DE2424005C3 - Verfahren zum Entfernen eines Doms aus einem Walzwerk sowie Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Entfernen des in einem Walzwerk mit einem Dorn zum Lochen, Glätten oder Schrägwalzen eines Werkstückes nach einem Walzvorgang zurückbleibenden Dorns.

Ein solcnes Verfahren ist beispielsweise anwendbar auf ein Lochwalzwerk, ein Glättwalzwerk oder ein Schrägwalzwerk. Beim Betrieb eines derartigen Walzwerkes wird ein zu walzendes Rohteil in den Walzspalt vorgeschoben, während ein Dorn, der am vorderen Ende einer Dornstange befestigt ist, zwischen Führungsschuhen gehalten wird. Bekanntlich wird der Stopfen oder Dorn nach Beendigung des Walzvorganges in dem Walzspalt zurückgelassen.

Zum Entfernen des Dorns aus dem Walzspalt war es bisher üblich, ein stangenförmiges Werkzeug oder eine Kombination eines stangenförmigen Werkzeuges und eines Hebels zu verwenden. Ein derartiges Verfahren erfordert jedoch manuelle Arbeitskraft erfahrener Bedienungspersonen. Es liegt auf der Hand, daß es nicht einfach ist, einen schweren Dorn mit kreisförmigem Querschnitt aus einem Walzwerk zu entfernen, da der Walzvorgang bei hohen Temperaturen durchgeführt wird, so daß die Bedienungsperson ein langes, stangenförmiges Werkzeug aus einer entfernten Stellung bedienen muß. Weiterhin ist es notwendig, den Dorn nach jedem Walzvorgang zur Überprüfung und zum Abkühlen zu entfernen und bei jedem neuen Arbeitsgang einen kalten Dorn zu verwenden. Die Bedienungsperson neigt gelegentlich dazu, dies zu unterlassen, so daß beschädigte oder verformte Dorne wiederverwendet werden und schadhafte Produkte entstehen. Außerdem verschleißt dabei der Dorn erheblich.

Aus der DE-OS 21 20 670 ist es bekannt, eine in einem Kühlrohr geführte Dornstange zweiteilig auszubilden und die Dornstange nach Beendigung des Walzvorgangs soweit vorzuschieben, daß der lose, als Dornhal ter ausgebildete Vorderteil der Dornstangc zusammen mn dem daran befestigten Dorn aus dem K.ühlroh" auseeschoben und so aus dem Wai/soah entfernt wire.

Das Vorschieben des Zylinders erfolgt durch Druckluft, die einen pneumatischen Zylinder betätigt, dessen Kolben fest mit der Dornstangc verbunden ist. Bei Beschädigung oder Abnutzung des Dorns muß der Dorn von dem Dornhalter entfernt werden, was einen zusätzlichen Arbeitsgang bedeutet, bei dem der Dornhalter nach vorherigem Einspannen des Doms aus dem Dornhalter gezogen wird, was 20—50 sec in Anspruch nimmt. Der Dorn wird dabei nicht gekühlt

ίο und anfällig für Beschädigungen. Außerdem kann das Kühlrohr nicht sofort nach Beendigung des Walzvorganges zurückgezogen werden, da erst das Ausstoßen von Dorn und Dornhalter abgewartet werden muß.
Es ist weiterhin ein Verfahren vorgeschlagen worden, bei dem eine Anzahl von Dornstangen, die jeweils einen Dorn tragen, vorbereitet werden, wobei die Dornstange zusammen mit dem Werkstück nach jedem Walzvorgang seitlich aus der Walzlinie verschoben wird, die Dornstange und der Dorn nach dieser Verschiebung von dem Werkstück getrennt werden und die Dornstange und der Dorn nach Kühlung in einem Kühlbehälter wieder verwendet werden. Obwohl bei diesem Verfahren zahlreiche der zuvor erwähnten Nachteile überwunden werden, erfordert es erhebliche Kosten für die Einrichtung und den Betrieb, da eine Anzahl von Dornstangen und Dornen, sowie Förderer zum Verschieben der Dornstangen mit den Dornen und eine Kühlvorrichtung vorzusehen sind.

Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe besteht darin, ein Verfahren zum Entfernen eines Dorns so auszubilden, daß dieser schnell und unbeschädigt aus dem Walzspalt entfernt werden kann.

Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß zum Ausstoßen des Dorns dieser von einem Wasserstrahl unmittelbar beaufschlagt wird.

Durch die Verwendung eines Hochdruckwasserstrahls wird erreicht, daß der Dorn durch die erhebliche kinetische Energie des auftreffenden Strahls sehr schnell beschleunigt wird. Gleichzeitig wird die Oberfläche des heißen Dorns durch das kalte Wasser abgeschreckt und damit gegen Verletzungen unempfindlicher und schließlich wirkt das Wasser als Schmiermittel.

Im allgemeinen beträgt das Gewicht eines Dorns etwa 30 kg im Falle eines Lochwalzwerks und etwa 40 kg im Falle eines Glättwalzwerks. Bei Verwendung von Wasser unter einem Druck von etwa 30 bis 60 bar ist es ohne weiteres möglich, den Dorn gleichmäßig abzuführen, so daß auch ein schwerer Dorn in sehr

so kurzer Zeit, das heißt in weniger als 3 Sekunden, entfernt werden kann, ohne daß erfahrene Arbeitskräfte erforderlich sind.

Damit das Wasser, das unter hohem Druck stehend ausgestoßen wird, im Bereich der Walzvorrichtung und deren Umgebung nicht verspritzt wird und damit der Walzvorgang nicht gestört wird, wird ein Wassersammler gegenüber der Düse in die Walzlinie vorgeschoben. Der entfernte Dorn wird zu einem Dorn-Rückführmechanismus überführt, der unterhalb des Wassersamm-

n» lers und vor diesem angeordnet ist.

Ein Vorteil der Erfindung liegt darin, daß ein Nachlassen der Qualität der Produkte und ein Absinken der Produktionseffektivität aufgrund eines beschädigten Dorns vermieden und die Lebensdauer des Dorns verlangen wird. Bei den bekannten Verfahren wird der Dorn im allgemeinen nicht oft genug ausgetauscht, so daü die Herstellung von fehlerhaften Produkten durch einen beschädigten oder verformten Dorn unvermeid-

lieh ist und damit nicht nur der Ausstoß zufriedenstellender Produkte verringert, sondern auch die erheblichen Xosten für Einrichtung und Betrieb des Walzwerkes nicht genügend ausgenutzt werden. Da bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Dorn ohne Schwierigkeiten und ohne Verwendung vo.i menschlicher Arbeitskraft entfernbar ist, kann er nach jedem Walzvorgang ausgetauscht werden. Folglich ist es möglich, stets einen intakten Dorn zu verwenden, so düß der Ausstoß einwandfreier Produkte erhöht und die Lebensdauer des Doms verlängert wird. Weiterhin ist es möglich, die Kosten für Einrichtung und Betrieb des Walzwerks zu verringern, da lediglich eine Düse für Hochdruckwasser, ein Wassersammler und ein Mechanismus zum Bewegen dieser Elemente zu installieren sind.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens wird an Hand der Zeichnung näher erläutert.

F i g. 1 zeigt eine teilweise geschnittene Seitenansicht eines Lochwalzwerkes.

F i g. 2 ist eine schematische Darstellung des Betriebszustandes unmittelbar vor dem Walzvorgang.

F i g. 3 ist eine Darstellung während des Walzvorganges.

F i g. 4 ist eine Darstellung beim Entfernen des Dorns.

F i g. 5 entspricht F i g. 2 und zeigt die Situation vor dem Walzen eines neuen Werkstücks.

Das Lochwalzwerk gemäß F i g. 1 umfaßt ein Gehäuse 1 auf einem Socke! 16, einen Tisch 2 und zwei Führungsschuhhalter 3, die einander gegenüberliegende Führungsschuhe 4 tragen. Auf der Einlaßseite des Gehäuses 1 sind ein Rohr 9 und eine Werkstückführung 7 mit V-förmigem Querschnitt vorgesehen. Eine Düse 11 ist zwischen der Werkstückführung 7 und dem Rohr 9 vorgesehen, die Wasser unter hohem Druck abgibt. Bei der dargestellten Ausführungsform wird die Düse 11 durch einen Halter 17 gehalten. Sie kann in senkrechter Richtung durch e>ne Kolben-Zylinder-Einheit 10 zwischen einer angehobenen, mit der Führungsbahn des Walzgutes ausgerichteten, und einer unteren Stellung verschoben werden. Wasser unter hohem Druck wird der Düse durch eine nicht gezeigte, flexible Leitung zugeführt Auf der Ausgangsseite des Gehäuses 1 sind eine Dornmulde 5, eine hintere Einheit 8 mit einer Führung für die gelochten Werkstücke, einer Aufnahmeeinrichtung, einem Dornhalter und einer nicht gezeigten Einrichtung zur Förderung des gelochten Werkstückes aus der Laufbahn, sowie eine Abzugs- und Überführungseinrichtung 15 für das Werkstück vorgesehen. Da diese Teile allgemein bekannt sind, ist es nicht notwendig, sie im einzelnen zu zeigen oder sie zu beschreiben. Eine Dorn-Rückführeinrichtung β und ein Wassersammler 12 sind zwischen der rückwärtigen Einheit 8 und der Dornmulde 5 vorgesehen. Ebenso vie die Düse 11, werden die Dorn-Rückführungseinrichtung 6 und der Wassersammler 12 mit der Walzlinie durch Kolben-Zylinder-Einheiten 13 und 14 ausgerichtet. Die Kolben-Zylinder-Einheiten 10, 13 und 14 sind mit geeigneten, nicht gezeigten Leitungen und Ventilen zur Versorgung mit Druckluft oder einer Druckflüssigkeit versehen. Ferner können die Düse 11, die Dorn-Rückführungseinrichtung 6 und der Wassersammler 12 mit Einrichtungen versehen sein, die nicht nur eine senkrechte, sondern auch eine seitliche oder schräge Verschiebung gestatten. Die Wasserdüse kann an der Ausgangsseite oder an der Eingangsseite des Walzwerks angeordnet sein und die Rückführeinrichtung und Wassersammler jeweils an der gegenüberliegenden Seite. Die Rückführeinrichtung 6 nimmt den Dorn von der Dornmulde auf, während der Waisersammler 12 schalenförmig ausgebildet ist und das durch die Düse 11 abgegebene Wasser aufnimmt und ein Spritzen des gesammelten Wassers in die Umgebung verhindert. Zwei Walzen 18 sind auf gegenüberliegenden Seiten der Mitte der Führungsschuhe angeordnet, und ihre Achsen sind in Bezug auf die Laufbahn geneigt Das Gehäuse 1 ist mit einem oberen Führungs-Querhaupt 19 versehen.

Im folgenden wird die Arbeitsweise der Lochwalze unter Bezugnahme auf Fig.2 bis 5 beschrieben. Während des Lochvorgangs werden die Düse 11 und der Wassersammler 12 unter der Laufbahn gehalten, wie es in F i g. 2 gezeigt ist Ein Werkstück 20, hier ein Stahlrohling, mit kreisförmigem Querschnitt wird durch einen Stößel 21 in Richtung des Dorns 22 vorgetrieben, der auf das Ende einer Dornstange 23 aufgesteckt ist und zwischen den oberen und unteren Führungsschuhen

4 festgehalten wird. Das Werkstück wird durch das Rohr 9 geschoben und gemäß F i g. 3 gelocht so daß ein Rohr 25 entsteht. Wenn das hintere Ende des Werkstücks die Walzen 18 verlassen und eine Stellung erreicht hat bei der die Aufwärtsbewegung der Düse 11 nicht stört, wird die Düse 11 mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Einheit 10 angehoben und ausgerichtet Wenn weiterhin das hintere Ende des Hohlteils 25 über den Wassersammler 12 hinweggeführt wurde, wie es in F i g. 4 gezeigt ist wird der Wassersammler 12 ebenfalls angehoben und Wasser unter hohem Druck wird durch die Düse 11 ausgestoßen, so daß der Dorn 22, der zwischen den Führungsschuhen 4 nach Beendigung des Lochwalzvorganges verblieben ist über die Dornmulde

5 in die Dorn-Rückführungseinrichtung gebracht wird.

Der Dorn 22 wird dabei durch den Hochdruck und die Schmierwirkung des Wassers in die Rückführeinrichtung 6 überführt. Generell läßt sich sagen, daß bei einem Wasserdruck von mehr ais 30 bar der Dorn in sehr kurzer Zeit entfernt wird. Wenn der Dorn aufgrund des hohen Wasserdrucks mit der Bewegung begonnen hat, besitzt er genügend Eigenträgheit, um diese Bewegung gleichmäßig in Richtung der Rückführeinrichtung fortzusetzen, obwohl die auf den Dorn ausgeübte Antriebskraft nach und nach abnimmt Der Dorn 22, der durch die Dornrückführeinrichtung 6 aufgenommen ■, worden ist, wird durch das Absenken der Rückführeinrichtung mit Hilfe der Kolben-Zylinder-Einheit 13 abgeführt. Sodann wird ein neuer Dorn 22a auf der Dornstange 23 montiert, wie es in F i g. 5 gezeigt ist und in Richtung der Arbeitsstellung gemäß F i g. 2 und 3 zum

5(i Lochen eines weiteren Werkstückes vorgeschoben und dabei durch die Führung 24 gehalten.

Zahlreiche praktische Versuche haben ergeben, daß es mit dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich ist, die Lebensdauer eines Doms um 20 bis 40% im Vergleich zu herkömmlichen Verfahren zu erhöhen. Weiterhin hat sich gezeigt daß Kratzer auf den Innenflächen des Produkts nahezu sollständig verhindert werden. Während bei herkömmlichen Verfahren der Ausschuß etwa 1 bis 1,5% betrug, liegt er

ι-· erfindungsgemäß erheblich geringer.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1 —

Bei diesem Beispiel wurden Stahlstähe rr.ii Kreisquerschnitt durch ein Lochwaliwerk gemäß Fig 1 gewalzt, wobei Stahlrohre mit einer; Durchrrci-.er von 200 mm entstanden. Ein Dorn ?? ■ ' einem Gewicht von 45 kg

wurde auf einer Dornstange befestigt und zum Lochen des Werkstücks gemäß Fig. 2 und 4 verwendet. Nach dem Lochvorgang wurde der Dorn, der zwischen den Führur.gsschuhen 4 liegengeblieben war, durch Ausstoßen vor Wasser unter hohem Druck von 40 bar mil ^Γ· Hilfe «jer Düse ti innerhalb von 1,5 Sek. zurückgeführt. Die Düse 11 wurde in die Laufbahn angehoben, und die Gesamtzeit zur Rückführung des Dorns von dem Augenblick, an dem die Düse angehoben wurde, bis zu dem Augenblick, an dem die Düse, die Dorn-Rückführ- iu einrichtung und der Wassersammler in ihre Ausgangsstellung zurückgekehrt waren, betrug bei zahlreichen Versuchen weniger als 3 Sek. Die Zeit zur Durchführung eines Arbeitszyklus betrug etwa 30 Sek., so daß das erfindungsgemäße Verfahren eine hohe Produktivität ;s ermöglicht

Bei einem herkömmlichen Verfahren, bei dem stangenförmige Werkzeuge zum Entfernen des Dorns verwendet werden, sind etwa 5 bis 7 Sek. zum Entfernen des Dorns von den Führungsschuhen erforderlich. Wenn eine Kombination von stangenförmigen Werkzeugen und einem Hebel verwendet wird, sind etwa 4 bis 6 Sek. erforderlich. Wenn die stangenförmigen Werkzeuge durch ein Betätigungsorgan wie eine Kolben-Zylinder-Einheit in Kombination mit einem Hebel betätigt werden, sind etwa 6 bis 8 Sek. erforderlich. Im Gegensatz dazu beträgt die erforderliche Zeit zum Entfernen des Dorns erfindungsgemäß weniger als 3 Sek. Diese Zeit blieb während zahlreicher Versuche gleich.

Üblicherweise beträgt die Zeit zum Abheben des Wassersammlers 12 etwa 0,5 Sek. und die Zeit zum Zurückziehen der Dornstange 23 nach Vollenrli'n^ ririr-s Lochvorganges etwa 3 h':^r. S Srk. Es ist also möglich, die Düse 1 und den Wassersammler 12 in einer kürzeren Zeit abzusenken, als die Zeit, die zum Vorschieben der Dornstange 23 nötig ist, so daß die Anwendung der Erfindung auf übliche LoehwiL· werke mit Dornaustausch die Be'riebszeit nicht verlängert. Bei diesem Beispiel hat sich gezeigt, daß die Lebensdauer des Dorns um 35% erhöht wurde. Weiterhin zeigte sich, daß bei keinem von 1300 mit demselben Dorn hergestellten Rohren Kratzer auf der Innenfläche auftraten.

Beispiel 2 — Glättwalzwerk

Bei einem Glättwalzwerk zum Polieren von Stahlrohren mit einem innendurchmesser von 230 mm wurde ein trommeiförmiger Dorn mit einem Durchmesser von 230 mm und einem Gewicht von 76 kg verwendet. Der Dorn wurde an einem Ende einer Dornstange montiert und zwischen den Führungsschuhen nach jedem Glättungsvorgang zurückgelassen und durch Ausstoßen von Wasser durch die Düse mit einem Druck von 30 bar entfernt.

Es war möglich, den Dorn durch Ausstoßen von Wasser während nur 1,6 Sek. zu entfernen, während bei einem herkömmlichen Verfahren 5 bis 9 Sek. erforderlich waren, wenn stangenförmige Werkzeuge und Hebel oder stangenförmige Werkzeuge, die durch eine Kolben-Zylinder-Einheit und Hebel betätigt werden, verwendet wurden. Ähnlich wie bei Beispiel 1 war es möglich, die Lebensdauer des Dorns zu erhöhen und den Ausschußprozentsatz aufgrund von Kratzern auf der Innenfläche der Produkte zu senken.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Entfernen des in einem Walzwerk mit einem Dorn zum Lochen, Glätten oder Schrägwalzen eines Werkstückes nach einem Waizvorgang zurückbleibenden Dorns, dadurch gekennzeichnet, daß zum Ausstoßen des Dorns dieser von einem Wasserstrahl unmittelbar beaufschlagt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 zum Entfernen eines an einer Dornstange befestigten Domes aus dem Walzbereich eines Walzwerkes zum Lochen, Glätten oder Schrägwalzen eines Werkstückes, der nach einem Walzvorgang im Walzwerk zwischen einem Paar von Führungsschuhen zurückbleibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Düse (11) :um Ausstoßen des Wassers unter hohem Druck auf der Eingangsseite des Walzwerkes vorgesehen ist, ein Wassersammler (12) auf der Ausgangsseite zum Auffangen des ausgestoßenen Wassers, eine Betätigungsvorrichtung (10, 14) zum Bewegen der Düse (11) und des Wassersammlers (12) in eine mit der Durchlaufbahn des Walzwerkes ausgerichtete Stellung.