The mentioned wall thickness eccentricities have different causes. Uneven heating in the cross section of the block may be a cause, for example, or a non-precisely oriented rolling mill, a damaged piercer, or a curved mandrel bar.

Die Exzentrizität des Hohlblockes liegt häufig bei 5% bis 10% der mittleren Wanddicke, während sie bei 2% bis 3% liegt, wenn der Lochprozeß unter guten Bedingungen d.h. unter Vermeidung o.g. negativer Einflüsse stattfindet. Da Wanddickenabweichungen die Kosten der Rohrproduktion oder deren Weiterverarbeitung erhöhen, ist man bestrebt diese so klein wie möglich zu halten. Bezogen auf die Exzentrizität bedeutet dies, daß der Lochprozeß hinsichtlich störender Einflußgrößen unter Kontrolle zu halten ist. The eccentricity of the hollow block is often from 5% to 10% of the mean wall thickness, while it is from 2% to 3%, if the hole process is performed under good conditions. while avoiding o.g. negative influences takes place. Since wall thickness deviations increase the costs of pipe production or its further processing, it is endeavored to keep these as small as possible. In terms of eccentricity, this means that the perforation process is to be kept under control with regard to disturbing influencing variables.

Alle Einflußgrößen im täglichen Walzbetrieb unter Kontrolle zu halten ist schwierig, insbesondere weil die Exzentrizität des Hohlblockes nicht sofort nach dem Walzen ausreichend genau erfaßt werden kann. Nach dem Walzen kann die Wanddicke des Hohlblockes nur an seinen Enden grob manuell gemessen werden. Diese Meßwerte geben jedoch keinen Hinweis auf die Exzentrizität über der Länge des Hohlblockes. Ausreichend detaillierte Meßwerte sind erst verfügbar nach der nächsten Umformstufe, falls dort ein Mehrkanal-Wanddickenmeßsystem vorhanden ist. Derartige Meßsysteme sind sehr aufwendig und teuer, so daß Rohrwerke meistens auf eine Installation verzichten. Wenn Heißwanddickenmeßsysteme nicht vorhanden sind, erhält man weitere grobe Anhaltwerte zur Exzentrizität erst durch Handmessung am gesägten Rohr auf dem Kühlbett oder detaillierte Werte später bei der Kalt-Ultraschallmessung in der Adjustage. Zu diesen Zeitpunkten ist jedoch schon eine große Anzahl von Rohren ggf. mit großer Exzentrizität und entsprechenden Kostennachteil gefertigt worden. Dieser Nachteil kann vermieden werden, wenn das Ausmaß der Exzentrizität sofort nach dem Lochprozeß bekannt ist. Controlling all factors in daily rolling operation is difficult, especially because the eccentricity of the hollow block can not be detected sufficiently accurately immediately after rolling. After rolling, the wall thickness of the hollow block can be roughly measured manually only at its ends. However, these measurements give no indication of the eccentricity over the length of the hollow block. Sufficiently detailed measured values are only available after the next forming stage if a multi-channel wall thickness measuring system is available there. Such measuring systems are very complicated and expensive, so that pipe plants usually do without an installation. If Hot-wall thickness measuring systems are not available, one obtains further rough stopping values for eccentricity only by hand measurement on the sawn pipe on the cooling bed or detailed values later in the cold ultrasonic measurement in the finishing. At these times, however, a large number of tubes has possibly been made with great eccentricity and corresponding cost disadvantage. This disadvantage can be avoided if the extent of eccentricity is known immediately after the piercing process.

Für eine detaillierte Messung der Exzentrizität direkt hinter dem Loch-Schrägwalzwerk steht nach dem vorbekannten Stand der Technik lediglich das Laser-gekoppelte Ultraschallmeßverfahren zur Verfügung. Ein solches Meßsystem wäre sehr aufwendig. Das ist der Grund, warum es derartige Installationen in Produktionsanlagen nicht gibt. Hingegen gibt es Wanddickenmeßsysteme hinter der folgenden Umformstufe. Aber auch diese Meßsysteme sind selten anzutreffen, da sie ebenfalls sehr aufwendig sind. Nach dem vorbekannten Stand der Technik gibt es kein Meßverfahren, das detaillierte Informationen zur Verteilung der Exzentrizität über der Länge des Hohlblockes direkt hinter dem Schrägwalzwerk liefert. Damit ist eine direkte Kontrolle und Korrektur des Lochprozesses nur in Extremfällen sehr großer, visuell beobachtbarer Exzentrizität möglich. For a detailed measurement of the eccentricity directly behind the hole-type cross-rolling mill according to the prior art, only the laser-coupled Ultraschallmeßverfahren available. Such a measuring system would be very expensive. That is the reason why such installations do not exist in production plants. On the other hand, there are wall thickness measuring systems behind the following forming stage. But these measuring systems are rarely encountered, since they are also very expensive. According to the known prior art, there is no measuring method that provides detailed information about the distribution of the eccentricity over the length of the hollow block directly behind the cross rolling mill. Thus, a direct control and correction of the hole process is possible only in extreme cases of very large, visually observable eccentricity.

Das beschriebene Problem wird gemäß den vorliegenden Patentansprüchen dadurch gelöst, daß eine Meßeinheit vorhanden ist, mit der die radiale Auslenkung der Dornstange während des Walzprozesses gemessen wird sowie eine Auswerteeinheit, mit der die Exzentrizität über der Länge des Walzgutes aus den Werten der Auslenkung der Dornstange ermittelt wird. The described problem is solved in accordance with the present claims by providing a measuring unit with which the radial deflection of the mandrel bar during the rolling process is measured and an evaluation unit with which the eccentricity over the length of the rolling stock is determined from the values of the deflection of the mandrel bar becomes.

Möglich ist die beanspruchte Lösung dadurch, daß bei fester Verbindung des Lochdornes auf der Dornstange eine radiale Auslenkung des Lochdornes in eine radiale Auslenkung der Dornstange umgesetzt wird. Eine radiale Auslenkung des Lochdornes resultiert aus den o.g. möglichen Störeinflüssen, wie ungleichmäßige Temperatur im Querschnitt des Bockes, nicht genaue Ausrichtung des Walzwerkes und der installierten Führungseinrichtungen, unsymmetrische Dorneigenschaften infolge Verschleißes oder Beschädigung, gebogene Dornstange. Während des Lochprozesses rotiert das Walzgut um seine Achse und läßt den in ihm befindlichen Lochdorn exzentrisch rotieren. Dementsprechend rotiert auch die Dornstange exzentrisch, d.h. der Mittelpunkt ihres Querschnittes (14 in 3) bewegt sich auf einer Kreisbahn um die Walzmitte (15 in 3). In der Nähe des Lochdornes, am Ende der Dornstange sind die Bewegung des Lochdornes und der Dornstange identisch. Wäre es möglich am Ende der Dornstange seine Bewegung zu messen, könnte man die Exzentrizität des Hohlblockes direkt erfassen. Das Ende der Dornstange ist jedoch für eine externe Messung nicht zugänglich. Folglich muß die Bewegung der Dornstange dort erfaßt werden, wo der über die Dornstage vorgeschobene Hohlblock die Messung nicht stören oder verhindern kann. Die Situation ist gegeben, wenn die Meßstelle weiter als eine Hohlblocklänge vom Walzwerk entfernt ist. Die Messung kann auch in kürzeren Entfernungen vom Walzwerk stattfinden, kann dann aber den Walzprozeß nur partiell erfassen, bis der Hohlblock die Meßstelle erreicht. Auch eine Messung an verschiedenen Stellen ist sinnvoll, um die komplexe Bewegung der Dornstange detaillierter zu erfassen. Die Bewegung der Dornstange bzw. seiner Oberfläche kann zum Beispiel durch eine Laser-Abstandsmessung (Doppler- oder Triangulationsmethode) erfolgen. The claimed solution is possible in that, when the piercing mandrel is firmly connected to the mandrel rod, a radial deflection of the piercing mandrel is converted into a radial deflection of the mandrel rod. A radial deflection of the piercer results from the above-mentioned possible interference, such as uneven temperature in the cross-section of the bucket, inaccurate alignment of the rolling mill and the installed guide devices, asymmetric mandrel properties due to wear or damage, curved mandrel. During the piercing process, the rolling stock rotates about its axis and causes the piercer located in it to rotate eccentrically. Accordingly, the mandrel rotates eccentrically, ie the center of its cross section ( 14 in 3 ) moves on a circular path around the roller center ( 15 in 3 ). In the vicinity of the piercer, at the end of the mandrel, the movement of the piercer and the mandrel are identical. If it were possible to measure its movement at the end of the mandrel bar, one could directly detect the eccentricity of the hollow block. However, the end of the mandrel bar is not accessible for external measurement. Consequently, the movement of the mandrel bar must be detected where the hollow block projected beyond the mandrel layers can not disturb or prevent the measurement. The situation exists if the measuring point is further away from the rolling mill than a hollow block length. The measurement can also take place at shorter distances from the rolling mill, but then can only partially detect the rolling process until the hollow block reaches the measuring point. Also, a measurement at various points is useful to capture the complex movement of the mandrel in more detail. The movement of the mandrel bar or its surface can be done for example by a laser distance measurement (Doppler or Triangulationsmethode).

In größerer Entfernung vom Dornstangenende bzw. vom Lochdorn sind der Bewegung der Dornstange ggf. neben der Bewegung des Lochdornes noch weitere Bewegungen überlagert, die sich zum Beispiel aus einer Durchbiegung der Dornstange ergeben. Es ist dann nicht mehr möglich, aus dem Meßdaten der Erfassung der Bewegung der Dornstange, direkt auf die Bewegung des Lochdornes zu schließen. Hierzu bräuchte man ein komplexes mathematisches Modell der Dornstangebewegung. Aber auch ohne ein solches Modell läßt sich das Problem lösen. Es ist lediglich erforderlich, in einigen Versuchen, Meßdaten sowohl der Dornstangenbewegung als auch der Wanddickenwerte am Hohlblock aufzunehmen und eine Korrelation zwischen den Meßwerten aufzustellen. So ist man schon mit wenigen Versuchen in der Lage, aus den Meßdaten der Dornstangenbewegung auf die Exzentrizität des Hohlblockes zu schließen. Dabei hilft auch die Tatsache, daß sich Exzentrizitäten, die auf unterschiedliche Ursachen und Entstehungsmechanismen zurückzuführen sind, in Bewegungen unterschiedlicher Frequenz zeigen. Eine Exzentrizität, die infolge einer ungleichmäßigen Erwärmung des Blockes entsteht, zeigt sich in einer exzentrischen Dorn- oder Stangenbewegung, die der Rotationsgeschwindigkeit des Blockes entspricht. Eine Exzentrizität, die sich aus einer radial auf Dorn und Dornstange wirkenden Kraft, z.B. infolge einer ungenauen Ausrichtung des Walzwerkes und seiner Führungseinrichtungen sowie einer gekrümmten Dornstange ergibt, zeigt sich in einer exzentrischen Dorn- oder Stangenbewegung, die der Rotationsgeschwindigkeit des Dornes entspricht. Block und Dorn drehen beim Lochprozeß mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, weil ihre Drehbewegung von Walzenabschnitten mit unterschiedlichem Durchmesser erzeugt wird. At a greater distance from the mandrel bar end or from the piercer, the movement of the mandrel bar, if necessary, is superimposed on further movements in addition to the movement of the piercer, resulting, for example, from a deflection of the mandrel bar. It is then no longer possible to conclude from the measured data of the detection of the movement of the mandrel, directly to the movement of the piercer. For this one would need a complex mathematical model of the thornsticks movement. But even without such a model, the problem can be solved. It is only necessary, in some experiments, to take measurement data of both the mandrel bar movement and the wall thickness values on the hollow block and to establish a correlation between the measured values. Thus, with only a few tests, it is possible to deduce the eccentricity of the hollow block from the measured data of the mandrel bar movement. This is helped by the fact that eccentricities, which are due to different causes and mechanisms of generation, show in movements of different frequencies. An eccentricity resulting from uneven heating of the block is manifested in an eccentric mandrel or rod movement that corresponds to the rotational speed of the block. An eccentricity resulting from a force acting radially on the mandrel and mandrel, e.g. As a result of an inaccurate orientation of the rolling mill and its guide means and a curved mandrel bar results in an eccentric mandrel or rod movement, which corresponds to the rotational speed of the mandrel. Block and mandrel rotate at a different speed in the hole process, because their rotational movement is generated by roller sections with different diameters.

In der praktischen Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist zunächst die Korrelation von Stangenbewegung und Exzentrizität zu bestimmen. Eine prinzipielle Anordnung von Meßsystem (11) mit Laserstrahl (12) und Dornstange (13) ist in 3 dargestellt. Die Amplitude der Dornbewegung in Form des Abstandes der Stangenoberfläche (13), die exzentrisch um die Walzmittellinie (15) rotiert, von einem Referenzpunkt (Position des Abstandmeßsystems(11)) in einer oder mehreren Ebenen (siehe 3, 16 und 17) während der Zeit des Lochprozesses erfaßt und die Wanddicke im Querschnitt und über der Länge des Walzgutes gemessen. Im Querschnitt sind an mindestens drei Stellen, die gleichmäßig im Umfang verteilt sind, Messungen vorzunehmen. Über der Länge des Hohlblockes sind mindestens etwa 20 gleichmäßig verteilte Meßpunkte vorzusehen. Aus den Meßdaten im Querschnitt wird der Wanddickenverlauf der Exzentrizität im Querschnitt ermittelt. Die grafische Darstellung (4) dieser Wanddickenverläufe über den über der Länge des Hohlblockes verteilten Meßpunkten zeigt in der Regel eine Überlagerung von mindestens zwei Exzentrizitäten (s.o.), die unterschiedliche Winkellagen (19) der Linie (20) der Wanddickenmaxima gegenüber einer Referenzlinie (18) aufweisen, die parallel zur Walzgutachse verläuft. Eine Exzentrizität, mit einem vergleichsweise kleinen Winkel ist der Blockrotation bzw. einer ungleichmäßigen Blocktemperatur zugeordnet. Eine zweite Exzentrizität mit größerer Winkellage ist der Dornrotation bzw. einer auf den Dorn radial wirkenden Kraft zugeordnet. In the practical application of the method according to the invention, first the correlation of rod movement and eccentricity is to be determined. A basic arrangement of measuring system ( 11 ) with laser beam ( 12 ) and mandrel ( 13 ) is in 3 shown. The amplitude of the Mandrel movement in the form of the distance of the rod surface ( 13 ), eccentric about the rolling center line ( 15 ), from a reference point (position of the distance measuring system ( 11 )) in one or more levels (see 3 . 16 and 17 ) during the time of the piercing process and measured the wall thickness in cross-section and over the length of the rolling stock. In cross-section measurements shall be made on at least three points distributed evenly around the circumference. Over the length of the hollow block at least about 20 evenly distributed measuring points are provided. From the measured data in cross section of the wall thickness profile of the eccentricity is determined in cross section. The graphical representation ( 4 ) of these wall thickness profiles over the distributed over the length of the hollow block measuring points usually shows a superposition of at least two eccentricities (see above), the different angular positions ( 19 ) the line ( 20 ) of the wall thickness maxima with respect to a reference line ( 18 ), which runs parallel to the rolling stock axis. An eccentricity, with a relatively small angle is associated with the block rotation or a non-uniform block temperature. A second eccentricity with a larger angular position is associated with the mandrel rotation or a force acting radially on the mandrel.

Ebenso lassen sich bei der Aufzeichnung der Stangenbewegung zwei Bewegungen mit unterschiedlicher Frequenz im Verlauf des gemessenen Abstandes der Stangenoberfläche vom Meßreferenzpunkt unterscheiden (5a). Eine Bewegung mit vergleichsweise geringer Frequenz (5b) ist der Blockrotation zugeordnet, eine zweite Frequenz (5c) ist der Dornrotation zugeordnet. Beide Bewegungen überlagern sich zur Bewegung der Dornstangenoberfläche (5a). Likewise, during the recording of the bar movement, two movements with different frequencies can be distinguished in the course of the measured distance of the bar surface from the measuring reference point ( 5a ). A movement with comparatively low frequency ( 5b ) is assigned to the block rotation, a second frequency ( 5c ) is assigned to the mandrel rotation. Both movements are superimposed to move the mandrel bar surface ( 5a ).

Unter Annahme konstanter Vorschubbewegung des Walzgutes in Walzrichtung können die über der Walzgutlänge aufgenommenen Wanddickenmeßwerte der Walzzeit und damit auch den über der Walzzeit aufgenommenen Abstandsmeßwerten zugeordnet werden. Hierbei wird die Exzentrizität mit kleiner Winkellage der Amplitude der Stangenbewegung mit niedriger Frequenz zugeordnet und die Exzentrizität mit großer Winkellage der Amplitude der Stangenbewegung mit höherer Frequenz. Die beschriebene Messung und Auswertung wird an mehreren Walzungen durchgeführt. Als Ergebnis liegt letztendlich eine grafisch oder mathematisch formulierte Abhängigkeit der Exzentrizität von der Amplitude der Stangenbewegung vor, separat für die zwei unterschiedlichen Exzentrizitäten. Mit dieser Beschreibung wird dann im laufenden Walzbetrieb, auch schon während des Lochprozesses, die aktuelle Exzentrizität des Hohlblockes anhand der Messung der Dornstangenbewegung ermittelt. Auf Grundlage der so ermittelten Exzentrizitäten kann sofort bei Überschreitung kritischer Werte eine Überprüfung und Korrektur des Walzprozesses stattfinden, wobei die Auswerteergebnisse schon den Hinweis geben, ob der Fehler bei der Blockerwärmung liegt, oder in der Mechanik, z.B. bei einer Dejustierung einer Stangenführung. Die Produktion von Rohren mit großer Exzentrizität wird mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens verhindert und damit die Produktqualität und das Ausbringen der Produktionsanlage verbessert. Assuming constant feed movement of the rolling stock in the rolling direction, the wall thickness measured values recorded over the rolling stock length can be assigned to the rolling time and thus also to the distance measured values recorded over the rolling time. Here, the eccentricity is associated with low angular position of the amplitude of the rod movement with low frequency and the eccentricity with high angular position of the amplitude of the rod movement with higher frequency. The described measurement and evaluation is carried out on several rolls. As a result, there is ultimately a graphically or mathematically formulated dependence of the eccentricity on the amplitude of the bar motion, separate for the two different eccentricities. With this description, the actual eccentricity of the hollow block is then determined in the current rolling operation, even during the hole process, by means of the measurement of the mandrel rod movement. On the basis of the eccentricities thus determined, a check and correction of the rolling process can take place immediately if critical values are exceeded, the evaluation results already indicating whether the error is due to blocking heating or in mechanics, e.g. at a misalignment of a rod guide. The production of pipes with large eccentricity is prevented by means of the method according to the invention and thus improves the product quality and the output of the production plant.

BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS

1 1: Kreis der Außenkontur eines Rohrquerschnittes Circle of the outer contour of a pipe cross-section
2 2: Kreis der Innenkontur eines Rohrquerschnittes Circle of the inner contour of a pipe cross-section
3 3: Rohrquerschnitt Pipe cross section
4 4: Abstand der Kreismittelpunkte Distance between the circle centers
5 5: Linie durch die Punkte des Wanddickenmaximums, des Wanddickenminimums und des Mittelpunktes des RohrquerschnittsLine through the points of the maximum wall thickness, the minimum wall thickness and the center of the pipe cross-section
6 6: Referenzlinie im Querschnitt Reference line in cross section
7 7: Walzgut rolling
8 8th: Linie der Winkellage der Exzentrizität Line of angular position of eccentricity
9 9: Referenzlinie in Längsrichtung Reference line in the longitudinal direction
10 10: Rotation des Walzgutes Rotation of the rolling stock
11 11: Meßgerät gauge
12 12: Meßstrahl measuring beam
13 13: Außenkontur der Dornstange im Querschnitt Outer contour of the mandrel in cross section
14 14: Mittelpunkte der Dornstange Center points of the mandrel
15 15: Mittelpunkt der Walzlinie Center of the rolling line
16 16: Zweites Meßgerät Second measuring device
17 17: Zweiter Meßstrahl Second measuring beam
18 18: Walzgutlängsachse the rolling stock
19 19: Winkel zwischen Walzgutlängsachse und der Linie der Wanddickenmaxima Angle between rolling stock longitudinal axis and the line of wall thickness maxima
20 20: Linie der Wanddickenmaxima Line of wall thickness maxima

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION

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Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature

HJ Pehle, Stahl und Eisen, Issue 6, 2006: 'Technological process control strengthens the competitiveness of pipe plants' [0006]

Claims

Rolling mill for producing seamless steel tubes in a cross rolling stand for punching blocks by means of a piercing pin, which is mounted on a mandrel bar, characterized in that a measuring device for detecting the Dornstangenbewegung in cross section and an evaluation unit for determining eccentricity from the amplitudes of the mandrel bar movement is present.