DE102015212905A1

DE102015212905A1 - Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre

Info

Publication number: DE102015212905A1
Application number: DE102015212905.5A
Authority: DE
Inventors: Hubert Strank; Peter Thieven; Helge Dähndel
Original assignee: SMS Group GmbH
Current assignee: SMS Group GmbH
Priority date: 2015-07-09
Filing date: 2015-07-09
Publication date: 2017-01-12
Anticipated expiration: 2035-07-10
Also published as: US20180169725A1; EP3319740A1; WO2017005666A1; RU2017141596A; DE102015212905B4; US10632514B2; MY190507A; RU2701386C2; RU2017141596A3

Abstract

Vorrichtung und Verfahren zur Herstellung eines Rohrs (1) aus einem eine Öffnung (3) aufweisenden Hohlblock (2), wobei die Vorrichtung aufweist: ein Walzwerk (30) zum Walzen des Hohlblocks (2) über eine in die Öffnung (3) des Hohlblocks (2) eingebrachte Walzstange (21), wodurch das Rohr (1) hergestellt wird. Hinter dem Walzwerk (30) ist eine Halteeinrichtung (70) zum Halten des Rohrs (1) vorgesehen, und die Vorrichtung ist ferner so aufgebaut ist, dass die Walzstange (21) nach dem Walzen aus dem Rohr (1) herausziehbar ist, während das Rohr (1) von der Halteeinrichtung (70) gehalten wird.

Description

Technisches Gebiet
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung eines Rohrs aus einem eine Öffnung aufweisenden Hohlblock, wobei die Vorrichtung ein Walzwerk zum Walzen des Hohlblocks über eine in die Öffnung des Hohlblocks eingebrachte Walzstange aufweist.
Hintergrund der Erfindung
Die 1 zeigt eine herkömmliche Stoßbank 20 zur Herstellung nahtloser Rohre 1 aus einem Hohlblock 2. Aus der Figur gehen auch die Herstellungsschritte und deren Reihenfolge – durch Pfeile gekennzeichnet – hervor:
Der Hohlblock 2 dient als Ausgangsmaterial. Er wird beispielsweise dadurch erhalten, dass ein Massivblock erwärmt und durch Schrägwalzen des Blocks über einen Dorn oder Eindrücken eines Lochdorns gelocht wird, wodurch sich eine Öffnung 3 durch den Hohlblock 2 erstreckt.
Der Hohlblock 2 wird anschließend in eine Kümpelmaschine 10 eingelegt. Deren Aufgabe besteht darin, ein Ende des Hohlblocks 2 so zusammenzupressen, dass ein kraftschlüssiges Ende 4 eingeformt wird – kraftschlüssig in Bezug auf eine Walzstange 21, die meist in den ungekümpelten Hohlblock oder alternativ im nachfolgenden Schritt in die Öffnung 3 des Hohlblocks 2 eingeschoben wird. Die Kombination aus Hohlblock 2 und Walzstange 21 wird dann in den Einlauf der Stoßbank 20 eingelegt.
Ein Treibapparat 25, der eine Vorschubeinheit 26 und eine druckübertragende Schaftstange 27 aufweist, presst die Walzstange 21 und den Hohlblock 2 nach vorn durch die Stoßbank 20. Dazu schiebt die Vorschubeinheit 26 die Schaftstange 27 nach vorn, diese wiederum wirkt auf das hintere Ende 22 der Walzstange 21. Durch das zuvor in der Kümpelmaschine 10 hergestellte kraftschlüssige Ende 4 des Hohlblocks 2, gegen welches das vordere Ende 23 der Walzstange 21 wirkt, werden die Walzstange 21 und der Hohlblock 2 gemeinsam nach vorn durch ein Walzwerk 30 getrieben. Bei der Stoßbank 20 sind die Walzen nicht angetrieben. Auf diese Weise wird der Hohlblock 2 während des Stoßprozesses auf die Walzstange 21 aufgewalzt. Es findet eine Formgebung des Hohlblocks 2 und insbesondere eine Längung desselben statt, wie aus der 1 hervorgeht. Des so hergestellte Halbzeug – das Rohr 1 – wird auf dem technischen Gebiet auch als Luppe bezeichnet wird.
Nach dem Auswalzen des Hohlblocks 2 zum Rohr 1 fährt der Treibapparat 25 zusammen mit der Schaftstange 27 wieder in die Ausgangsposition zurück. Dazu werden die im gewalzten Rohr 1 befindliche Walzstange 21 und die Schaftstange 27 voneinander getrennt. Die Stoßbank 20 ist für den nächsten Walzzyklus bereit.
Parallel dazu wird das ausgewalzte Rohr 1 mit der innenliegenden Walzstange 21 in ein Lösewalzwerk 40, auch als Reeler bezeichnet, geschoben, dessen Aufgabe darin besteht, das Rohr 1 und die Walzstange 21 voneinander zu lösen. Zu diesem Zweck wird der Durchmesser des Rohrs 1 durch einen Walzprozess zwischen bombierten, schräg stehenden Walzenpaaren vergrößert, so dass sich das durch den Temperaturverlust auf die Walzstange 21 aufgeschrumpfte Rohr 1 von der Walzstange lösen lässt.
In einer Ausziehmaschine 50 wird die Walzstange 21 anschließend aus dem Rohr 1 herausgezogen. Dabei wird das Rohr 1 von einer Haltevorrichtung 60 zurückgehalten. Danach kann das Rohr 1 weiteren Bearbeitungsschritten zugeführt werden, etwa einer Maß- bzw. Streckreduzierung. Die Walzstange 21 wird in den Walzstangenkreislauf zurückbefördert.
Herkömmliche Anlagen- und Verfahrenslayouts sind beschrieben in:

– „Herstellung von Rohren", Verlag Stahleisen M. B. H., Düsseldorf, 1975, Bild 3, S. 16 und Bild 14, S. 26
– Burkhard Schifferings, „Herstellverfahren für nahtlose Rohre mit kleiner und mittlerer Kapazität", Neue Hütte, 32. Jahrgang, Heft 1, 1987

Weitere Verfahren und Vorrichtungen gehen außerdem aus der DE 1 452 255 A und US 2,819,790 A hervor.
Beim Lösen des Rohrs 1 von der Walzstange 21 wird in dem oben angesprochenen Schrägwalzprozess im Lösewalzwerk 40 das Rohr 1 aufgeweitet, damit die Walzstange 21 herausgezogen werden kann. Dieser Vorgang hat eine Verformung des Rohrs 1 zur Folge, wodurch sich die Produktqualität verschlechtern kann. Insbesondere besteht die Gefahr, dass die Wanddicke des Rohrs 1 ungleichmäßig wird.
Darüber hinaus sind das Lösewalzwerk 40 und die Ausziehmaschine 50 Anlagenkomponenten, die als Teil der Stoßbank 20 oder als separate Anlagenteile bereitgestellt, für die Zusammenarbeit mit der Stoßbank 20 konfiguriert und gewartet werden müssen. Die Anlage kommt ferner nicht ohne technische Mittel für den Transport bzw. Umlauf der Walzstangen 21 zwischen den einzelnen Stationen auf.
Darstellung der Erfindung
Eine Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von Rohren mit verbesserter Qualität und/oder vereinfachtem Vorrichtungsaufbau bereitzustellen.
Gelöst wird die Aufgabe mit einer Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie einem Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 9. Vorteilhafte Weiterbildungen folgen aus den Unteransprüchen, der folgenden Darstellung der Erfindung sowie der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist zur Herstellung eines nahtlosen Rohrs aus einem Hohlblock ausgelegt. Der Hohlblock weist eine Öffnung auf, die etwa eine Durchgangsöffnung oder eine längliche, einseitig geschlossene Sacköffnung sein kann. Die Vorrichtung weist ein Walzwerk auf. Zum Auswalzen des Hohlblocks wird in die Öffnung desselben eine Walzstange, die ebenfalls Teil der Vorrichtung sein kann, eingebracht, und die Einheit aus Walzstange und Hohlblock wird dem Walzwerk zugeführt, worin der Hohlblock über der Walzstange ausgewalzt und ein Rohr hergestellt wird. Aus der Öffnungsform des Hohlblocks – diese kann sacklochförmig oder durchgehend sein – ergibt sich, dass unter die Bezeichnung ”Rohr” im vorliegenden Text zylindrische Hohlkörper sowohl mit durchgehender Öffnung als auch einseitig geschlossener Öffnung fallen. Ferner können der Hohlblock und/oder das Rohr zylindrisch in allgemeiner Form sein, d. h. eine Einschränkung auf einen Kreiszylinder besteht nicht. Vorzugsweise ist die Vorrichtung eine Stoßbank, bei der die Walzen im Walzwerk nicht angetrieben sind.
Erfindungsgemäß ist hinter dem Walzwerk eine Halteeinrichtung zum Halten des Rohrs vorgesehen. Dazu wird vorzugsweise eine Kraft auf das Rohr gegen einen Zug aufgebracht, der von der Walzstange bewirkt wird und entgegen der Walzrichtung wirkt. Ferner ist die Walzstange nach dem Walzen aus dem Rohr herausziehbar, d. h. vorzugsweise entgegen der Vorschubrichtung bewegbar. In Kombination mit der Halteeinrichtung wird das Rohr auf diese Weise nach dem Walzen von der Walzstange abgestreift. Mit anderen Worten wird mittels der Halteeinrichtung und durch das Herausziehen der Walzstange eine Relativbewegung zwischen dem Rohr und der Walzstange erzeugt, wodurch beide voneinander gelöst werden. Daraus folgt, dass die Halteeinrichtung das Rohr nicht notwendigerweise stationär – beispielsweise relativ zum Walzwerk – festhalten muss (aber durchaus kann), sondern lediglich so zu führen hat, dass die Walzstange mit einer Rückwärtsbewegung aus dem Rohr herausgezogen werden kann. Die Walzstange fährt dann vorzugsweise direkt zum Ausgangspunkt zurück, d. h. an jenen Ort, an dem die Walzstange in einen Hohlblock eingebracht wird.
Wenn im vorliegenden Text die Bezeichnungen ”vor” und ”hinter”, ”vorn” und ”hinten” usw. verwendet werden, dann beziehen sie sich auf Ortsangaben relativ zur Walzrichtung. ”Hinter” dem Walzwerk bedeutet somit in Walzrichtung stromabwärts oder, in Worten des Prozesses, nach dem Walzen. Gleichermaßen sind auch das ”vordere Ende”, ”Vorderende” oder ”hintere Ende” etwa der Walzstange eindeutig relativ zum Transport durch das Walzwerk bestimmt.
Statt Anwendung eines Lösewalzwerks zum Trennen des Rohrs von der Walzstange wird das Rohr hinter dem Walzwerk mittels der Halteeinrichtung von der Walzstange abgezogen, vorzugsweise direkt in der Linie des Walzwerks und vorzugsweise unmittelbar hinter dem Walzwerk. Damit hat das Rohr keine Zeit, sich so weit abzukühlen, dass es sich fest auf die Walzstange aufschrumpft. Gegebenenfalls können Mittel – etwa eine Isolierung – vorgesehen sein, um ein Abkühlen des Rohrs bis zum Abziehen zu vermeiden oder zu verlangsamen.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung verzichtet damit auf ein Lösewalzwerk. Insbesondere wird auf das Schrägwalzen im Reeler zum Lösen des Rohrs von der Walzstange verzichtet, wodurch eine damit verbundene in der Regel nachteilige und unerwünschte Verformung des Rohrs unterbunden wird. Die Qualität des Produkts wird verbessert, insbesondere kann eine besonders gleichmäßige Wanddicke des abgezogenen Rohrs gewährleistet werden. Weiterhin ist der Temperaturverlust des Rohrs vor der nachfolgenden Bearbeitung – etwa einer Maß- bzw. Streckreduzierung – vermindert, so dass auf ein Nachwärmen gegebenenfalls verzichtet werden kann. Durch den Entfall des Lösewalzwerks kann die Vorrichtung somit in mehrerer Hinsicht und in bestimmten Ausführungsbeispielen energieeffizienter betrieben werden: kein Betrieb des Lösewalzwerks, kein Nachwärmen, kein Umlauf mehrerer Walzstangen.
Neben den obigen Beiträgen zur Qualitätsverbesserung des Produkts und zur Energieeinsparung vereinfacht sich der Aufbau der Vorrichtung, indem ein Lösewalzwerk eingespart wird, ebenso ein Umlaufsystem für Walzstangen. Dies, wiederum, macht Einsparungen bei der Werkzeugvorhaltung und den Investitionskosten möglich. Statt vieler Walzstangen im Umlaufsystem ist der Einsatz von nur einer Walzstange möglich. Ein aufwändiger Walzstangenwechsel kann entfallen. Die Walzstange kann für mehrere ”Stiche” hintereinander verwendet werden. Damit ist die hier dargestellte Technologie insbesondere für kleine Anlagentypen geeignet.
Vorzugsweise weist die Vorrichtung eine Schaftstange auf, die mit der Walzstange auf Zug und Druck verbindbar ist. Indem die Walzstange ”rückwärts” aus dem Rohr herausgezogen wird, ist diese insofern vorzugsweise auf Zug belastbar und vorzugsweise mit der Schaftstange fest verbunden. Die Schaftstange und die Walzstange können etwa miteinander verschraubt sein. Vorzugsweise sind die beiden Stangen ineinander verschraubt, d. h. deren Enden weisen entsprechend ein Innen- bzw. Außengewinde auf. Die Walzstange und die Schaftstange bleiben somit vorzugsweise während mehrerer Walzzyklen fest miteinander verbunden. Es entfällt in diesem Fall ein aufwändiger Walzstangenwechsel.
Vorzugsweise ist die Walzstange bei festgehaltenem Rohr entlang des Transportwegs durch das Walzwerk, in umgekehrter Richtung zurückfahrbar. Es findet gemäß diesem Ausführungsbeispiel somit eine technisch gut zu realisierende Hin- und Herbewegung der Walzstange (ggf. mit daran befestigter Schaftstange) entlang der Walzlinie statt.
Vorzugsweise weist die Halteeinrichtung eine Haltebrille auf, die vor und/oder während des Herausziehens der Walzstange aus dem Rohr mit einer hinteren Stirnfläche des Rohrs in Kontakt bringbar ist. Damit wird das Rohr auf technisch einfache Weise von der Walzstange abgestreift. Alternativ kann das Rohr mittels Treibrollen, einer Ziehangel oder auf andere Weise relativ zur Walzstange gehalten werden.
Vorzugsweise ist vor dem Walzwerk eine Kümpelmaschine vorgesehen, die zur Verformung – etwa zum teilweisen oder vollständigen zusammenpressen – eines Abschnitts des Hohlblocks vorgesehen ist, so dass dieser kraft- und/oder formschlüssig mit der Walzstange in Kontakt bringbar ist. Vorzugsweise wird hierbei ein vorderer Abschnitt und/oder das Vorderende des Hohlblocks verformt. Die Kümpelmaschine ist vorzugsweise in der Walzlinie der Vorrichtung eingebunden und passend zur Lage eines ersten Rollenkorbes des Walzwerks ausgerichtet. Das Ankümpeln erfolgt somit gemäß einer bevorzugten Ausführungsform im Walzfluss. Die am Eingang des Walzwerks vorgesehene Kümpelmaschine arbeitet besonders gut mit einer hier dargelegten Vorrichtung zusammen, die ohne Umlauf der Walzstange und/oder ohne Trennung der Walzstange von der Schaftstange auskommt.
Vorzugsweise weist die Walzstange und/oder gegebenenfalls die Schaftstange einen oder mehrere Kühlkanäle auf, die mit einem fluiden Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, durchströmbar sind. Eine solche Maßnahme ist aufgrund der hohen Belastung, die auf die Walzstange – insbesondere während des Herausziehens aus dem Rohr – wirkt, vorteilhaft. Eine Kühlung der Walzstange kann auch auf technisch andere Weise realisiert werden, nichtsdestotrotz stellt die Kühlung mittels eines integrierten Kühlkanals die bevorzugte Variante dar, da auf diese Weise eine unerwünschte oder übermäßige Kühlung des Rohrs effektiv vermieden wird. Vorzugsweise ist ein zur Erstreckung der Walzstange zentraler, länglicher Kühlkanal vorgesehen. Gemäß einer weiteren Ausführungsform ist in dem Kühlkanal ein Kühlrohr vorgesehen, vorzugsweise konzentrisch zum Kühlkanal, das sich bis in den Bereich des Vorderendes der Walzstange erstreckt, das Kühlmittel bis dorthin fördert und durch eine Öffnung des Kühlrohrs in den Kühlkanal abgibt.
Zusammengefasst weist das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung eines Rohrs aus einem eine Öffnung aufweisenden Hohlblock auf: Einbringen der Walzstange in die Öffnung des Hohlblocks; Transportieren der Einheit aus Walzstange und Hohlblock durch das Walzwerk, zum Walzen des Hohlblocks über die Walzstange, wodurch das Rohr hergestellt wird; Halten des Rohrs mittels der Halteeinrichtung und Herausziehen der Walzstange, bei gehaltenem Rohr, aus der Öffnung des Rohrs.
Vorzugsweise wird die Walzstange für mehrere Walzzyklen, in denen jeweils ein Hohlblock zu einem Rohr gewalzt wird, verwendet, insbesondere ohne eine Trennung zwischen Walzstange und Schaftstange, sofern eine Schaftstange vorgesehen ist.
Die dargelegten Vorrichtungen und Verfahren eigenen sich besonders gut für Rohre mit großen Durchmessern, beispielsweise bis etwa 37 cm (14''), und/oder kleine Anlagenkapazitäten bis beispielsweise 200.000 Jato.
Weitere Vorteile und Merkmale der vorliegenden Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele ersichtlich. Die dort beschriebenen Merkmale können alleinstehend oder in Kombination mit einem oder mehreren der oben erwähnten Merkmale umgesetzt werden, insofern sich die Merkmale nicht widersprechen. Die folgende Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele erfolgt dabei unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die 1 zeigt den schematischen Aufbau einer Stoßbank zur Herstellung nahtloser Rohre, mit Lösewalzwerk und Ausziehmaschine, sowie ein entsprechendes Herstellungsverfahren.
Die 2a bis 2d zeigen den schematischen Aufbau einer Stoßbank, die ohne ein Lösewalzwerk und ohne eine herkömmliche Ausziehmaschine auskommt. Ferner geht aus den Figuren ein Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre mittels einer solchen Stoßbank hervor.
Die 3 zeigt eine Verbindung zwischen einer Walzstange und einer Schaftstange mit integriertem Kühlkanal.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele
Im Folgenden werden bevorzugte Ausführungsbeispiele anhand der Figuren beschrieben. Dabei sind gleiche, ähnliche oder gleichwirkende Elemente in den Figuren mit identischen Bezugszeichen versehen, und auf eine wiederholende Beschreibung dieser Elemente wird teilweise verzichtet, um Redundanzen zu vermeiden. Die Beschreibung der Ausführungsbeispiele erfolgt ausgehend bzw. unter Berücksichtigung der schematischen Darstellung der 1, die bereits im einführenden Abschnitt dargelegt wurde; insbesondere werden deren Notation und Bezugszeichen zur Vereinfachung der Darstellung beibehalten.
In der 2a ist ein Hohlblock 2 gezeigt, der zunächst von einer Kümpelmaschine 10 bearbeitet wird. Im Unterschied zur Anlage der 1 befindet sich die Kümpelmaschine 10 in der Linie der Stoßbank 20 vor dem Walzwerk 30. In diesem Sinne ist die Kümpelmaschine 10 in diesem Ausführungsbeispiel in die Stoßbank 20 integriert, und der Hohlblock 2 wird ohne vorherige Bearbeitung durch eine separate Kümpelmaschine in die Einlaufrinne der Stoßbank 20 gelegt.
Alternativ kann die Bearbeitung durch die Kümpelmaschine 10 wie in der 1 dargestellt oder auch auf andere Weise erfolgen oder entfallen. Insbesondere kann gemäß einem Ausführungsbeispiel auf ein Zusammenpressen oder Verformen des Hohlblocks 2 in einer Kümpelmaschine 10 verzichtet werden, wenn beispielsweise der Hohlblock 2 mit einer Sacköffnung, anstelle einer Durchgangsöffnung, vorgesehen ist oder das kraftschlüssige Ende direkt beim Guss oder der Ausformung des Hohlblocks 2 erzeugt wird. Wichtig ist, dass der Hohlblock 2 so geformt ist, dass er von der Walzstange 21 durch die Stoßbank gedrückt werden kann. Dazu ist vorzugsweise eine kraftschlüssige und/oder formschlüssige Verbindung zwischen Hohlblock 2 und Walzstange 21 herstellbar.
Im Falle des konkreten Ausführungsbeispiels der 2a wird unmittelbar vor dem Walzwerk 30 ein Ende des Hohlblocks 2 durch die Kümpelmaschine 10 so zusammengepresst, dass ein kraftschlüssiges Ende 4 in den Hohlblock 2 eingeformt wird – kraftschlüssig in Bezug auf die Walzstange 21, die vorzugsweise in den ungekümpelten Hohlblock in die Öffnung 3 des Hohlblocks 2 eingefahren wird. Im vorliegenden Beispiel weist die Walzstange 21 einen Absatz bzw. Vorsprung 21' verringerten Durchmessers auf, der zur präzisen Führung durch das offene Vorderende 4 des Hohlblocks 2 vorgesehen ist. Das geht besonders deutlich aus der 2b hervor.
Im Verfahrensstadium der 2a sind der Treibapparat 25, der die Vorschubeinheit 26 und die Schaftstange 27 aufweist, sowie die Walzstange 21 zurückgezogen und warten auf den Hohlblock 2.
Sobald der Hohlblock 2 in die Einlaufrinne der Stoßbank 20 eingelegt ist, fährt der Treibapparat 25, mit dem die Schaftstange 27 und die Walzstange 21 verbunden sind, vor und schiebt die Walzstange 21 in den Hohlblock 2.
Anschließend wird der Hohlblock 2 mit innenliegender Walzstange 21 mittels des Treibapparats 25 in den Arbeitsraum der Kümpelmaschine 10 gefahren. Dieser Arbeitsschritt geht aus der 2b hervor. Gegebenenfalls können Hilfsantriebe zur Führung und/oder zum Transport vorgesehen sein. Die Kümpelmaschine 10 weist Klemmbacken und/oder Arbeitswalzen 10' auf, die durch Zufahren bzw. Pressen den für die Kraftschlüssigkeit verformten, vorzugsweise verengten, Kümpelboden 4 ausbilden.
Anschließend treibt die Schaftstange 27, angetrieben von der Vorschubeinheit 26, den Hohlblock 2 mit innenliegender Walzstange 21 durch das Walzwerk 30 der Stoßbank 20. Dabei werden der Hohlblock 2 und die Walzstange 21 durch eine axiale Öffnung der Kümpelmaschine 10 geschoben. Der Hohlblock 2 wird während des Stoßprozesses von dem Walzwerk 30 auf die Walzstange 21 aufgewalzt, wodurch das Rohr 1, das auch als Luppe bezeichnet wird, hergestellt wird. Es findet hierbei eine Formgebung des Hohlblocks 2 und insbesondere eine Längung desselben statt. Dieser Vorgang geht aus einem Vergleich der 2b und 2c hervor.
Nach dem Durchstoßen stoppt der Treibapparat 25 und hält die Walzstange 21 und die darauf ausgewalzte Luppe 1 an einer definierten Position an. Dort greift im Anschluss daran eine Halteeinrichtung 70 an der Luppe 1 an, wie es in der 2c gezeigt ist. Beispielhaft ist die Halteeinrichtung 70 mit einer schließbaren Abziehbrille 71 ausgestattet, die etwa eine massive, durchbrochene, ggf. bewegliche Platte aufweist. Alternativ kann die Luppe 1 mittels Greifarmen, Treibrollen, einer Ziehangel oder auf andere Weise festgehalten werden.
Indem der Treibapparat 25 in die Ausgangslage zurückfährt und dabei nicht nur die Schaftstange 27 sondern auch die Walzstange 21 mitführt – vgl. 2d –, wird die Walzstange 21 aus der Luppe 1, die gleichzeitig von der Abziehbrille 71 zurückgehalten wird, gezogen. Die Walzstange 21 kann ohne Umlauf, d. h. ohne Herausnahme aus der Walzlinie, zurückgebracht und für den nächsten Hohlblock 2 vorbereitet, positioniert und/oder ausgerichtet werden.
Statt eines Lösewalzwerks 40 wird die Luppe 1 in der Linie der Stoßbank 20 mittels der Abziehbrille 71 und der Rückwärtsbewegung der Walzstange 21 von der Walzstange 21 gelöst. Dies geschieht vorzugsweise unmittelbar hinter dem Walzwerk 30, damit die Luppe 1 nicht oder nur wenig abkühlt und keine Gelegenheit hat, sich fest auf die Walzstange 21 aufzuschrumpfen. Gegebenenfalls können Mittel – etwa eine Isolierung – vorgesehen sein, um ein Abkühlen der Luppe 1 bis zum Abziehen zu vermeiden oder zu verlangsamen.
Der obige Aufbau verzichtet auf ein Lösewalzwerk 40 und auf eine separat, außerhalb der Stoßbank 20 vorgesehene Ausziehmaschine 50. Insbesondere wird auf das Schrägwalzen im Reeler zum Lösen der Luppe 1 von der Walzstange 21 verzichtet, wodurch eine damit verbundene Verformung der Luppe 1 unterbunden wird. Die Qualität des Produkts steigt, insbesondere kann eine besonders gleichmäßige Wanddicke der abgezogenen Luppe 1 gewährleistet werden. Weiterhin ist der Temperaturverlust der Luppe 1 vor einer etwaigen nachfolgenden Bearbeitung – etwa einer Maß- bzw. Streckreduzierung – verringert, so dass auf ein Nachwärmen gegebenenfalls verzichtet werden kann. Durch den Entfall des Lösewalzwerks 40 kann die Vorrichtung in mehrerer Hinsicht und in bestimmten Ausführungsbeispielen energieeffizienter betrieben werden: kein Betrieb des Lösewalzwerks 40, kein Nachwärmen, kein Umlauf mehrerer Walzstangen.
Neben den Beiträgen zur Qualitätsverbesserung des hergestellten Rohrs 1 oder Halbzeugs wird ein Lösewalzwerk 40 eingespart, ebenso ein Umlaufsystem für die Walzstange 21. Dies, wiederum, hat Einsparungen bei der Werkzeugvorhaltung und den Investitionskosten zur Folge. Statt vieler Walzstangen im Umlaufsystem ist der Einsatz von nur einer Walzstange 21 möglich. Ein aufwändiger Walzstangenwechsel kann entfallen. Die Walzstange 21 kann für mehrere ”Stiche” hintereinander verwendet werden. Damit ist die hier dargestellte Technologie insbesondere für kleine Anlagentypen geeignet.
Der dargelegte Prozess erfordert eine besondere Werkzeugausführung derart, dass die Walzstange 21 zurückfahrbar vorgesehen sein muss, die Walzstange 21 bevorzugt von der Schaftstange 27 zurückziehbar ist. In diesem Fall müssen die Schaftstange 27 und die Walzstange 21 auf Zug belastbar sein.
Zu diesem Zweck werden die Walzstange 21 und/oder die Schaftstange 27 vorzugsweise gekühlt. Die Kühlung kann beispielsweise mittels einer in 3 dargestellten Innenkühlung realisiert werden. In der 3 ist der Verbindungsbereich zwischen Schaftstange 27 und Walzstange 21 gezeigt. Die Verbindung kann beispielsweise eine Schraubverbindung 28 sein. Andere Verbindungsarten sind möglich, solange diese auf Zug belastbar sind. Alternativ können die Walzstange 21 und Schaftstange 27 einstückig ausgebildet sein. Ebenfalls möglich ist eine Ausführungsform, in der die Verbindung zwischen Schaftstange 27 und Walzstange 21 nicht auf Zug ausgelegt ist und die Walzstange 21 nach durchfahren der Stoßbank 20 von der der Schaftstange 27 gegenüberliegenden Seite zurückgedrückt oder auf andere Weise aus dem Rohr 1 herausgezogen und zurückgefahren wird.
Aus der 3 geht die oben angesprochene Innenkühlung der Einheit aus Schaftstange 27 und Walzstange 21 hervor. Zu diesem Zweck ist eine Längsöffnung bzw. ein Kühlkanal 29 zum Transport eines Kühlmittels, vorzugsweise Wasser, vorgesehen. Der Kühlkanal 29 erstreckt sich vorzugsweise zentral, in axialer Richtung der Walzstange 21 und/oder Schaftstange 27.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform befindet sich in dem Kühlkanal 29 ein Innenrohr 29', welches das Kühlmittel in die Stangenspitze befördert. Das vorzugsweise unter Druck stehende Kühlmittel kann etwa durch eine hintere Öffnung der hohlen Schaftstange 27 aus dem Kühlkanal 29 entweicht und gegebenenfalls in den Kühlkreislauf zurückgeführt werden.
Die oben dargelegten Vorrichtungen und Verfahren eigenen sich besonders gut für Rohre mit großen Durchmessern, beispielsweise bis etwa 37 cm (14''), und/oder kleine Anlagenkapazitäten bis beispielsweise 200.000 Jato.
Soweit anwendbar, können alle einzelnen Merkmale, die in den Ausführungsbeispielen dargestellt sind, miteinander kombiniert und/oder ausgetauscht werden, ohne den Bereich der Erfindung zu verlassen.
Bezugszeichenliste

1: Rohr
2: Hohlblock
3: Öffnung des Hohlblocks
4: kraftschlüssiges Ende des Hohlblocks/Kümpelboden
10: Kümpelmaschine
10': Klemmbacken oder Klemmwalzen
20: Stoßbank
21: Walzstange
21': Vorsprung am Vorderende der Walzstange
22: hinteres Ende der Walzstange
23: vorderes Ende der Walzstange
25: Treibapparat
26: Vorschubeinheit
27: Schaftstange
28: Schraubverbindung
29: Kühlkanal
29': Innenrohr
30: Walzwerk
40: Lösewalzwerk
50: Ausziehmaschine
60: Haltevorrichtung
70: Halteeinrichtung
71: Abziehbrille

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 1452255 A [0009]
US 2819790 A [0009]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

„Herstellung von Rohren”, Verlag Stahleisen M. B. H., Düsseldorf, 1975, Bild 3, S. 16 und Bild 14, S. 26 [0008]
Burkhard Schifferings, „Herstellverfahren für nahtlose Rohre mit kleiner und mittlerer Kapazität”, Neue Hütte, 32. Jahrgang, Heft 1, 1987 [0008]

Claims

Vorrichtung, vorzugsweise Stoßbank, zur Herstellung eines Rohrs (1) aus einem eine Öffnung (3) aufweisenden Hohlblock (2), mit einem Walzwerk (30) zum Walzen des Hohlblocks (2) über eine in die Öffnung (3) des Hohlblocks (2) eingebrachte Walzstange (21), wodurch das Rohr (1) hergestellt wird, dadurch gekennzeichnet, dass hinter dem Walzwerk (30) eine Halteeinrichtung (70) zum Halten des Rohrs (1) vorgesehen ist und die Vorrichtung so aufgebaut ist, dass die Walzstange (21) nach dem Walzen aus dem Rohr (1) herausziehbar ist, während das Rohr (1) von der Halteeinrichtung (70) gehalten wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass diese eine Schaftstange (27) aufweist, die mit der Walzstange (21) auf Zug und Druck verbindbar ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Schaftstange (27) und die Walzstange (21) miteinander Verschraubt sind.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzstange (21) bei von der Halteeinrichtung (70) gehaltenem Rohr (1) entlang des Transportwegs beim Walzen, in umgekehrter Richtung zurückfahrbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung (70) eine Haltebrille (71) aufweist, die beim Herausziehen der Walzstange (21) aus dem Rohr (1) mit einer hinteren Stirnfläche des Rohrs (1) in Kontakt bringbar ist.
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Walzwerk (30), vorzugsweise in der Walzlinie, eine Kümpelmaschine (10) vorgesehen ist, die zur Verformung, vorzugsweise zum teilweisen oder vollständigen zusammenpressen, eines Abschnitts des Hohlblocks (2) vorgesehen ist, für einen kraft- und/oder formschlüssigen Kontakt mit der Walzstange (21).
Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzstange (21) einen oder mehrere Kühlkanäle (29) aufweist, die mit einem fluiden Kühlmittel, vorzugsweise Wasser, durchströmbar sind.
Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in einem Kühlkanal (29) ein Kühlrohr (29') vorgesehen ist, das sich bis in den Bereich des Vorderendes der Walzstange (21) erstreckt, das Kühlmittel bis dorthin fördern und durch eine Öffnung des Kühlrohrs in den Kühlkanal (29) abgeben kann.
Verfahren zur Herstellung eines Rohrs (1) aus einem eine Öffnung (3) aufweisenden Hohlblock (2), mittels einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Verfahren aufweist: Einbringen der Walzstange (21) in die Öffnung (3) des Hohlblocks (2); Transportieren der Einheit aus Walzstange (21) und Hohlblock (2) durch ein Walzwerk (30), zum Walzen des Hohlblocks (2) über die Walzstange (21), wodurch das Rohr (1) hergestellt wird; Halten des Rohrs (1) mittels der Halteeinrichtung (70) und Herausziehen der Walzstange (21) aus der Öffnung (3) des Rohrs (1).
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzstange (21) bei von der Halteeinrichtung (70) gehaltenem Rohr (1) mittels einer Schaftstange (27), die auf Zug mit der Walzstange (21) verbunden ist, herausgezogen wird.
Verfahren nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzstange (21) bei von der Halteeinrichtung (70) gehaltenem Rohr (1) entlang des Transportwegs beim Walzen, in umgekehrter Richtung zurückgefahren wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Halteeinrichtung eine Haltebrille aufweist, die beim Herausziehen der Walzstange (21) aus dem Rohr (1) mit einer hinterer Stirnfläche des Rohrs (1) in Kontakt gebracht wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abschnitt des Hohlblocks (2) vor dem Walzen mittels einer Kümpelmaschine (10), die vorzugsweise in der Walzlinie vorgesehen ist, verformt wird, vorzugsweise teilweise oder vollständig zusammengepresst wird, für einen kraft- und/oder formschlüssigen Kontakt des Hohlblocks (2) und der Walzstange (21) mittels des verformten Abschnitts.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzstange (21) während des Walzens und/oder während des Herausziehens aus dem Rohr (1) gekühlt wird, vorzugsweise mittels eines fluiden Kühlmittels, das in einem oder mehreren Kühlkanälen (29), die in der Walzstange (21) ausgebildet sind, strömt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 9 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzstange (21) für mehrere Walzzyklen, in denen jeweils ein Hohlblock (2) zu einem Rohr (1) gewalzt wird, direkt hintereinander verwendet wird.