DE2301333B2 - Vorrichtung zur spanabhebenden Oberflächenbearbeitung eines Metallrohres - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur spanabhebenden Oberflächenbearbeitung eines aus einer Elektroschlackeumschmelzkokille austretenden Metalltohres, die unmittelbar hinter der Austrittsöffnung der Kokille angeordnet ist und mindestens ein um das austretende Metallrohr umlaufendes, gegen dieses bewegbares Schneidwerkzeug aufweist.

Bei der Herstellung von Metallrohren durch das Elektroschlackeumschmelzverfahren mit Hilfe einer Rohrgießkokille weist das von der Kokille abgezogene Metallrohr an seiner Innen- und Außenoberfläche Ungleichmäßigkeiten, wie Erhebungen und Vertiefungen, auf, die im allgemeinen Maßabweichungen in der Größenordnung von ± 1 mm bedeuten. Außerdem können an diesen Oberflächen Schlacke- und Zünderstiicke anhaften. Für viele Verwendungszwecke der Rohre ist eine glatte Innenoberfläche von großer Wichtigkeit. Beispielsweise se'zt sich bei PyrolyserohrcR für petrochemische Vorrichtungen, insbesondere für die Gewinnung von Äthylen, eine große Menge Kohlenstoff an der Rohnnnenfläche ab, wodurch eine Aufkohlung des Rohrmaterials und auch eine Verringerung der Wanddicke des Rohres hervorgerufen werden. Eine Feinbearbeitung der Rohrinnenfläche auf eine möglichst hohe Oberflächengüte bewirkt eine starke Verringerung dieser Kohleablagerungen. Ähnlich wichtig ist eine glatte Innenoberfläche bei Reformerrohren für die Gewinnung von Wasserstoff, Ammoniak usw. Auf die Wichtigkeit der Bearbeitung der Innenoberfläche von im Stranggießverfahren hergestellten Rohren ist beispielsweise bereits in der DT-PS 8 60 399 hingewiesen. Bisher wurde eine solche Innenbearbeitung der Rohre in der Weise durchgeführt, daß die Metallrohre mit einer Wandstärke hergestellt wurden, die etwa 2 mm größer als die gewünschte Wandstärke ist. Durch die Bearbeitung der Innen- und Außenoberfläche wurden diese Rohre auf die gewünschte Endwandstärke gebracht. Zur Feinbearbeitung der Rohrinnenfläche wurden spanabhebende Verfahren verwendet, wie z. B. Honen oder Polieren. DieseVerfahren waren sehr mühsam und aufwendig, insbesondere wenn es sich um lange Rohrstücke mit verhältnismäßig geringem Innendurchmesser handelte, wie z. B. um die genannten Pyrolyserohre, die beispielsweise eine Länge von etwa 10 m und einen

Durchmesser von 38 bis 150 mm besitzen können.

Für die Bearbeitung der Außenoberfläche ist aus dem »Handbuch des Stranggießens« von H e r r m a η η eine Vorrichtung bekannt, bei der unmittelbar hinter der Austritlsöffnung der Stranggießkokille Schneidwerkzeuge angeordnet sind, die auf einem Drehtisch um den austretenden Metallstrang umlaufen. Diese Vorrichtung ist für die Bearbeitung der Außenoberfläche eines massiven Metallstranges vorgesehen, !O so daß diese Vorrichtung selbstverständlich keine Möglichkeit bietet, die Innenoberfläche eines Metallrohres zu bearbeiten. .

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zu schaffen, mit der sowohl die Außenoberfläehe als auch die Innenoberfläche eines im Elektroschlackeumschmelzverfahren in einer Stranggießkokille hergestellten Metallrohres unmittelbar nach dem Austritt des Rohres aus der Kokille spanabhebend bearbeitet werden können, um eine spätere mühsame und aufwendige Bearbeitung insbesondere der Innenoberfläche zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird mit einer Vorrichtung der eingangs genannten Art erfindungsgeinäß dadurch gelöst, daß zur Bearbeitung der Innenoberfläche des auslretcnden Metallrohres ein rotierendes Schneidwerkzeug vorgesehen ist, das durch eine den Formkern der Rohrgießkokille durchsetzende Welle antreibbar ist.

Die erfindungsgemäße Vorrichtung ermöglicht nicht nur die Bearbeitung der Außenoberflache des aus der Kokille austretenden Rohres, wie dies für einen Metallstrang nach dem Stand der Technik bekannt ist, sondern auch gleichzeitig die spanabhebende Bearbeitung der Innenoberfläche. Die Bearbeitung der Innenoberfläche kann dabei ebenso wie die Bearbeitung der Außenoberflache unmittelbar nach dem Austritt des Metalkohrcs aus der Kokille erfolgen, wo das Metallrohr noch rotglühend ist, so daß die Obcrflachcnvcrunrcinigungen und das Rohrmaterial noch weich sind und eine einfache Bearbeitung zulassen. Außerdem ist für die Bearbeitung der Innenoberfläche unabhängig von der Länge des Rohres nur eine kurze Antriebswelle für das Schneidwerkzeug erforderlich, was die Führung des Schneidwerkzeugs einfach und stabil macht. Die Anordnung der Schneidwerkzeuge unmittelbar an der Austrittsöffnung der Kokille hat weiter den Vorteil, daß die Zentrierung der Schneidwerkzeuge in bezug auf das Rohr äußerst einfach und genau erfolgen kann.

Als besonders vorteilhaft erweist sich die erfindungsgemäße Vorrichtung, wenn das Schneidwerkzeug an der Innenseite und das Schneidwerkzeug an der Außenseite des Metallrohres etwa auf gleicher Höhe angeordnet sind. Da sich bei dieser Ausführungsform die beiden Bearbeitungswerkzeuge über die Wandstärke des Rohres hinweg praktisch gegenüberliegen, heben sich ihre radialen Krafteinwirkungen auf das Rohr gegeneinander auf, so daß kein Verbiegen des noch weichen Rohres auftritt, was insbesondere bei dünnwandigen Rohren von großer Bedeutung ist.

Im folgenden wird die Erfindung an Hand eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 einen vertikalen Schnitt durch eine Vorrichtung gemäß der Erfindung und

F i g. 2 eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß f>5 Fig. 1.

Bei der in F i g. 1 und 2 dargestellten Vorrichtung werden mehrere Metall-Elektroden 1, die jeweils aus dem gleichen Werkstoff wie das herzustellende Metall-

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rohr bestehen, durch ein nicht dargestelltes Tragglied in lotrechter Lage, in einer praktisch der Querschnittsform des Metallrohrs entsprechenden Anordnung und in zweckmäßigem Absland voneinander getragen (F i g. 2). Die Metall-Elektroden 1 werden durch eine Vorschubeinrichtung 4, die durch eine nicht dargestellte Antriebseinrichtung angetrieben wird, mit zweckmäßiger Vorschubgeschwindigkeit abgesenkt. Eine wassergekühlte Cießkokille weist einen wassergekühlten Formkern 2 mit Kühlwasser-Einlässen und -Auslässen sowie eine wassergekühlte Außenform 3 mit Kühlwasser-Einlässen und -Auslässen auf.

Die Außenform 3 ist konzentrisch zum Formkern 2 angeordnet und umschließt diesen. Formkern 2 und Außenform 3 legen zwischen sich einen ringförmigen Formkern fest. Der Oberteil des ringförmigen Formkerns besitzt die Form eines Füll- und Zwischeniricliters, der im Betrieb ein Schmelzschlackebad 3 aufnimmt. Der Miltelbereich des ringförmigen Formkern* bildet einen Abschnitt zur Aufnahme der Metallschmelze. Die waagerechten Querschniusabmessiingen dieses parallelwandigcn Mittelbereichs entsprechen den Abmessungen des gewünschten Metallrohrs. Der Unterteil des Formraumes erweitert sich auswärts und abwärts. Die Metall-Elektroden I sind unmittelbar über dem Oberteil des ringförmigen Formraumes angeordnet, wobei das untere Ende jeder Elektrode in diesen Abschnitt hineinreicht. Außerdem ist eine Zicheinrich-Uing 6 mit einem Anfangstück 6a vorgesehen, das lotrecht verschiebbar von einem Maschinenrahmen /getragen wird, so daß es in den genannten Mittclbereich des ringförmigen Formraums der Form einführbar ist. An jede Metall-Elektrode 1 kann von einer Stromquelle 18 aus über eine Bürste 19 ein elektrischer Strom zugeführt werden. Bei der Herstellung eines Metallrohr mittels der vorstehend beschriebenen Vorrichtung wird das Anfangsstück 6;; der /.teileinrichtung 6 zunächst in den die Metallschmelze aufnehmenden Miltelbereich der Form eingeführt, und sobald der das Schmelz.schlackcbad aufnehmende Oberteil mit einer großen Flußmittelmenge gefüllt worden ist, werden die Metall-Elektroden I mittels der Vorschubeinrichtung 5 abwärts bewegt. Von der Stromquelle 18 wird dann über die betreffenden Bürsten 19 der Snom den Metall-Elektroden 1 zugeführt, um das Flußmittel /u schmelzen und ein Schmelzschlackebad .S" im Obcrieil der Form zu bilden. Sobald das Schmel/schlackebad S auf diese Weise gebildet worden ist, werden die Metall-Elektroden 1 jeweils kontinuierlich in das Schlackebad S vorgeschoben und darin abgeschmolzeti. Die Metallschmelze Msammelt sich im Mittclbcreich der Form an und verfestigt sich darin infolge der Kühlung durch die Kokille, so daß ein Metallrohr 5 gebildet wird. Das auf diese Weise gebildete Metallrohr 5 »vird durch die Zieheinrichtung 6 mit dem Anfangsstück 6;» kontinuierlich nach unten abgezogen.

Der Formkern 2 wird mittig von einer lotrechten Bohrung 2a durchsetzt, durch welche sich eine in Lagern 2b drehbare, lotrechte Welle 7 erstreckt. Das obere Ende der Welle 7 ist mittels eines Lagers im Maschinenrahmen F gelagert und trägt eine fest daran montierte Riemenscheibe 9. Das untere Ende der lotrechten Welle 7 ragt über die Unterseite des Formkerns 2 hinaus und trägt ein abnehmbar mit ihr verbundenes Schneidwerkzeug, z. B. einen Schneidstahl 8, welcher Schlacke, Zunder und Unregelmäßigkeiten an der inneren Mantelfläche des von der Kokille abgezogenen Metallrohrs 5 abträgt.

An passender Stelle des Maschinenrahmens Fist ein Motor 12 montiert, wobei ein Riemen IO über die Riemenscheibe 9 und über eine an der Antriebswelle des

>5 Motors 12 angebrachte Riemenscheibe 11 herumgelegt ist. Ersichtlicherweise wird mithin der Schneidstahl 8 zusammen mit der lotrechten Welle 7 über diese durch den Motor 12 angetrieben. Ein Ringglied 13, an dessen Außenumfang ein Zahnkranz R ausgebildet ist. ist auf einem feststehenden Sockel /. befestigt, der konzentrisch zur Welle 7 angeordnet ist. Auf dem Ringglied 13 ist abrollbar eine Laufkatze 14 angeordnet und mit einem Motor 17 versehen, der ein auf seiner Antriebswelle siuendes Ritzel 16 trägt, das mit dem Zahnkranz R des Ringgliedes 13 kämmt. Die Anordnung ist dabei so getroffen, daß bei eingeschaltetem Motor 17 die Laufkatze 14 um das Ringglied 13 herumläuft. Mit der Laufkatze 14 ist ein Schneidwerkzeug, z. B. ein Schneidstahl 15, verbunden, dessen Schneidkante der Schneidkante des Schneidstahls 8 gegenüberliegt und welcher die Aiißcnmantclfläche des aus der Kokille abgezogenen Metallrohrs 5 abdreht. Die Position der .Schneidstähle 8, 15 sind entsprechend einstellbar. Bei 14.i ist ein an der Laufkatze 14 vorgesehenes Führungsglied angedeutet.

Im folgenden ist die Arbeitsweise der vorstehend beschriebenen Vorrichtung erläutert. Wenn das in der Gießkokillc gebildete Metallrohr 5 durch die Abzieheinrichtung 6 kontinuierlich abgezogen wird, bewirkt der durch den Motor 12 angetriebene Schncidslahl 8 eine spanabhebende Bearbeitung der Innenwand des Metallrohrs 5, wodurch an der Wand anhaftende Schlacke- oder Zunderteilchen entfernt werden und gleichzeitig die Innenwand zu einer flachen, glatten Oberfläche feinbenrbeitel wird. Die Außenmantclfläche des Metallrohrs 5 wird durch den Schneidstahl 15 der durch den Motor 17 über das Ringglicd 13 angetriebenen Laufkatze 14 abgedreht und feinbearbeitet. Hierbei werden die Drehzahl des Schneidstahls 8 und die Schneidgeschwindigkeit des Schneidstahls 15 in Abhängigkeit vom Werkstoff und von den Abmessungen des Metallrohrs 5 sowie von der Abzichgeschwindigkeit entsprechend eingestellt. Die Schneidpositionen der Schneidstähle 8 und 15 werden unter Berücksichtigung der Temperatur des Metallrohrs 5 und anderer Schneidbedingungen zweckmäßig gewählt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

23 Ol 333 Patentansprüche:

1. Vorrichtung zur spanabhebenden Oberflächenbearbeitung eines aus einer Elektro-Schlacke-Umschmelz-Kokille austretenden Metallrohres, die unmittelbar hinter der Austrittsöffnung der Kokille angeordnet ist und mindestens ein um das austretende Metallrohr umlaufendes, gegen dieses bewegbares Schneidwerkzeug aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bearbeitung der Innenoberfläche des austretenden Metallrohres (5) ein rotierendes Schneidwerkzeug (8) vorgesehen ist, das durch eine den Formkern (2) der RohigieB-Kokille durchsetzende Welle (7) antreiboar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß das Schneidwerkzeug (8) an der Innenseite und das Schneidwerkzeug (15) an der Außenseite des Metallrohres (5) etwa auf gleicher Höhe angeordnet sind.