DE2333916C2 - Kalibrierung der Walzen einer Reduzierwalzstraße für Rohre - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Kalibrierung der Walzen einer dornlos arbeitenden Reduzierwalzstraße für Rohre, weiche eine Anzahl unmittelbar hintereinander angeordneter Walzgerüste besitzt, deren Walzen in den in Einlaufrichtung vorderen Gerüsten ovale Kaliberöffnungen bilden und mit der Ausgangsrohre mit unterschiedlichen Außendurchmessern bei im wesentlichen gleichen Innendurchmessern walzbar sind.

Bei Reduzierwalzstraßen dieser Art, wie sie beispielsweise durch die deutschen Fachzeitschriften »Blech 6« (1959) Nr. 10, Seite 782 bis 789 und »Archiv für das Eisenhüttenwesen« 41. Jahrgang, Heft 11 vom November 1970 bekanntgeworden sind, entsteht eine sogenannte ovale Form der Kaliberöffnungen dadurch, daß sich die im Querschnitt bogenförmigen Ausnehmungen in den einzelnen Walzen zu den Arbeitsflächenrändern hin vom Inkreis des Kaliberquerschnittes entfernen, so daß sich die Kaliberöffnungen im Bereich der Walzenspalte vergrößern oder erweitern. Diese Erweiterungen werden vorgesehen^ weil sonst Einwalzungen der Walzenkanten auf den Außenflächen der Rohre entstehen. Die Größe der Erweiterungen hängt zum ersten von der Durchmessel abnahme des Rohres im jeweiligen Kaliber ab, wobei die Erweiterungen um so größer sein müssen, je größer die Durchmesserabnahme ist. Zum zweiten ist das Wanddicken/Durchmesserverhältnis des Rohres entscheidend, und zwar, je relativ dünnwandiger das Rohr ist, um so größer müssen die Erweiterungen der Kaliberöffnungen im Bereich der Walzenspalte sein. Bei den bekannten Reduzierwalzstraßen ist man bestrebt, die Erweiterungen und damit die Ovalität der Kaliberöffnungen so klein wie möglich zu halten, damit die radiale Spannungs- und Verformungsverteilung in den Rohren während des Walzens so gleichmäßig wie möglich gehalten wird, um auf diese Weise eine Polygonbildung des Rohrinnenquerschnittes zu vermeiden. Außerdem werden bei den bekannten Reduzierwalzstraßen die Durchmesserabnahmen in den einlaufseitigen Kalibern ebenfalls klein gewählt, um ein Einfallen des Rohres zu vermeiden. Somit führt das Auslegungsprinzip der bekannten Bauarten zu einlaufseitigen Kaliberöffnungen mit kleiner Ovalität

Die bei den bekannten Reduzierwalzstraßen vorhandene kleine Ovalität der einlaufseitigen Kaiiberöffnun- gen ist jedoch nachteilig, wenn mit dem gleichen Walzensatz Rohre mit unterschiedlichen Außendurchmessern, aber im wesentlichen gleichbleibenden Innendurchmessern gewalzt werden sollen. Dies ist jedoch

ίο fast immer der Fall, weil die Walzprogramme solcher Walzstraßen stets eine ganze Reihe von Rohren verschiedener Querschnittsabmessungen umfassen. Folglich muß eine solche Reduzierwalzstraße unterschied-'■ch große Anstichaußendurchmesser verarbeiten kön- nen. Es ist daher erforderlich, daß die einlaufseitig erste Kaliberöffnung für den größten Außendurchmesser aller einlaufenden Rohre ausgelegt ist Dies hat wiederum zur Folge, daß dann, wenn Rohre mit kleineren Außendurchmessern in die Walzstraße einlaufen, die Arbeits- flächen der Walzen des einlaufseitig ersten Kalibers die Außenfläche des Rohres überhaupt nicht berühren. Das gleiche kann auch noch für das zweite und mehrere nachfolgende Kaliberöffnungen gelten, je nachdem wie groß der Außendurchmesser des einlaufenden Rohres ist Es kann deshalb sein, daß erst das dritte oder vierte

Kaliber der Walzstraße das sogenannte Anstichkaliber

ist, welches als erstes das einlaufende Rohr erfassen und verformen kann.

Das vorerwähnte Erfassen des Rohres durch ein wei-

ter auslaufseitig angeordnetes Kaiiber hat seinerseits den wesentlichen Nachteil, daß unterschiedliche Streckgrade entstehen, deren Größe abhängig ist von den Außendurchmessern der einlaufenden Rohre, wenn wie üblich eine bestimmte Drehzahlreihe eingestellt ist. Je kleiner der Außendurchmesser des einlaufenden Rohres ist, um so geringer ist der maximal erreichbare Zug, weil dessen Höhe von der Anzahl der an der Verformung des Rohres beteiligten Kaliber abhängt. Fei einer geringeren Anzahl von wirksamen Kalibern kann nur noch ein entsprechend niedrigerer maximaler Zug in Rohrlängsrichtung erzeugt werden, was naturgemäß zu einer Verringerung des Gesamtstreckgrades führt. Außerdem ändert sich auch die Einlaufgeschwindigkeit des Rohres, wenn es nicht vom einlaufseitig ersten, sondern von ei nem der nachfolgenden mit höherer Walzendrehzahl arbeitenden Kaliber erstmalig erfaßt wird. Die hierdurch sich verändernde Einlaufgeschwindigkeit bringt oftmals Schwierigkeiten wegen der der Reduzierwalzstraße vorgeschalteten Einrichtungen. Ferner stimmen

so der sich einstellende Zugaufbau und die Stufung der Drehzahlen nicht mehr mit den vorherbestimmten optimalen Werten überein. Darüber hinaus benötigt man bei den bekannten Walzstraßen eine relativ große Anzahl von Walzgerüsten, um ein bestimmtes Walzpro- gramm walzen zu können. Es müssen nämlich bei der bekannten Bauart eine größere Anzahl von einlaufseitigen Kalibern so ausgelegt werden, daß ihre Kaliberöffnungen nur eine relativ kleine Durchmesserabnahme bewirken, weil jedes dieser einlaufseitigen Kaliber das Anstichkaliber sein kann, und Anstichkaliber nach herkömmlicher Auslegung zur Vermeidung eines Einfallens der Rohrwandung nur eine kleine Durchmesserabnahme bewirken dürfen. Eine wesentliche Steigerung der Durchmesserabnahme ist daher erst im Bereich der wei ter auslaufseitig angeordneten Walzgerüste, beispiels weise hinter dem dritten oder vierten Walzgerüst möglich, weshalb ein bestimmter Rohrquerschnitt erst nach einer größeren Anzahl von Kalibern bzw. Walzgerüsten

erreicht ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Reduzierwalzstraße für Rohre zu schaffen, mit der ein besonders weit gefächertes Walzprogramm wirtschaftlich gewalzt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß im ersten Walzgerüst -eine ausgeprägte ovale Kaliberquerschnittsform vorgesehen ist, bei welcher der Inkreis der Kaliberöffnung kleiner als der Außendurchmesser des kleinsten Rohres und der Umkreis der Kaliberöffnung mindestens gleich, vorzugsweise größer als der Außendurchmesser des größten Rohres des mit der Kalibrierung walzbaren Programms bemessen ist Unter dem Inkreis der Kaliberöffnung ist jener Kreis zu verstehen, der den Kalibergrund jeder Walze des Kalibers gerade noch berührt Der Umkreis der Kaliberöffnung ist demgegenüber der Kreis, welcher durch die äußersten Punkte der Kaliberöffnung im Bereich der Walzenspalte hindurchgeht Der Mittelpunkt beider Kreise liegt im Bereich der Walzgutmittellängsachse.

Durch diese Ausbildung erhält man ein erstes Walzkaliber, das eine sehr viel ausgeprägtere Ovalität besitzt, als bei den bekannten Walzstraßen. Die OvaKtät wird nicht mehr, wie dort, entsprechend der Durchmesserabnahme und im übrigen möglichst klein gewählt, sondern in Abhängigkeit von dem größten und dem kleinsten Außendurchmesser der einlaufenden Rohre des vorgesehenen Walzprogramms. Eine solche Kaliberöffnung bewirkt eine Durchmesserabnahme, die vom Außendurchmesser des einlaufenden Rohres abhängig ist und sich im Gegensatz zu den bekannten Walzstraßen erheblich verändert Wegen des konstanten Innendurchmessers der einlaufenden Rohre werden dünnwandige und deshalb besonders einfallgefährdete Rohre im Querschnitt nur geringfügig reduziert, während die dickwandigen stabileren Rohre der größten Durchmesserabnahme unterliegen. Dieses Verhalten kommt den Stabilitätsverhältnissen entgegen, so daß bei optimaler Durchmesserabnahme ein Einfallen der Rohrwandungen nicht zu befürchten ist.

Da der Inkreis der Kaliberöffnung geringfügig kleiner ist als der Außendurchmesser des kleinsten Rohres und der Umkreis der Kaliberöffnung geringfügig größer ist als der Außendurchmesser des größten Rohres wird sichergestellt daß beim Walzen des kleinsten Rohres des Programms dieses auch schon vom ersten Kaliber erfaßt und verformt wird. Außerdem ist erfindungsgemäß sichergestellt, daß beim Walzen des größten Rohres des Programms dieses eben'alls vom ersten Walzkaliber, und zwar ohne Greifschwierigkeiten erfaßt wird.

Mit der erfindungsgemäßen Ausbildung wird auch erreicht, daß die Streckgrade beim Walzen der verschiedenen Rohre wesentlich gleichmäßiger gehalten werden können und keine Verringerung des maximalen Zuges durch das Ausfallen eines oder mehrerer Gerüste auftritt. Es kommt hinzu, daß der Zugaufbau bereits in den einlaufseitig ersten Kalibern beginnt, weil keine Kaliber bzw. Gerüstplätze durch nichtgreifende, alco unwirksame Kaliber verloren gehen. Ferner bleibt die Einlaufgesehwindigkeit weitgehend konstant, so daß vorgeschal- so tete Maschinen und Einrichtungen hiernach ausgelegt werden können und keine Schwierigkeiten beim Einlaufen der Rohre in die Walzstraße auftreten. Weil der Zugaufbau und die Durchmesserabnahme stets im einlaufseitig ersten Kalioer beginnen, können sie bei der Auslegung der Drehzahlreihen des Antriebes der Walzstraße vorherbestimmt und optimal ausgelegt werden. Infolgedessen kann man zwischen den vorderen Gerüsten in jecfem Fall die Möglichkeiten größerer Drehzahlstufungen ausnutzen.

Bei der erfindungsgemäßen Ausbildung braucht man nur noch die erste Kaliberöffnung so auszulegen, daß sie eine stark verringerte Durchmesserabnahme bewirkL In den folgenden Kalibern kann die Durchmesserabnahme pro Kaliber erheblich größer werden, so daß insgesamt eine deutlich höhere Durchmesserabnahme mit der erfindungsgemäßen Walzstraße erzielbar ist. Es läßt sich infolgedessen entweder bei gleicher Gerüstzaiil eine größere Wand- und Durchmesserabnahme erzielen oder eine bestimmte vorgegebene Wand- und Durchmesserabnahme ist mit einer geringeren Anzahl von Walzgerüsten zu erreichen. Beides bringt wesentliche wirtschaftliche Vorteile, die in einem umfangreicheren Walzprogramm und in einem geringeren Platzbedarf für die Walzstraße bei niedrigeren Anscbaffungs- und Betriebskosten zu sehen sind.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist in dem oder in den nachfolgenden Walzge Listen die Ovalität der Kaliberöffnungen stufenweise auf die bislang übliche Ovalität verringert Auf diese Weise vermeidet man eine Polygonbildung des Rohrinnenquerschnittes. Außerdem treten keine Schwierigkeiten auf, wie sie sonst bei einem unmittelbaren Übergang von einem Kaliber großer Ovalität auf ein herkömmliches Kaliber geringer Ovalität auftreten können.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispieles dargestellt Es zeigen

F i g. 1 ein erfindungsgemäßes Kaliber eines einlaufseitig ersten Walzgerüstes mit dünnwandigem Rohr;

F i g. 2 das Kaliber gemäß F i g. 1 mit dickwandigem Rohr.

In F i g. 1 sind drei Walzen 1, 2 und 3 nur teilweise dargestellt Alle drei bilden zusammen eine Kaliberöffnung 4. Die Kaliberöffnung 4 ist nicht kreisrund, sondern sie besitzt im Bereich der mit 6 bezeichneten Walzenspalte Erweiterungen 5. In der Kaliberöffnung 4 befindet sich ein Rohr 7, welches eine verhältnismäßig geringe Wanddicke besitzt. Im Bereich des Kalibergrundes jeder Walze 1 bis 3 wird das Rohr 7 im Außendurchmesser reduziert, weil der Inkreis 8 der Kaliberöffnung 4 geringfügig kleiner ist als der mit 9 bezeichnete ursprüngliche Außendurchmesser des Rohros 7.

In F i g. 2 ist in dasselbe Kaliber, welches in F i g. 1 dargestellt ist, ein dickwandiges Rohr 7a eingelaufen, dessen ursprünglicher Außendurchmesser 9 fast so groß wie der Umkreis 10 der Kaliberöffnung 4, aber doch kleiner als dieser, bemessen ist. Durch die Walzen 1 bis 3 des Kalibers erfolgt «ine relativ große Durchmesserabnahme des Rohres Ta, die — wie deutlich erkennbar wesentlich größer ist als die Durchmesserabnahme des Rohres 7 in F i g. 1. Die größere Durchmesserabnahme ist aufgrund der besonders großen Wanddicke des Rohres Ja möglich, ohne ein Einfallen der Roht wandung befürchten zu müssen. Aufgrund der Erweiterungen 5 erhält das Rohr 7a in F i g. 2 eine ausgeprägte dreiseitig ovale Form, die jed-ch wegen der abnehmenden Ovalität der nachfolgenden, nicht dargestellten Kaliber zur Auslaufseite der Reduzierwalzstfaße hin abnimmt und schließlich beseitigt ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Kalibrierung der Walzen einer dornlos arbeitenden Reduzierwalzstraße für Rohre, weiche eine Anzahl unmittelbar hintereinander angeordneter Walzgerüste besitzt, deren Walzen in den in Einlaufrichtung vorderen Gerüsten ovale Kaliberöffnungen bilden und mit der Ausgangsrohre mit unterschiedlichen Außendurchmessern bei im wesentlichen gleichen Innendurchmessern walzbar sind, dadurch gekennzeichnet, daß im ersten Walzgerüst eine "ausgeprägte ovale Kaliberquerschnittsform vorgesehen ist, bei welcher der Inkreis (8) der Kaliberöffnung (4) kleiner als der Außendurchmesser (9) des kleinsten Rohres (7) und der Umkreis (10) der Kaliberöffnung (4) mindestens gleich, vorzugsweise größer als der Außendurchmesser (9) des größten Rohres (7a) des mit der Kalibrierung walzbaren Programms besessen ist

2. Kalibrierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem oder in den nachfolgenden Walzgerüsten die Ovalität der Kaliberöffnungen stufenweise auf die bislang übliche Ovalität verringert ist