DE19709132C2

DE19709132C2 - Verfahren zum Kaltwalzen von Rohren oder Stangen im Kaltpilger- oder Kaltpilgerschrittverfahren

Info

Publication number: DE19709132C2
Application number: DE1997109132
Authority: DE
Inventors: Walter Wolf
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1997-03-06
Filing date: 1997-03-06
Publication date: 2002-11-07
Anticipated expiration: 2017-03-07
Also published as: DE19709132A1

Abstract

Verfahren zum Kaltwalzen von Rohren oder Stangen im Kaltpilger- oder Kaltpilgerschrittverfahren, bei dem über dem Walzgut und einem ortsfest angeordneten, rotationssymmetrisch kalibrierten, zylindrischen oder sich in der Walzrichtung verjüngenden Walzdorn (Innenwerkzeug) oder über dem Walzgut mindestens zwei sich um die rotationssymmertrische Mitte und mit dem Walzgerüst in und entgegen der Walzrichtung bewegende, auf dem Walzgut abrollende und das Walzgut umfassende, zylindrisch oder sich in der Walzrichtung verjüngend kalibrierte Ringwalzen oder Walzbacken angeordnet sind, wobei das Walzgut und/oder Innenwerkzeug im Bereich des Ein- und/oder Auslauftotpunktes des Walzgerüstes um die rotationssymmetrische Mitte in und/oder entgegen der Uhrzeigerbewegung gedreht und/oder entgegen der Walzrichtung bewegt wird, sieht vor, dass beim Walzen auf dem Vorwärts- und/oder Rückwärtshub des Walzgerüstes eine Streckung des Walzgutes wirksam wird, wobei eine kleinere Streckung des Walzgutes auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes und eine größere Streckung des Walzgutes auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstes ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltwalzen vor Rohren oder Stangen nach dem Oberbe griff des Patentanspruches 1.

Ein derartiges Verfahren ist Gegenstand der DE 196 09 291 A1. Das Verfahren, bei dem das Walzgut während des Walzens auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes um einen Weg entgegen der Walzrichtung geregelt und/oder gesteuert zurückweicht, ermöglicht bereits eine Leistungssteige rung der Kaltpilgerwalzwerke und wesentliche Qualitätsverbesserungen der gewalzten Rohre oder Stangen bei erwartungsgemäß niedriger Belastung der Maschinenelemente.

Es sind verschiedene Verfahren für das Kaltwalzen von Rohren oder Stangen im Kaltpilger- oder Kaltpilgerschrittverfahren vorgeschlagen worden, die überwiegend mehr oder weniger ungünstige Belastungen von Maschinenelementen in Kaltpilgerwalzwerken aufweisen.

Bei diesen bekannten Walzverfahren wurde die Bewegung des Walzgutes in der Walzrichtung im Bereich des Einlauftotpunktes des Walzgerüstes erzeugt. Im Bereich des Auslauftotpunktes des Walzgerüstes erfolgt keine Bewegung des Walzgutes in der Walzrichtung. Die erforderliche Bewe gung des Walzgutes um die rotationssymmetrische Mitte erfolgte bei diesen Verfahren überwiegend im Bereich des Einlauftotpunktes des Walzgerüstes.

Es wurden bereits Verfahren erwähnt, bei denen eine Bewegung des Walzgutes im Bereich des Auslauftotpunktes des Walzgerüstes durchgeführt wurde. Walzverfahren, bei denen die Bewegung des Walzgutes im Bereich des Auslauftotpunktes des Walzgerüstes und zusätzlich eine weniger gro ße Bewegung des Walzgutes im Bereich des Einlauftotpunktes des Walzgerüstes durchgeführt wur de, wurden ebenfalls erwähnt. Bei diesem Verfahren wurden die unzulässig erhöhten Kräfte am Walzgut als Erhöhung der horizontalen Walzkraftkomponente infolge der nunmehr verkürzten Länge des Arbeitskalibers ermittelt. Eine Überlagerung verschiedener gleichzeitig ablaufender Vorgänge wurde nicht erkannt. Eine ungünstige Belastung der Maschinenelemente überwiegend an Vorschub schlitten, Regelgetrieben und Dornwiderlagern wurde festgestellt.

Bei einer weiteren bekannten Walztechnik, wurde die Bewegung des Walzgutes in eine größere Vorschubrate im Bereich des Einlauftotpunktes des Walzgerüstes und eine kleinere Vorschubrate im Bereich des Auslauftotrunktes des Walzgerüstes aufgeteilt, wobei auch bei dieser Ausbildung die Maschinenelemente der Kaltpilgerwalzwerke ungünstige Belastungen aufweisen.

Bei den bekannten Verfahren zur Kaltreduzierung von Rohren oder Stangen konnte keine nen nenswerte Leistungssteigerung der Kaltpilgerwalzwerke erzielt werden.

Der im Patentanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, mit dem sich die Bewegung des Walzgutes vorzugsweise in der Walzrichtung im Bereich des Ein und/oder Auslauftotpunktes des Walzgerüstes nennenswert erhöhen lässt, um die beabsich tigte Leistungssteigerung des Kaltpilgerwalzwerkes bei gleicher Qualität der gewalzten Rohre oder Stangen zu ermöglichen.

Dieses Problem wird durch die im Patentanspruch 1 aufgeführten Merkmale gelöst.

Die Merkmale der vorgeschlagenen Erfindung zeigen, dass die nach dem Stand der Technik be kannten Kaltpilger- oder Kaltpilgerschrittverfahren wesentlich verbessert wurden. Die steigenden Anforderungen an gewalzte Rohre oder Stangen für die bekannten Verwendungszwecke zwingen die Hersteller von Kaltpilgerwalzwerken bessere Toleranzen für Durchmesser und Wanddicken der ge walzten Rohre sowie bessere Oberflächen- und Gefügestrukturen für das Fertigrohr zu erreichen. Das neue Kaltreduzierverfahren zum Walzen von Rohren oder Stangen nach den vorgeschlagenen mathematischen und physikalischen Gesetzmäßigkeiten erhöht die Qualität der fertig gewalzten Roh re der Stangen entscheidend und bewirkt eine erhebliche Leistungssteigerung insbesondere durch die Erhöhung des effektiven Vorschubes während eines Arbeitsspieles.

Das Kaltreduzierverfahren nach der vorgeschlagenen Erfindung zum Walzen von Rohren oder Stangen beinhaltet eine unterschiedlich große Streckung des Walzgutes während des Walzens auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstes

und während des Walzens auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes

Die Formelzeichen zur Berechnung der Streckung des Walzgutes während des Walzens auf dem Vorwärts- und Rückwärtshub des Walzgerüstes sind nachstehend erklärt.
λ = Streckung des Walzgutes für den betrachteten Bereich innerhalb des Arbeitsspieles
D = Außendurchmesser des Walzgutes im betrachteten Bereich des Arbeitsspieles
d = Innendurchmesser des Walzgutes im betrachteten Bereich des Arbeitsspieles
N = Anzahl der Stützstellen im betrachteter Bereich des Arbeitsspieles, wobei für die Berechnung der Streckung N ≧ 3 Stützstellen benötigt werden.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung ermöglicht es, insbesondere in Verbindung mit der Aufteilung des Vorschubes in eine Vorschubrate im Bereich des Ein- und Auslauftotpunktes des Walzgerüstes unter Berücksichtigung der Streckung des Walzgutes auf dem Vorwärts- und Rück wärtshub des Walzgerüstes und der Ausbildung des Kalibers der Ringwalzen oder Walzenbacken unter Berücksichtigung einer vorzugsweise gleichbleibenden Krümmung im Arbeitsbereich des Kali bers eine für unmöglich gehaltene Leistungssteigerung der Kaltpilgerwalzwerke bei akzeptabler Be lastung der Maschinenelemente zu gewährleisten.

Beim neuen Kaltreduzierverfahren nach der vorgeschlagenen Erfindung ist das Kaliber in und entgegen der Walzrichtung der sich auf dem Walzgut um die rotationssymmetrische Mitte abrollen den, zylindrisch oder sich in der Walzrichtung verjüngend kalibrierten Ringwalzen oder Walzenbac ken so ausgebildet, dass die Krümmung des Kalibers an jeder beliebigen Stelle im Arbeitsbereich im zulässigen Toleranzfeld liegt. Vom Kaliberanfang bis zum Kaliberende ist die Krümmung des Kalibers im betrachteten Bereich monoton steigend, monoton fallend und/oder gleichbleibend, wobei der be trachtete Bereich des Kalibers überwiegend der Länge des Arbeitskalibers entspricht. Das Toleranz feld berücksichtigt die für die erforderliche Qualität der fertig gewalzten Rohre oder Stangen und für die Belastung des Walzgutes und/oder Innenwerkzeuges zulässigen Relativbewegungen von Walz gerüst, Walzgut und/oder Innenwerkzeug während des Walzens.

Beim erfindungsgemäßen Verfahren ist es auch möglich das klassische Pilgerschrittverfahren an zuwenden, bei dem über einem ortsfest angeordneten, rotationssymmetrisch kalibrierten, zylindri schen Walzdom mindestens zwei sich um die rotationssymmetrische Mitte und mit dem Walzgerüst in und entgegen der Walzrichtung bewegende, auf dem Walzgut abrollende und das Walzgut umfas sende, zylindrisch kalibrierte Ringwalzen oder Walzenbacken angeordnet sind. Dieses Verfahren ist in seiner wirtschaftlichen Anwendung begrenzt, da beim Walzen auf dem Rückwärtshub des Walzge rüstes eine Streckung von annähernd 1 wirksam wird.

Eine weitere vorteilhafte Ausbildung der vorgeschlagenen Erfindung wird erreicht, wenn eine Teil rate des Vorschubes des Walzgutes in der Walzrichtung im Bereich des Ein- und/oder Auslauftot punktes des Walzgerüstes beim Walzen auf mindestens einem Vorwärt- und Rückwärtshub und/oder Rückwärts- und Vorwärtshub des Walzgerüstes unter Berücksichtigung des Weges um den das Walzgut entgegen der Walzrichtung zurückweicht wirksam wird, vorzugsweise zur Verbesserung der Qualität der fertig gewalzten Rohre oder Stangen für die bekannten Anwendungszwecke.

Claims

1. Verfahren zum Kaltwalzen von Rohren oder Stangen im Kaltpilger- oder Kaltpilgerschrittverfahren, bei dem über dem Walzgut und einem ortsfest angeordneten, rotationssymmetrisch kalibrierten, zylindrischen oder sich in der Walzrichtung verjüngenden Walzdom (Innenwerkzeug) oder über dem Walzgut mindestens zwei sich um die rotationssymmetrische Mitte und mit dem Walzgerüst in und entgegen der Walzrichtung bewegende, auf dem Walzgut abrollende und das Walzgut umfassende, zylindrisch oder sich in der Walzrichtung verjüngend kalibrierte Ringwalzen oder Walzbacken angeordnet sind, wobei das Walzgut und/oder Innenwerkzeug im Bereich des Ein- und/oder Auslauftotpunktes des Walzgerüstes um die rotationssymmetrische Mitte in und/oder entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht und/oder in und/oder entgegen der Walzrichtung bewegt wird, dadurch gekennzeichnet,
dass beim Walzen auf dem Vorwärts- und/oder Rückwärtshub des Walzgerüstes eine Streckung des Walzgutes wirksam wird, wobei eine kleinere Streckung des Walzgutes auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes und eine größere Streckung des Walzgutes auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstes ausgebildet ist,
dass die Bewegung des Walzgutes in und/oder entgegen der Walzrichtung im Bereich des Ein- und/oder Auslauftotpunktes des Walzgerüstes und/oder in und entgegen der Walzrichtung während des Walzens auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes insbesondere in Abhängigkeit der Streckung des Walzgutes beim Walzen auf dem Vorwärts- und/oder Rückwärtshub des Walzgerüstes gesteuert und/oder geregelt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Bewegung des Walzgerüstes, Walzgutes und/oder Innenwerkzeuges während des Walzens auf dem Vorwärts- und/oder Rückwärtshub des Walzgerüstes in Abhängigkeit der Krümmung des Kalibers in und entgegen der Walzrichtung der sich auf dem Walzgut um die rotationssymmetrische Mitte abrollenden, zylindrisch oder sich in der Walzrichtung verjüngend kalibrierten Ringwalzen oder Walzenbacken erfolgt oder gesteuert und/oder geregelt wird, wobei vom Kaliberanfang bis zum Kaliberende die Krümmung des Kalibers im betrachteten Bereich monoton steigend, monoton fallend und/oder gleichbleibend ist.

3. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass eine Teilrate der Bewegung des Walzgutes in der Walzrichtung im Bereich des Ein- und/oder Auslauftotpunktes des Walzgerüstes beim Walzen auf mindestens einem Vorwärts- und Rückwärtshub und/oder Rückwärts- und Vorwärtshub des Walzgerüstes wirksam wird.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Walzgut um einen Weg entgegen der Walzrichtung zurückweicht, der in Abhängigkeit der Teilrate der Bewegung des Walzgutes in der Walzrichtung, die auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes wirksam wird, und der Streckung des Walzgutes auf dem Vorwärts- und Rückwartshub des Walzgerüstes im betrachteten Bereich des Arbeitsspieles gesteuert und/oder geregelt wird.

5. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Weg, um den das Walzgut entgegen der Walzrichtung zurückweicht, im Bereich des Ein- und/oder Auslauftotpunktes des Walzgerüstes als Bewegung in der Walzrichtung wirksam wird.