"Verfahren zum-Streckreduzieren von Rohren"
Die Erfindung
befaßt sich mit dem Streckreduzieren von Rohren in einem vielgerüstigen Rohrreduzierwalzwerk"
dessen Streckgrad, im ganzen stufenlos veränderlich ist. Sie verfolgt das Zielg
mit Hilfe eines solchen Walzwerke Rohre verschiedener Wanddicken eines Loses und
erforderlichenfalls auch Rohre mit über ihre Länge verschiedener Wanddicke zu Fertigrohren
abzustrecken, die eine gleichmäßigere Wanddicke habeng als nach herkömmlicher Art
und Weise hergestellte- Rohre aufweisen. Beim Reduzieren von Rohren auf vielgerüstigen
Reduzierwalzwerken geht man allgemein von auf verschiedenartige Weisen hergestellten
nahtlosen Rohrluppen oder von aus Bändern lgngenahtgeschweißten Einheitsrohren aus,
Erfahrungsgemäß ist es technisch unmöglich, größere Mengen von Rohrluppen oder Einheiterohren
herzustellen. die alle die gleich4 Wanddicke haben. So weichen z.B. auf einer Stoßbank
gezogene nahtlose Rohre schon deswegen in ihren Wandstärken ab" weil die in größerer
Anzahl dazu gehörigen Dornstangen jeden Satzes schon von-ihrer Bearbeitung her nicht
alle
gleiche Durchmesser haben, und deren Durchmesser sich auch noch im Laufe der Benutzung
durch unterschiedliche Ab-
nutzung verändern. Anderseits kommen auch Rohrluppen
mit Über ihre Länge ungleichmäßiger Wanddicke vorg wie sie sich vor allem beim Auswalzen
ungleichmäßig erwärmten Walzguts ergeben. Vielgerüstige Rohrreduzierwalzwerke mit
einer Einrichtung zum.kontinuierlichen Verstellen des Gesamtstreckgrads erlauben
es, Wanddickenunterschiede an den Ausgangswerkstücken durch Verändern des Streckgrades
auszu" gleichen. Diese Möglichkeit nutzt man bisher in der Weise aus, daß man die
Wanddicken der aus dem.Walzwerk ausgelaufenen - fertigen - Rohre mit
der äollwandstärke vergleicht und entsprechend den dabei festgestellten Abweichungen
den Streckgrad des Walzwerks verändert. Diese Arbeitsweise führt aber nicht zu Rohren
mit untereinander und über ihre Länge stets gleich dicker Wand, weil einerseits
die Veränderungen des Streckgrads nicht mehr die Wanddicke der gemessenen Rohre
beeinflussen kann, anderseits aber ein neu eingestellter Streckgrad keineswegs immer
den Wanddicken einzelner oder sämtlicher der nachfolgendenRohre entspricht. Demgegenüber
ist Z weck der Erfindung die Auffinclung eines Verfahrens zum Streckreduzieren von
Rohred, das die Herstellung von beliebig vielen Rohren mit untereinander und über
die Länge der einzelnen Rohre glq-iohmäßig
dicker Wand aus Rohren
von untereinander und über ihre Länge ungleicher Wanddicke erlaubt, und zwar unter
Verwendung eines üblichen vielgerüstigen Streckreduzierwalzwerke mit im ganzen kontinuierlich
veränderlichem Streckgrad. Das Verfahren nach der Erfindung besteht darin, daß beim
Betrieb eines vielgerüstigen Walzwerks mit einer Einrichtung -aum kontinuierlichen
Verstellen des Gesamtstreckgrade nach dem üblichen Einstellen des mittleren Gesamtstreckgrades
des Walzwerks auf einen der gewünschten Veränderung der durchschnittlichen Wanddicke
der Ausgangsrohre entsprechenden Wert an den einzelnen Ausgangsrohren (Hohrluppen
oder Einheitsrohren) durch Messen festgestellte Abweichungen -on der mittleren Wanddicke
unmittelbar vor Einlauf des gemessenen Rohrs in das erste Gerüst als Steuergrößen
in den Antrieb der Verstelleinrichtung zur verhältnisgleichen Änderung des Streckgrades
des Reduzierwalzwerks eingegeben wird. Damit wird der Streckgrad des Walzwerks in
einer Weise'verändertg daß er beim Durchlauf von Walzgut mit mehr als Sollwanddicke
zu- und von Walzgu t mit weniger als Sollwanddicke abnimmt. Es ist zwar bekanntg
beim Walzen von Band am Ausgangsmaterial festgestellte Abweichungen der Wanddicke
von einer Sollgröße zur Beeinflussung der Arbeitsweise des Valzwe:Üks auszunutzen,
und zwar auch in der Weise, daß der zwischen zwei aufeinanderfolgenden Gerüsten
im Walzgut vorhandene Bandzug verändert wird.Bei allen bekannten Ein:ri,-htungen
dieser
Art wirkt jedoch jeweils ein Meßergebnis immer nur auf die Arbeitsweise eines einze
lnen Gerüstes. Das-gilt auch für#eine bekannte Anlage zum Messen und Regeln eines,-Walzvo,rgangs,
bei der das hinter-dem ersten Walzgerlist gewonnene Meßergebnis auf das erste Gerüst
zurückwirkt,-und das vor dem letzten Gerüst gewonnene Meßergebnis das letzte Gerüst
beeinflußt, während die dazwischen-liegenden Gerüs te unbeeinfl#ußt>bleiben" Es
war nicht zu erwarten, daß es mit Hilfe einer summarischen zusätzlichen Beeinflussung
des Gesamtstreckgrades eines vielgerüstigen Streckreduzierwalzwerks-gelingen könnte,
Maßabweichungen am AusgangsroAr praktisch völlig auszugleichen und Enderzeugnisse
der angestrebten hohen. Genauigkeit zu erreichen. Das mußte umso weniger als möglieh
erscheinen, als in-der Fachliteratur schon bei-der Beschreibung einer Einrichtung
zur.Dickenregelung bei Kaltwalzwerken für Bleche durch Beeinflüßung-der Arbeitsweiseeines
einzelnen Wälzgerüstes da-rauf hingewiesen wird, daß bei der Vorw'ärtere'gelung,
also der Beeinflußung ein'es hin'ter einer Meße#telle#lie'gbnde-n Ge-rüsts -für
den Zeitpunkt des Korrekture.ineatzes der Abstand zwischen:Meßstelle und Ge-' rüst
sowie die Zeit berücksichtigt werdän'müetön, die das Walzgut braucht, um von der
MeßstelleSum- Walzgerüst zu-'.' gelangen*
Erfahrungen mit der erfindungsgemäß
vorgeschlagenen Steuerung des Gesamtetreckgrades eines vielgerüstigen Walzwerks
haben jedoch gezeigt, daß die beim Einlauf eines je-
weils neuen Rohres in
das Streckreduzierwalzwerk eingegebene keßgröße nicht eine sofortige, sondern
- bedingt durch das Anlaufen und Hochlaufen des Verstellmotors
- verzögerte Veränderung des Streckgrades bewirkt, und bei den heute übliehen
Walzgeschwindigkeiten während der Verzögerungsdauer das bereits im Walzwerk vorhandene
Rohr zum wesentlichen Teil noch mit dem vorher gÜltigen.Streckgrad weiter reduziert
wird. Weiter wurde festgestellt, daß die verursachten Streokgxadveränderungen die
Wanddicke des auslaufenden Rohre umso weniger beeinflussen, je mehr dieses
sich dem letzten Gerüst nähert-und unerwünschte stärkere Maßabweichungen sich höchstens
am ohnehin unbrauchbaren verdickten Ende ergeben. Daß die Vorausregelung sämtlicher
Gerüste für die Qualität eines noch im Walzwerk befindlichen Rohrs oder Rohrteils
unschädlich ist, wird weiter unten näher erläutert. Das erfindungsgemäße Verfahren
erlaubt die Herstellung von beliebig vielen Rohren mit untereinander und über die
Länge der einzelnen Rohre gleicher Wanddicke. Dabei spielt es keine Rolle,-ob die
Rohre auf Fertigmaß oder auf ein Zwischenmaß gewalzt werden. Das Verfahren ist anwendbar
bei_ der Herstellung sowohl von nahtlosen wie auch von geschweißten Rohren und auch
unabhängig davon" ob das Reduzierwalzwerk für sich allein oder in Verbindung mit
einer Schweißmaschine und
etwaigen weiteren Maschinen arbeitet,
Zum Messen von Blech- und Rohrwanddicken sind verschiedene Methoden bekannt, die
hinsichtlich der Genauig7 keit und der Verwertbarkeit ihrer Ergebnisse für die Automatisierung
des Steuervorgangs den Anforderungen der Praxis genügen, z.B. das Messen des in
einer das Rohr umschließenden, mit Mittelfrequenz gespeisten Spule fließenden Stroms
oder der von einer solchen Spule aufgenommenen Leistung, oder die Durchstrahlung
des Bandes-oder Ausgangsrohres mit f-Strahlen. Auch ist es mögl ich, die Wanddicke
mittelbar zu bestimmen.. z.B. durch Messen des elektrischen Widerstandes eines zwischen
zwei Fühlrollen geschalteten Rohrteil-s.-der ein Glied einer Meßbrücke bildet. Diese
Meßmethoden gestatten eine fortlaufende Messung sowohl am ganzen Ausgangsrohr als
auch an vorbestimmten Abschnitten eines solchen Rohrs. Bei Luppen läßt sich aus
Gewicht, Länge und Durchmesser die mittlere Wanddicke sehr genau bestimmen. Jedoch
können auf diese Weise einzelne örtliche oder systematisch über die Luppenlänge
verlaufende Abweichungen der Waftddicke-nicht erfaßt werden. Die rechnerische B-est#i#iuiu#g
der mittleren Wanddicke aus dem Gewicht wird deshalb -vornehmlich bei Zuppen für
vergleichsweise kurze nahtlose Rohre* Anwendung finden, indem für jede Einsatzluppe
das Meßergebnis zum,-Eins'tellen des Streckgrades des Reduzierwalzwerks benutzt
wird. Damit können Unterschiede in den mittleren
Wanddicken der
fertigen Rohre vermieden werden. Beim Walzen nahtloser Rohre in der'Vorstraße nimmt
die Wanddicke oft systematisch vom Anstichende zum auslaufenden Ende hin um mehrere
Zehntel Millimeter zu. Auch derartige Wanddickenunterschiede werden beim Streckreduzieren
ausgeglichen, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung am Reduzierwalzwerk
der Streckgrad so beeinflußt wird, daß er sich selbsttätig vom Einlauf zum Auslauf
systematisch ändert. Da bei Luppen, die auf ein und derselben Vorstraße und bei
unveränderter Arbeitsweise gewalzt werden, sich erfahrungsgemäß der elanddickenverlauf
während längerer Zeit kaum ändert, wird mit dieser starren Regelung ein gutes Enderzeugnis
erreicht.' Das Verfahren nach der Erfindung sei an einem Durchführungebeispiel näher
erläutert: Nahtlose Ausgangsrohre, deren - Wanddicken von Rohr zu Rohr verschieden
sind und bei denen die Wanddicke der einzelnen Rohre von einem Ende zum anderen
zunimmt, sollen auf einem Reduzierwalzwerk bei Walztemperatur unter Ausgleich der
vorhandenen Wanddickenunterschiede zu Rohren mit untereinander und über ihre Länge
gleichmäßiger Wandstärke reduziert werden. Das Walzwerk ist mit einer Einrichtung
zur zentralen Drehzahlsteuerung ausgerüstet, mit deren Hilfe der Streckgrad des
Walzwerks verändert werden kann. Die
Anderüngen des den durchlaufenden Rohren aufgezwungenen
Streckgrades-sind der Drehzahl des Steuerungsüntrie'b*e's',-
proportional.-Das Redüzierwalzwerk ist außerdem mit einer
auf die von den-durchlaufänden.Rohren abgestrahlte-W-ärm-e'
ansprecÜend . en Photozelle ausge-Tüstet, die hinter
etwa dem'
ersten D-rittel der Gesantzahl aller jeweils arbeitenden'
Walzgerüste angeordnet ist, bei Reduziexwalzwerkiaii mit sehr
träge auf-Änderungen reagierendem-Antrieb oder verzögerter
Meßwertübe:#teagung-#*aüc'h,näher zum-Einlaufgexüst oder-sogar
vor diesem-angeordnet sein- kann..
Vor dem Einsetzen.der- Au-sga#gsToh-:re in den Ofen
wird die mittlere Wanddicke jedes Rohres bestimmt,
aus dem Ergebnis von Messungen der AohTIänge und des elek-
trischön Wide-rstande-s oder des Gewichtes-und der#Rohrmaße
-
wie oben--besährieben. Die-gew önnenen Werte -we:edei! -unter
Bä-
rücksichti!#ung der Fertigrohrwanddicke -umgesetzt in die-
für
zz
jedes Rohr am Steuermotor* einzustellende-Drehzahl,
speichert..
Beim' Vorbeigehen des zuerst In- -das Walzwerk
eingelaufenen Endeä--des -"ärs'ten #RohrB an der -Photözelle
löst,
diese Über -die 'äelbättä-tige---.Steu"e:r,6i#nri-chtu#ig dign
Anlauf
deB Steue'rmoto'rä'äui3, der---deii.Steckg'rad deis Walzwerks
im-'-
Sinne des zÜerst-g'espeicheeten Steuei#werts veränder.t#.'.Nach-
Vorbeigehen * aUch'-des # ru* ckwärt igen Rohr.
ende s - bewirkt- 'die
Photozelle das Stillsetzen des Steuermotors. Ein gleiches Spiel
wiederholt sich beim Durchgang jedes weiteren Rohrs in der Reihenfolge der in der
selbsttätigen Steuereinrichtung gespeicherten Meßwerte. Dabei ist es unerheblich,
ob das vorhergehende Rohr schon vollständig aus dem Walzwerk ausgelaufen ist" während
das nachfolgende Rohr bereits die ersten Gerüste durchläuft. Zur Einstellung der
Drehzahlen nach dem geapeicherten Programm kann z.B. ein Feldspannungspotentiometer
am Steuermotor des Reduzierwalzwerkes oder an dessen Leonard-denerator dienen, dessen
Schleifer durch die selbsttätige Steuereinrichtung motorisch verstellt wird. Hat
ein Rohr die Phatozelle vollständig passiert, wird das Feldspannungspotentiometer
im Schnellgang wieder in die Ausgangestellung gebracht, worauf die durch.das folgende
Rohr beeinflußte Photozelle die Einstellung des Steuermotors auf die nächste gespeicherte
Drehzahl bewirkt. -
Dabei ist durch kontinuierliche Verstellung des Potentiometerschleifers
auch eine Beeinflussung des Steuermotors in der Weise möglich., daß er-während des
Durchgangs eines Rohrs durch das Walzwerk dessen Streckgrad kontinu-. ierlich verändert,.Durch
Verändern der Geschwindigkeit, mit der der Potentiometerschleifer verstellt wird"
kann auch der Anzahl der jeweils im Einsatz befindlichen.Walzwerkgerüste
Rechnung
getragen werden,. Es-lassen sich also aUch Ausgangsrohremit über ihre Länge verschiedener
Wanddicke zu Fertigrohren mit über ihre Länge gleichmäßiger Wanddicke reduzieren. "Method for the stretch reduction of tubes" The invention is concerned with the stretch reduction of tubes in a multi-stand tube reducing mill "whose degree of stretching is infinitely variable as a whole. It pursues the goal with the help of such a rolling mill, tubes of different wall thicknesses in a batch and, if necessary, tubes with to iron over their length of different wall thicknesses to produce finished tubes that have a more uniform wall thickness than tubes manufactured in the conventional manner. Experience has shown that it is technically impossible to manufacture larger quantities of tube blanks or unit tubes that all have the same wall thickness. For example, seamless tubes drawn on a push bench differ in their wall thicknesses because they are larger ßerer number associated mandrel bars each set of already-their processing ago do not all have the same diameter and the diameter of which also change over use by different wear and tear. On the other hand, there are also tube blanks with wall thicknesses that are uneven over their length, such as those that arise above all when rolling out unevenly heated rolling stock. Multi-stand tube reducing mills with a device for continuous adjustment of the total degree of stretching allow wall thickness differences on the starting workpieces to be equalized by changing the degree of stretching. This possibility has so far been exploited in such a way that the wall thicknesses of the - finished - pipes that have left the rolling mill are used compares the wall thickness with the outer wall thickness and changes the degree of stretching of the rolling mill according to the deviations found. On the other hand, however, a newly set degree of stretching by no means always corresponds to the wall thicknesses of individual or all of the subsequent pipes n with a wall of equal thickness between one another and over the length of the individual tubes, made of tubes with wall thicknesses that are unequal to one another and over their length, using a conventional, multi-stand stretch reducing mill with an overall continuously variable degree of stretching. The method according to the invention consists in that during the operation of a multi-stand rolling mill with one device -aum continuous adjustment of the total degree of stretching after the usual setting of the average total degree of stretch of the rolling mill to a value corresponding to the desired change in the average wall thickness of the starting tubes at the individual starting tubes (Hohrluppen or standard tubes) deviations detected by measurement -on the mean wall thickness is entered immediately before the measured tube enters the first stand as control variables in the drive of the adjusting device for the relative change in the degree of stretch of the reducing mill. The degree of stretching of the rolling mill is thus changed in such a way that it increases when rolling stock with more than the nominal wall thickness passes through and that of rolling stock with less than the nominal wall thickness decreases. It is known to utilize deviations of the wall thickness from a nominal value determined during the rolling of strip on the starting material to influence the operation of the Valzwe: Üks, namely also in such a way that the strip tension existing between two successive stands in the rolling stock is changed. With all known A: direction of this kind, however, always affects a measurement result only on the mode of operation of a single frame. This also applies to a known system for measuring and regulating a rolling process, in which the measurement result obtained after the first roll stand acts back on the first stand, and the measurement result obtained before the last stand influences the last stand, while the stands in between remain unaffected. "It was not to be expected that with the help of an additional overall influence on the overall degree of stretching of a multi-stand stretch-reducing mill, it would be possible to practically completely compensate for dimensional deviations at the starting tube and to achieve the desired high level of accuracy in the end products That had to appear all the less possible, as in the description of a device for controlling the thickness of cold rolling mills for sheet metal by influencing the operation of an individual rolling stand in the specialist literature it was pointed out that the forward control , i.e. the influence of a scaffolding behind a measuring point For the point in time of the correction, the distance between: measuring point and stand as well as the time are taken into account that the rolling stock needs to move from the measuring point to the rolling stand. ' get * experience with the proposed inventive control of the whole trek degree of vielgerüstigen mill, however, have shown that at the inlet of each case new pipe inserted into the stretch keßgröße not immediate, but - due to the start-up and ramp-up of the adjustment - delayed change in the stretching degree effected and at the übliehen today rolling speeds during the delay period, the already existing in the mill pipe gÜltigen.Streckgrad is further reduced to the essential part or with the before. further, it was found that the Streokgxadveränderungen caused less influence the wall thickness of the exiting pipes more, depending the more it approaches the last stand - and undesirable greater dimensional deviations occur at most at the thickened end, which is unusable anyway s is harmless, is explained in more detail below. The method according to the invention allows the production of any number of tubes with wall thicknesses of the same size among one another and over the length of the individual tubes. It does not matter whether the pipes are rolled to the finished size or to an intermediate size. The method can be used in the production of both seamless and welded pipes and regardless of whether the reducing mill works on its own or in conjunction with a welding machine and any other machines. Various methods are known for measuring sheet metal and pipe wall thicknesses, which meet the requirements of practice in terms of the accuracy and the usability of their results for the automation of the control process, e.g. measuring the current flowing in a medium-frequency fed coil surrounding the pipe or the power consumed by such a coil, or the radiation of the It is also possible to determine the wall thickness indirectly, for example by measuring the electrical resistance of a pipe part connected between two feeler rollers, which forms a link in a measuring bridge Measurement both on the whole output angsrohr as well as at predetermined sections of such a pipe. In the case of lobes, the mean wall thickness can be determined very precisely from the weight, length and diameter. In this way, however, individual local or systematic deviations in the thickness of the shaft cannot be recorded. The arithmetic B-est # i # iuiu # g of the mean wall thickness from the weight will therefore be used primarily for spunks for comparatively short seamless tubes, by using the measurement result for each insert blot to set the degree of stretch of the reducing mill . In this way, differences in the mean wall thicknesses of the finished pipes can be avoided. When seamless pipes are rolled in the pre-mill, the wall thickness often increases systematically by several tenths of a millimeter from the end of the piercing to the end of the pipe. Such differences in wall thickness are also compensated for during stretch reduction if, according to a further feature of the invention, the degree of stretching is influenced on the reducing mill in such a way that it automatically changes systematically from the inlet to the outlet. Since experience shows that the course of the ground thickness hardly changes over a long period of time in the case of blanks that are rolled on the same roughing train and with the same working method, a good end product is achieved with this rigid regulation. ' The method of the invention will be explained in more detail at a Durchführungebeispiel: Seamless output pipes whose - wall thicknesses are different from tube to tube and in which the wall thickness of the individual pipes from one end increases toward the other, are on a reducing mill at roll temperature while compensating for the existing wall thickness differences be reduced to pipes with a uniform wall thickness among each other and over their length. The rolling mill is equipped with a device for central speed control, with the help of which the degree of stretching of the rolling mill can be changed. the Changes imposed on the pipes passing through
Degree of stretch - are the speed of the control unit, -
proportional.-The reducing mill is also equipped with a
on the-heat-emitted-from-the-passing-pipes.
appealing . equipped with a photocell behind about the '
first third of the total number of all working
Roll stands is arranged, at Injektiexwalzwerkiaii with very
Sluggish drive responding to changes or delayed Measured values: #teagung - # * aüc'h, closer to-Einlaufgexüst or-even
can be arranged in front of this ..
Before putting the output in the oven
the mean wall thickness of each pipe is determined,
from the result of measurements of the AohTI length and the electrical
trischön Wide-rstande-s or the weight-and the # pipe dimensions -
as above - grate. The-won values -we: eh! -under bä-
Consideration of the finished pipe wall thickness - converted into the - for
currently
speed to be set for each tube on the control motor *,
saves ..
When 'passing the first in- the rolling mill
the broken-in end of the "ars'ten #PipeB" loosens the photo cell,
this about -the 'elbows ---. control: r, 6i # nri-chtu # ig dign start-up
deB Steue'rmoto'rä'äui3, the --- deii.Steckg'rad deis rolling mill in -'-
Sense of the initially saved control value changed t #. '.
Passing * aUch'-the # backward pipe. end s - causes- 'the
Photocell stops the control motor. The same game is repeated when each further pipe passes in the sequence of the measured values stored in the automatic control device. It is irrelevant whether the previous pipe has already run out of the rolling mill completely while the next pipe is already running through the first stands. A field voltage potentiometer on the control motor of the reducing mill or on its Leonard generator can be used to set the speeds according to the stored program If a tube has completely passed the phatocell, the field voltage potentiometer is quickly returned to the starting position, whereupon the photocell influenced by the following tube causes the control motor to be set to the next stored speed. - wiper of potentiometer, it is also possible by continuous adjustment influence of the control motor in such a way that it-while continu- the passage of a tube through the rolling mill whose degree of stretching varies ously, .By varying the speed,.. with which the potentiometer slider is adjusted "the number of rolling mill stands in use can also be taken into account. It is also possible to reduce starting pipes with wall thicknesses of different lengths over their lengths to finished pipes with wall thicknesses that are uniform over their length.