DE19532643A1

DE19532643A1 - Dornwalzanlage und Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Rohren

Info

Publication number: DE19532643A1
Application number: DE19532643A
Authority: DE
Inventors: Masayuki Yamada
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1994-09-05
Filing date: 1995-09-05
Publication date: 1996-03-14
Anticipated expiration: 2015-09-06
Also published as: JPH0871610A; DE19532643C5; IT1280929B1; DE19532643C2; CN1142833C; ITTO950708A0; ITTO950708A1; JP2897652B2; US5657659A; CN1129154A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Dornwalzanlage zum Herstellen nahtloser Rohre, und insbesondere nahtloser Stahlrohre, sowie ein Verfahren zum Walzen von Rohren unter Verwen dung der Dornwalzanlage.

Es ist ein Verfahren zur Verwendung von Dornwalzanlagen als Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Stahlrohren bekannt. Bei diesem in Fig. 1 dargestellten Verfahren wird ein Knüppel nach dem Erwärmen in einem Heizofen durch eine als Lochwalzanlage bezeichnete Vorstreck walzanlage zur Bildung einer Rohrluppe gelocht. Danach wird die Rohrluppe gestreckt und durch eine nachfolgende Dornwalzanlage gewalzt und auf die vorbestimmte Wandstärke endbearbeitet. Nach erneutem Erwärmen wird die Rohrluppe von einer Reduzierwalzanlage auf einen vorbestimmten Außendurchmesser gebracht, wodurch als Produkt ein nahtloses Stahlrohr erhalten wird. Der erneute Erwärmungsvorgang nach dem Strecken und Walzen kann gegebe nenfalls wegfallen.

Die Dornwalzanlage weist vier bis acht Doppelwalzengerüste auf, die in einer Reihe entlang einer Walzlinie angeordnet sind, wobei jedes Gerüst mit zwei Kalibrierwalzen versehen ist. Bei zwei einander benachbarten Gerüsten ist die Walzspalteinstellrichtung der Kalibrierwalzen eines der Gerüste schräg verlaufend eingestellt und um 90 Grad gegenüber der Walzspalteinstell richtung des anderen Gerüsts in einer zur Walzlinie senkrechten Ebene versetzt. Die Rohrluppe läuft zwischen den Kalibrierwalzen jedes Gerüsts hindurch, wobei eine Dornstange in der Rohrluppe eingesetzt ist, und wird bei diesem Glättungsvorgang gewalzt.

Beim Rohrwalzen unter Verwendung einer solchen Dornwalzanlage wird die Wanddicke des Rohres auf eine vorbestimmte Abmessung gebracht, indem das Material in einem Spalt zwischen den Kalibrierwalzen und der Dornstange gewalzt wird. Wenn die Wanddicke am Endbearbei tungsgerüst von dem vorbestimmten Wert abweicht, ist es erforderlich, die Spaltabmessungen zwischen den Kalibrierwalzen und der Dornstange entsprechend zu verändern. Es sind drei Verfahren zum Verändern der Spaltabmessungen bekannt: Austauschen der Dornstange, Austau schen der Kalibrierwalzen und Verändern des Walzspalts durch Verändern der Walzenpositio nen.

Das Austauschen der Kalibrierwalzen ist jedoch aufwendiger als das Austauschen der Dorn stange. Wenn der Walzspalt durch Verändern der Walzenpositionen geändert wird, kann eine exzentrische Wanddicke in Umfangsrichtung des zu walzenden Materials auftreten. Dies hat die folgenden Ursachen: Da die Wanddicke durch den Spalt bestimmt ist, der wiederum durch den Kalibrierdurchmesser der Kalibrierwalze und den Außendurchmesser der Dornstange bestimmt ist, verändert sich die von dem Kalibrierwalzenpaar gebildete Kalibrierform, wenn der Walzspalt einen von einem vorbestimmten Wert verschiedenen Wert aufweist, wodurch der Spalt in Umfangsrichtung verändert wird.

Die Fig. 2A und 2B sind schematische Darstellungen dieses Phänomens, wobei ein voll kommen rundes Kaliber als Beispiel dient. Fig. 2A zeigt den Zustand, in dem der Spalt zwischen zwei Kalibrierwalzen und einer Dornstange in Umfangsrichtung gleichmäßig ist, das heißt, die Wandstärke ist in Umfangsrichtung gleichmäßig. Der in Fig. 2B dargestellte Spalt zwischen den Kalibrierwalzen und der Dornstange ist demgegenüber verändert. Der Spalt wird in Umfangs richtung ungleichmäßig, wodurch eine in Umfangsrichtung exzentrische Wanddicke des Walz guts entsteht.

Aus diesen Gründen ist es üblich, die Dornstange auszutauschen, um die Wanddicke im End- Walzgerüst zu verändern. Da jedoch der Walzablauf derart festgelegt ist, daß die Wanddicke eines zu walzenden Materials in Inkrementen von 0,5 mm verändert wird, ist es erforderlich Dornstangen vorzusehen, die Außendurchmesser mit Abstimmungen von 1 mm aufweisen. Ferner sind beim Walzen von Rohrluppen mit einer Wanddicke üblicherweise ungefähr 15 Dornstangen erforderlich, da eine Dornstange nach dem Herausziehen aus einer Rohrluppe gekühlt und einem Prozeß unterzogen wird, bei dem Schmiermittel für den nächsten Walzvorgang aufgebracht wird. Aus diesem Grund ist es erforderlich, eine große Zahl von Dornstangen bereitzuhalten.

Zur Lösung dieses Problems wurde ein Walzgerüst mit vier Walzen entwickelt. Dieses Gerüst, das eine Kombination aus vier Kalibrierwalzen darstellt, ist als letztes Gerüst in der Reihe von Gerüsten angeordnet. Die Walzspalteinstellrichtung wurde um 45° gegenüber der Walzspaltein stellrichtung des vorhergehenden Doppelwalzengerüsts verschoben. Die Dornwalzanlage mit dem beschriebenen Aufbau ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Hei 6-87008 beschrieben.

Bei dieser Dornwalzlage wird jegliche exzentrische Wanddicke, die bei einer Veränderung des Walzspalts in der Reihe der zur Verringerung der Wanddicke verwendeten Doppelwalzengerüste erzeugt wird, durch das als letztes Gerüst eingesetzte Vier-Walzengerüst ausgeglichen. Hierdurch ist bei den Doppelwalzengerüsten eine Spaltveränderung in einem weiteren Bereich möglich. Dadurch kann die Zahl der Typen von Dornstangen verringert werden. Die der zuvor genannten Vorrichtung ähnliche Dornwalzanlage ist in der japanischen offengelegten Patentanmeldung Sho 62-28011 beschrieben.

Wenn jedoch die Zahl der Kalibrierwalzen in einem Kalibrierwalzengerüst erhöht wird, verrin gert sich unausweichlich die Breite der einzelnen Walzen und ein "squeezed outward" genanntes Phänomen, bei dem das Material zwischen den Walzen nach außen gedrückt wird, kann auf treten.

Bei einer Dornwalzanlage mit einem Vier-Walzengerüst als letztem Gerüst der Reihe von Gerüsten, tritt somit das "squeezed outward"-Problem an dem Vier-Walzengerüst auf. Dieses Problem des nach außen gedrückten Materials kann nicht durch Anpassung des Außendurch messers mit Hilfe einer Reduziervorrichtung verhindert werden und verringert die Qualität der nahtlosen Stahlrohre, das heißt, der Produkte der Dornwalzanlage.

Aufgrund des sekundären Nachteils, nämlich der Qualitätsverschlechterung, kann nicht gesagt werden, daß die herkömmliche Dornwalzanlage, die zur Verringerung der Zahl der Arten von Dornstangen als letztes Gerüst in der Reihe der Gerüste ein Vier-Walzengerüst aufweist, zufriedenstellend ist.

Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Dornwalzanlage zu schaffen, die das Auftreten des Problems des nach außen gedrückten Materials ("squeezed outward") verhindert, das entsteht, wenn ein Vier-Walzengerüst zur Beseitigung von Wandexzentrizitäten als das letzte Gerüst verwendet wird, und die hochqualitative nahtlose Rohre unter Verwendung einer geringen Anzahl von Dornstangen auf wirtschaftliche Weise herstellen kann. Die Erfindung betrifft ferner ein Rohrwalzverfahren, bei dem die Dornwalzanlage wirksam eingesetzt werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des kennzeichnenden Teils des Patent anspruchs 1 bzw. 7 gelöst.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Wenn ein Vier-Walzengerüst zur Beseitigung von Wandexzentrizitäten als das letzte Gerüst verwendet wird, tritt das zuvor beschriebene Phänomen des nach außen gedrückten Materials ("squeezed outward") auf. Von der Anmelderin durchgeführte Untersuchungen haben ergeben, daß das Problem des nach außen gedrückten Materials wesentlich durch den Außendurchmesser des in das Vier-Walzengerüst eintretenden Materials beeinflußt wird. Anders ausgedrückt: wenn der Außendurchmesser des in das Vier-Walzengerüst eintretenden Materials groß ist, kann das Problem des nach außen gedrückten Materials auftreten. Wenn der Außendurchmesser des Materials gering ist, tritt das Problem des nach außen gedrückten Materials nicht auf. Aus diesem Grund ist es erforderlich, ein Material mit einem geringen Außendurchmesser in das Vier- Walzengerüst einzuführen, um das Auftreten des Problems des nach außen gedrückten Materials an dem Gerüst zu verhindern.

Für das Einführen eines Materials mit einem geringen Außendurchmesser in das als letztes Gerüst angeordnete Vier-Walzengerüst, können einige Verfahren verwendet werden, welche den Außendurchmesser in den vor dem letzten Gerüst angeordneten Doppelwalzengerüsten verrin gern. Genauer gesagt sind dies zwei Verfahren: das Einstellen der Drehzahl der Walzen in jedem Gerüst und das Verringern des Außendurchmessers des Materials an den Kalibrierwalzen.

Das Verfahren des Einstellens der Drehzahl der Walzen ist jedoch nur im Längsmittelbereich des Materials wirksam, indem Spannung zwischen den Gerüsten aufgebracht wird. Der Außendurch messer der beiden Enden kann nicht verringert werden. Beim Verfahren des Verringerns des Außendurchmessers an den Kalibrierwalzen tritt bei einem großen Außendurchmesser des in die Walzgerüste eintretenden Materials das Problem des nach außen gedrückten Materials in den Walzgerüsten auf. Daher kann der Außendurchmesser nicht ausreichend verringert werden.

Aus diesem Grund ist es in der Praxis nicht möglich, den Außendurchmesser innerhalb der Gruppe der Doppelwalzengerüste zu verringern. Es ist daher erforderlich, den Außendurch messer des in die Gruppe der Doppelwalzengerüste eintretenden Materials zu verringern, das heißt, der Dornwalzanlage eine Rohrluppe mit einem geringen Außendurchmesser zuzuführen. Jedoch ist das Zuführen einer Rohrluppe mit geringem Außendurchmesser aus einem anderen Grund schwierig.

Da es erforderlich ist, eine Dornstange in die Rohrluppe einzuführen, bevor diese der Dornwalz anlage zugeführt wird, muß der Innendurchmesser der Rohrluppe bis zu einem gewissen Grad größer sein als der Außendurchmesser der Dornstange. Da ferner die auf der Eintrittsseite der Dornwalzanlage angeordnete Lochwalzanlage eine Vorstreckvorrichtung ist, weist der Außen durchmesser der der Dornwalzanlage zugeführten Rohrluppe eine geringe Genauigkeit auf, und der Außendurchmesser derselben ist in Längsrichtung sehr unterschiedlich und variiert von einer Rohrluppe zur nächsten erheblich. Es ist daher erforderlich, den Außendurchmesser der Rohrlup pe auf eine Abmessung einzustellen, die ein Einführen der Dornstange in die Rohrluppe mit einem ausreichenden Spiel ermöglicht, das durch Einbeziehen der erheblichen Abweichungen bestimmt wird. Es ist daher schwierig, den Außendurchmesser zu reduzieren.

Es ist somit unter den gegebenen Umständen schwierig, den Außendurchmesser einer Rohrluppe in den Doppelwalzengerüsten zu verringern und es ist ebenfalls schwierig, den Außendurch messer der der Dornwalzanlage zuzuführenden Rohrluppe zu verringern.

Angesichts dieser Tatsache hat die Anmelderin verschiedene Versuche und Untersuchungen unter verschiedenen Gesichtspunkten durchgeführt, um ein Verfahren zum Verhindern des Problems des nach außen gedrückten Materials ("squeezed outward") zu finden, das in dem als letztes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüst auftritt, wobei das Auftreten des Problems durch Zuführen von Material mit einem geringen Außendurchmesser zu den Doppelwalzengerüsten und durch Verringern des Außendurchmessers des in das als letztes Gerüst angeordnete Vier- Walzengerüst eintretenden Materials verhindert wird. Hieraus ergab sich, daß das Verringern des Außendurchmessers der Rohrluppe in einem auf der Eintrittsseite der Doppelwalzengerüstreihe angeordneten Vier-Walzengerüsts die gewünschte Wirkung hatte. Dies führte zur Entwicklung der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage.

Die erfindungsgemäße Dornwalzanlage ist eine Vorrichtung des Typs, bei dem eine Rohrluppe mit einer darin eingesetzten Dornstange gestreckt und gewalzt wird, indem die Rohrluppe durch mehrere Kalibrierwalzengerüste geleitet wird. Bei der Dornwalzanlage ist ein für die Durch messerverringerung vorgesehenes Vier-Walzengerüst, das zur Verringerung lediglich des Außendurchmessers des Rohres dient, als erstes Gerüst in der Reihe der Gerüste angeordnet, wobei eine Gruppe von Doppelwalzengerüsten, die zur Wanddickenverringerung vorgesehen sind, im Anschluß an das Vier-Walzengerüst angeordnet ist, und wobei ein für die Beseitigung von Wandexzentrizitäten vorgesehenes Vier-Walzengerüst, das zur Verringerung von Schwan kungen der Wanddicke in Umfangsrichtung dient, als letztes Gerüst angeordnet ist.

Bei der Herstellung nahtloser Rohre unter Verwendung einer Dornwalzanlage weist die von der Lochwalzanlage, die eine Vorstreckvorrichtung ist, erzeugte Rohrluppe eine geringe Genauigkeit der Abmessungen auf und der Außendurchmesser der Rohrluppe variiert in der Längsrichtung. Genauer gesagt wird der Außendurchmesser eines Materials, das nach dem Lochwalzen eine geringe Wandstärke aufweist, im letzten Walzgerüst vergrößert. Wenn diese Art der Abweichung des Außendurchmessers der Rohrluppe auftritt, verringert sich die Genauigkeit der Längen abmessung des Walzguts in der nachfolgenden Walzanlage, das heißt, in der Dorn-Walzanlage. Besonders wenn die Zahl der Gerüste in einer Dornwalzanlage gering ist, ist dieser Verlust an Genauigkeit bedeutend. Zum Vermeiden dieses Verlusts an Maßgenauigkeit des Walzguts in der Dornwalzanlage ist ein Ausführungsbeispiel vorgesehen, bei dem ein Vier-Walzengerüst zur Anpassung des Außendurchmessers nur auf der Eintrittsseite der Reihe der Doppelwalzengerüste angeordnet ist.

Bei der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage dient ein auf der Eintrittsseite der Reihe der Doppelwalzengerüste angeordnetes Vier-Walzengerüst für die Anpassung des Außendurch messers der Rohrluppe in Längsrichtung als Walzgerüst zur Verringerung des Außendurch messers, um so das Auftreten des Problems des nach außen gedrückten Materials ("squeezed outward") an dem Vier-Walzengerüst auf der Austrittsseite der Reihe der Doppelwalzengerüste zu verhindern.

Das Walzen, bei dem lediglich der Außendurchmesser verringert wird, ist als ein Walzen definiert, bei dem der Innen- und der Außendurchmesser einer Rohrluppe in gleichem Maße verringert werden, so daß die Innenfläche der Rohrluppe, in die eine Dornstange eingeführt wird, nicht eng an der Außenfläche der Dornstange anliegt. Das Walzen erfordert aus den nachfolgend genannten Gründen ein Vier-Walzengerüst mit einer Kombination aus vier Kalibrierwalzen.

Es ist möglich, daß die Zahl der Walzen in einem Gerüst zur Verringerung des Außendurch messers der Rohrluppe zwei, drei, vier oder fünf und mehr beträgt. Es ist jedoch kein Gerüst bekannt, das fünf oder mehr Walzen hat, da eine Maschine mit einem derartigen Gerüst kom pliziert wäre. Bei einem Gerüst mit drei Walzen wird die Maschine kompliziert, wenn ein Walzspalteinstellmechanismus zum Antreiben der Walzen und Einstellen des Außendurch messers der Rohrluppe vorgesehen ist, so daß eine solche Maschine keine Verwendung findet. Da das Verringerungsverhältnis des durchschnittlichen Außendurchmessers nicht groß gewählt werden kann, können bei einem Gerüst mit zwei Walzen die in der Lochwalzanlage erzeugten Schwankungen des Außendurchmessers nicht verhindert werden. Im Falle eines Gerüsts mit zwei Walzen erstreckt und bewegt sich die Rohrluppe in um 90° von der Walzspalteinstellrichtung verschiedene Richtungen, da das Walzen in zwei Richtungen der Rohrluppe erfolgt. Aus diesem Grund kann der durchschnittliche Außendurchmesser der Rohrluppe nicht verringert werden, selbst wenn eine hohe Walzkraft aufgebracht wird. Daher wird ein Vier-Walzengerüst als erstes Gerüst zur Reduzierung des Außendurchmessers der Rohrluppe verwendet.

Bei Vier-Walzengerüsten, die als erstes und letztes Gerüst angeordnet sind, ist jede Kalibrierwal ze mit einem Walzspalteinstellmechanismus versehen. Im allgemeinen werden zwei Walzen angetrieben und die beiden anderen Walzen werden nicht angetrieben. Dies liegt in dem nachfol gend beschriebenen Problem begründet. Wenn sämtliche vier Walzen angetrieben werden, wird der Aufbau der Maschine sehr kompliziert und die Maschine kann die hohen Walzkräfte der Walzen nicht aufnehmen. In dem ersten Vier-Walzengerüst erfolgt nur die Außendurchmesser verringerung. Dies geschieht, da eine hohe Antriebsleistung erforderlich ist und die Maschine bei gleichzeitiger Verringerung der Wanddicke eine erhebliche Verteuerung erfahren würde.

Indem durch das als erstes Gerüst angeordnete Vier-Walzengerüst nur der Außendurchmesser verringert wird, kann der Außendurchmesser des in die Doppelwalzengerüste eintretenden Materials verkleinert werden, selbst wenn der Außendurchmesser der der Dornwalzanlage zuzuführenden Rohrluppe groß ist. Infolgedessen ist der Außendurchmesser des in das Vier- Walzengerüst zur Beseitigung der Wandexzentrizitäten eintretenden Materials gering, ohne daß der Außendurchmesser des Materials in den Doppelwalzengerüsten verringert wurde, wodurch das am Vier-Walzengerüst auftretende Problem des nach außen gedrückten Materials vermieden ist.

Ein herkömmliches Beispiel, in dem ein Vier-Walzengerüst als erstes Gerüst einer Dornwalz anlage vorgesehen ist, ist in "REVAMPING OF SEAMLESS TUBE PLANT BY MINI-MPM TECHNOLOGY" in "Tube Economics & Technology" International Conference beschrieben. Bei diesem bekannten Beispiel können die Abweichungen des Außendurchmessers in Längs richtung einer von der Vorstreckwalzanlage kommenden Rohrluppe mit nur vier Doppelwalzen gerüsten nicht ausreichend kompensiert werden. Daher ist ein Vier-Walzengerüst als erstes Gerüst der Dornwalzanlage vorgesehen, um den Außendurchmesser der Rohrluppe zu vergleich mäßigen und den Spalt zwischen der Rohrluppe und der Dornstange zu verringern, so daß das erste Doppelwalzengerüst zwischen den Vier-Walzengerüsten effizient arbeiten kann. Dieses bekannte Beispiel, bei dem ein Vier-Walzengerüst nur als erstes Gerüst der Reihe von Gerüsten angeordnet ist, unterscheidet sich dahingehend grundlegend vom Aufbau der Dornwalzanlage der Erfindung, daß kein Vier-Walzengerüst für die Beseitigung von Wandexzentrizitäten als letztes Gerüst vorgesehen ist. Die mit dem Vorsehen des Vier-Walzengerüsts als erstes Gerüst einhergehende Absicht unterscheidet sich von derjenigen der Erfindung.

Bei der Untersuchung der Effizienz der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage hat sich her ausgestellt, daß das Verhältnis (D_i/D_m) zwischen dem Innendurchmesser D_i der Rohrluppe auf der Austrittsseite des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts und dem Außendurch messer D_m der Dornstange einen erheblichen Einfluß auf die Verhinderung des Auftretens des Problems des nach außen gedrückten Materials ("squeezed outward") hat.

Das erfindungsgemäße Rohrwalzverfahren wurde auf der Basis dieser Erkenntnis entwickelt. Beim Rohrwalzen unter Verwendung der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage wird das Verhält nis D_i/D_m zwischen dem Innendurchmesser D_i der Rohrluppe auf der Austrittsseite des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts und dem Außendurchmesser D_m der Dornstange auf 1,05 oder weniger eingestellt. Bei dem Rohrwalzverfahren unter Verwendung der erfindungs gemäßen Dornwalzanlage ist das Verhältnis D_i/D_m wesentlich und entspricht dem Grad der Verringerung des Außendurchmessers in dem als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüst. Wenn das Verhältnis 1,05 übersteigt, ist es schwierig, das Auftreten des Problems des nach außen gedrückten Materials an dem als letztes Gerüst angeordneten Vier-Walzengerüst zu verhindern. Aus diesem Grund ist das Verhältnis bei dem erfindungsgemäßen Rohrwalzverfah ren auf 1,05 oder weniger eingestellt.

Die genannten und weiteren Aufgaben und Merkmale der Erfindung ergeben sich im einzelnen aus der nachfolgenden detaillierten Beschreibung in Zusammenhang mit den zugehörigen Zeichnun gen.

Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische perspektivische Darstellung des Rohrwalzens unter Verwendung einer Dornwalzanlage;

Fig. 2A und 2B schematische Darstellungen der Veränderung des Walzspalts in einem Doppelwalzengerüst; und

Fig. 3 eine schematische Darstellung des Gerüstaufbaus eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage.

Fig. 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage. Ein Vier-Walzen gerüst 2 zur Durchmesserverringerung, das eine Kombination aus zwei Paaren von Kalibrierwal zen aufweist, bei der die Walzspalteinstellrichtung eines Paars senkrecht zu derjenigen des anderen Paars verläuft, ist als erstes Gerüst der Reihe von Gerüsten angeordnet. Im Anschluß an das Vier-Walzengerüst 2 sind vier Doppelwalzengerüste 3a bis 3d zur Wanddickenverringerung angeordnet, wobei jedes Gerüst zwei Kalibrierwalzen aufweist. Nach den Doppelwalzengerüsten, also als letztes Gerüst, ist ein Vier-Walzengerüst 4 zur Beseitigung von Wandexzentrizitäten vorgesehen, das eine Kombination aus zwei Paaren von Kalibrierwalzen aufweist, bei der die Walzspalteinstellrichtung des einen Paars senkrecht zu derjenigen des anderen Paars verläuft.

Die Walzspalteinstellrichtung des als erstes Gerüst angeordneten Vier-Walzengerüsts 2 ist gleich demjenigen des nachfolgenden Doppelwalzengerüsts 3a. Dies ist darin begründet, daß es für die Verhinderung des Auftretens des Problems des nach außen gedrückten Materials vorteilhaft ist, daß der von dem Profilbodenabschnitt des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts 2 gewalzte Materialabschnitt in Kontakt mit dem Flanschbereich des nachfolgenden Doppelwal zengerüst 3a gelangt. Ferner sind die Walzspalteinstellrichtungen der vier Doppelwalzengerüste 3a bis 3d in der Reihenfolge der Anordnung der Gerüste jeweils um 90° versetzt. Die Walzspalt einstellrichtung des als letztes Gerüst angeordneten Vier-Walzengerüsts 4 ist um 45° gegenüber derjenigen des vorhergehenden Doppelwalzengerüsts 3d versetzt, um so die Wirksamkeit der Beseitigung der Wandexzentrizitäten zu verbessern.

In beiden Vier-Walzengerüsten 2 und 4 ist jede Walze mit einem Walzspalteinstellmechanismus versehen, und ein Walzenpaar ist angetrieben, während das andere Paar nicht angetrieben ist.

Eine von einer Lochwalzanlage hergestellte und mit einer eingesetzten Dornstange 5 versehene Rohrluppe 1 durchläuft die Reihe von Gerüsten mit dem zuvor beschriebenen Aufbau und wird zu einem nahtlosen Rohr mit einer vorbestimmten Wanddicke gewalzt.

Zu diesem Zeitpunkt wird lediglich der Außendurchmesser der Rohrluppe 1 durch das als erstes Gerüst eingesetzte Vier-Walzengerüst 2 reduziert. Der Außendurchmesser des in die Doppelwal zengerüste 3a bis 3d eintretenden Materials ist somit verringert, ohne daß ein spezieller Vorgang zur Verringerung des Außendurchmessers der der Dornwalzanlage zugeführten Rohrluppe 1 erforderlich ist. Durch die Doppelwalzengerüste 3a und 3d wird die Wanddicke des Materials verringert und auf die vorbestimmte Abmessung gebracht. Das als letztes Gerüst vorgesehene Vier-Walzengerüst 4 beseitigt die in Umfangsrichtung ungleichmäßige Wanddicke, die durch die Doppelwalzengerüste 3a bis 3d erzeugt wird. Infolgedessen kann der Walzspalt in den Doppel walzengerüsten 3a bis 3d in einem großen Bereich eingestellt werden, wodurch das Herstellen nahtloser Rohre mit verschiedenen Wanddickenwerten bei Verwendung weniger Arten von Dornstangen möglich ist. Darüber hinaus wird der Außendurchmesser des in die Doppelwalzen gerüste 3a bis 3d eintretenden Materials verringert und der Außendurchmesser des in das letzte Vier-Walzengerüst 4 eintretenden Materials wird ebenfalls entsprechend verringert, wodurch das ansonsten an dem Vier-Walzengerüst 4 auftretende Problem des nach außen gedrückten Materi als ("squeezed outward") vermieden wird.

Obwohl die in Fig. 3 dargestellte Dornwalzanlage vier Doppelwalzgerüste aufweist, ist es möglich, eine Dornwalzanlage mit zwei bis sieben Gerüsten zu wählen.

Um die Auswirkungen der Erfindung festzustellen, wurden Walzversuche unter Verwendung der in Fig. 3 dargestellten Dornwalzanlage (mit insgesamt sechs Gerüsten) unternommen. Die Ergebnisse sind in der nachfolgenden Tabelle 1 dargestellt. Bei dem Testbeispiel 1 (Testergeb nisse 1 bis 6 in Tabelle 1) erfolgte das Walzen unter Verwendung einer Dornstange mit einem Außendurchmesser D_m = 143 mm, um ein Stahlrohr mit Walzabmessungen von 150 mm Außendurchmesser, 143 mm Innendurchmesser und 3,5 mm Wanddicke herzustellen. Unter diesen Bedingungen kann die Dornstange manchmal nicht in die Rohrluppe eingeführt werden, wenn die Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Rohrluppe und dem Außendurchmesser der Dornstange nicht 10 mm oder mehr beträgt. Die Abmessungen der Rohrluppe wurden daher mit 184 mm Außendurchmesser, 154 mm Innendurchmesser und 15 mm Wanddicke gewählt, wodurch eine Durchmesserdifferenz von 11 mm erhalten wurde. Ferner erfolgte bei dem Testbeispiel 2 (Testergebnisse 7 bis 12 in der Tabelle 1) ein Walzen unter Verwendung einer Dornstange mit einem Außendurchmesser D_m = 133 zur Herstellung eines Stahlrohres mit den Walzabmessungen von 150 mm Außendurchmesser, 133 mm Innendurchmesser und 8,5 mm Wanddicke. Wie bei dem Testbeispiel 1 wurden die Abmessungen der Rohrluppe beim Testbei spiel 2 auf 184 mm Außendurchmesser, 144 mm Innendurchmesser und 20 mm Wanddicke eingestellt, so daß die Differenz zwischen dem Innendurchmesser der Rohrluppe und dem Außendurchmesser der Dornstange 10 mm oder mehr betrug, wobei im vorliegenden Fall eine Differenz von 11 mm erhalten wurde.

Tabelle 1

Bei den Nummern 1 und 7 wurde in dem als erstes Gerüst angeordneten Vier-Walzengerüst und dem als letztes Gerüst angeordneten Vier-Walzengerüst kein Walzvorgang durchgeführt. In diesen Fällen traten exzentrische Wanddicken auf, obwohl das Problem des nach außen gedrück ten Materials nicht auftrat. Bei den Nummern 2 und 8 wurde in dem als erstes Gerüst angeordne ten Gerüst kein Walzvorgang durchgeführt. In diesen Fällen trat das Problem des nach außen gedrückten Materials an dem als letztes Gerüst angeordneten Vier-Walzengerüst auf, obwohl die exzentrischen Wanddicken durch das Walzen in dem letzten Vier-Walzengerüst beseitigt wurden.

Anders als in diesen Fällen war bei den Nummern 3 und 9 der Außendurchmesser der Rohrluppe am ersten Vier-Walzengerüst von 2 mm reduziert. Infolgedessen trat ein geringfügiges "Squeezed outward"-Problem auf. Bei den Nummern 4, 5, 6, 10, 11 und 12 war der Außendurchmesser an dem ersten Vier-Walzengerüst noch weiter reduziert. Da das Verhältnis (D_i/D_m) zwischen dem Innendurchmesser D_i der Rohrluppe auf der Austrittsseite des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts und dem Außendurchmesser D_m der Dornstange 1,05 oder weniger betrug, wurde bei den Nummern 4, 5, 6, 11 und 12 das Problem des nach außen gedrückten Materials ("squeezed outward") an dem letzten Vier-Walzengerüst vollständig verhindert, obwohl der Außendurchmesser der Rohrluppe so gewählt wurde, daß die Dornstange problemlos eingesetzt werden konnte.

Wie zuvor beschrieben, kann bei der erfindungsgemäßen Dornwalzanlage der Spalteinstell bereich in der Gruppe der Doppelwalzengerüste erweitert werden und die Zahl der Typen von Dornstangen kann verringert werden, indem als letztes Gerüst der Reihe von Gerüsten ein Vier- Walzengerüst für die Beseitigung der Wandexzentrizitäten verwendet wird. Das Auftreten des Problems des nach außen gedrückten Materials kann an dem letzten Vier-Walzengerüst durch Vorsehen eines Vier-Walzengerüsts verhindert werden, das als erstes Gerüst in der Reihe der Gerüste nur der Verringerung des Außendurchmessers dient. Ferner müssen die Abmessungen der der Dornwalzanlage zugeführten Rohrluppe nicht verringert werden und jeglicher sekundärer Nachteil, wie beispielsweise Schwierigkeiten beim Einführen der Dornstange, wird vermieden. Daher können hochqualitative nahtlose Rohre auf wirtschaftliche Weise unter Verwendung einer geringen Zahl von Dornstangentypen hergestellt werden, wodurch eine erhebliche Verringerung der Herstellungskosten der Rohre erreicht wird.

Ferner ist das erfindungsgemäße Verfahren zum Walzen von Rohren sehr wirksam, da es die erfindungsgemäße Dornwalzanlage in vorteilhafter Weise anwendet und die Kosten für die Dornstangen sowie die Investitionskosten für die zur Handhabung der Dornstangen erforderli chen Maschinen und andere Maschinen verringert.

Claims

1. Dornwalzanlage mit hintereinander angeordneten Walzgerüsten und mehreren Kalibrierwal zengerüsten zum Strecken und Walzen von Rohrluppen (1) mit einer darin eingesetzten Dorn stange (5) durch Hindurchführen der Rohrluppen (1) durch die Walzgerüste, dadurch gekenn zeichnet,

- daß als erstes Gerüst ein erstes Vier-Walzengerüst (2) zur Verringerung nur des Außendurch messers der Rohrluppen (1) in der Reihe hintereinander angeordneter Walzgerüste vorgesehen ist;
- daß als letztes Gerüst der hintereinander angeordneten Walzgerüste ein zweites Vier-Walzenge rüst (4) zur Beseitigung von Wandexzentrizitäten, nämlich zur Beseitigung von Abweichungen der Wanddicke der Rohrluppen (1) in Umfangsrichtung vorgesehen ist, und
- daß zwischen dem ersten Vier-Walzengerüst (2) und dem zweiten Vier-Walzengerüst (4) eine Gruppe von Doppelwalzengerüsten (3a-3d) zum Verringern der Wanddicke der Rohrluppen (1) angeordnet ist.

2. Dornwalzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das erste Vier-Walzengerüst (2) zwei Paare von Kalibrierwalzen aufweist, wobei die Walzspalteinstellrichtung des einen Paars senkrecht zu derjenigen des anderen Paars verläuft.

3. Dornwalzanlage nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zweite Vier-Walzengerüst (4) zwei Paare von Kalibrierwalzen aufweist, wobei die Walzspalteinstellrichtung des einen Paars senkrecht zu derjenigen des anderen Paars verläuft.

4. Dornwalzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Doppelwalzengerüste mehrere Doppelwalzengerüste (3a-3d) aufweist, wobei jedes Gerüst mit zwei Kalibrierwalzen versehen ist.

5. Dornwalzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Gruppe der Doppelwalzengerüste drei bis acht Doppelwalzengerüste aufweist, wobei jedes Gerüst mit zwei Kalibrierwalzen versehen ist, und die Walzspalteinstellrichtungen der drei bis acht Doppel walzengerüste in der Reihenfolge ihrer Anordnung jeweils um 90° versetzt sind.

6. Dornwalzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Walz spalteinstellrichtung des zweiten Vier-Walzengerüsts (4) um 45° gegenüber derjenigen des als letztes Gerüst in der Reihe der Doppelwalzengerüste angeordneten Doppelwalzengerüsts versetzt ist.

7. Rohrwalzverfahren unter Verwendung der Dornwalzanlage nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D_i/D_m) zwischen dem Innendurchmesser D_i der Rohrluppe (1) auf der Austrittsseite des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts (2) und dem Außendurchmesser D_m der Dornstange (5) 1,05 oder weniger beträgt.

8. Rohrwalzverfahren zum Strecken und Walzen von Rohrluppen (1) mit einer darin eingesetzten Dornstange (5) durch Hindurchführen der Rohrluppen (1) durch eine Dornwalzanlage mit mehreren Kalibrierwalzengerüsten, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:

- Leiten der Rohrluppen (1) durch ein erstes Vier-Walzengerüst (2) zur Verringerung lediglich des Außendurchmessers der Rohrluppen (1);
- Leiten der Rohrluppen (1) durch mehrere Doppelwalzengerüste (3a-3d) zur Verringerung der Wanddicken der Rohrluppen (1); und
- Leiten der Rohrluppen (1) durch ein zweites Vier-Walzengerüst (4) zur Beseitigung von Abweichungen der Wanddicke der Rohrluppen (1) in Umfangsrichtung.

9. Rohrwalzverfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D_i/D_m) zwischen dem Innendurchmesser D_i der Rohrluppe (1) auf der Austrittsseite des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts (2) und dem Außendurchmesser D_m der Dornstange (5) 1,05 oder weniger beträgt.

10. Rohrwalzverfahren nach Anspruch 7 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß das Verhältnis (D_i/D_m) zwischen dem Innendurchmesser D_i der Rohrluppe (1) auf der Austrittsseite des als erstes Gerüst verwendeten Vier-Walzengerüsts (2) und dem Außendurchmesser D_m der Dorn stange (5) <1 bis maximal ca. 1,05, vorzugsweise zwischen ca. 1,02 und ca. 1,05 beträgt.