DE2928083C2 - Method and device for treating copper pipes - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Behandeln von Kupferrohren, die durch Pressen oder Walzen und nachfolgendes Ziehen unter Verwendung von Ziehöl auf das Fertigmaß gebracht werden und nach dem letzten Ziehvorgang erwärmt werden, um das Ziehöl zu verdampfen, wobei die Ziehöldämpfe aus dem Inneren des Rohres durch Einleiten von Schutzgas ausgetrieben werden.The invention relates to a method for treating copper tubes which are brought to the finished size by pressing or rolling and subsequent drawing using drawing oil and are heated after the last drawing process in order to evaporate the drawing oil, the drawing oil vapors being expelled from the interior of the tube by introducing protective gas.
Bei einem bekannten Verfahren (DE-OS 26 17 406) werden Kupferrohre in einem gesonderten Ofen nach dem Ziehen auf eine für die Entwicklung eines ausreichenden Dampfdruckes des Ziehöls adäquate Temperatur von größenordnungsmäßig 500 bis 550°C erhitzt und gleichzeitig von einem Trägergas für die Ziehöldämpfe durchströmt. Nach diesem Arbeitsgang werden die Kupferrohre zwecks Erzielung eines weichen gut biegbaren Rohres, wie es für die Hausinstallation vom Installateur gewünscht wird, bei einer Temperatur von ca. 650°C über eine längere Zeit weichgeglüht. Dieses Verfahren, welches an sich zu recht brauchbaren Ergebnissen hinsichtlich des auf der Rohrinnenfläche verbleibenden Kohlenstoffes führt, ist nicht wirtschaftlich, da eine kontinuierliche Fertigung nicht möglich ist.In a known process (DE-OS 26 17 406), copper pipes are heated in a separate furnace after drawing to a temperature of around 500 to 550°C, which is adequate for the development of sufficient vapor pressure of the drawing oil, and at the same time a carrier gas for the drawing oil vapors flows through them. After this process, the copper pipes are annealed for a long time at a temperature of around 650°C in order to achieve a soft, easily bendable pipe, as desired by the installer for domestic installations. This process, which in itself leads to quite usable results in terms of the carbon remaining on the inner surface of the pipe, is not economical because continuous production is not possible.
Der vorliegenden Erfindung liegt von daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem es möglich ist, in wirtschaftlicher Weise Kupferrohre herzustellen, die gut biegbar sind und mit einem weitestgehend reduzierten Kohlenstoffgehalt an der inneren Rohroberfläche behaftet sind.The present invention is therefore based on the object of specifying a method by means of which it is possible to economically produce copper pipes which are easily bendable and have a largely reduced carbon content on the inner pipe surface.
Diese Aufgabe wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst, daß einzelne Rohrlängen endseitig miteinander unter Verwendung gasdurchlässiger Verbindungsstücke verbunden werden, daß jeweils ein Teilstück der Rohrlänge auf eine Temperatur von mehr als 600°C durch Widerstandserwärmung in kontinuierlichem Durchlauf erhitzt wird und in das Innere des Rohres ein Schutzgas eingeleitet wird.This object is achieved in a method of the type mentioned at the outset in that individual pipe lengths are connected to one another at the ends using gas-permeable connecting pieces, that a section of the pipe length is heated to a temperature of more than 600°C by resistance heating in a continuous flow and that a protective gas is introduced into the interior of the pipe.
Durch die erfindungsgemäßen Maßnahmen ist es möglich, Kupferrohre in nahezu unendlichen Längen ohne Unterbrechung zu glühen und dabei gleichzeitig durch Schutzgas die durch Verdampfen oder durch Cracken entstehenden Dämpfe bzw. Reaktionspunkte auszutreiben und ein Rohr zu erhalten, welches gut biegbar ist und somit leicht verlegt werden kann.The measures according to the invention make it possible to anneal copper pipes of almost infinite lengths without interruption and at the same time to expel the vapors or reaction points produced by evaporation or cracking by means of a protective gas and to obtain a pipe which is easily bendable and can therefore be easily laid.
Ein weiterer Vorteil des Verfahrens gemäß der Lehre der Erfindung ist, daß man das erfindungsgemäße Verfahren im selben Arbeitsgang wie das Aufbringen eines Kunststoffmantels durchführen kann. Das vom letzten Zug her als Ringbuch vorliegende Kupferrohr wird in einem Arbeitsgang gerichtet, geglüht und dabei die entstehenden Dämpfe ausgetrieben und unmittelbar darauf mit einem Kunststoffmantel versehen. In Abänderung hierzu kann vorteilhafterweise hinter der Glühstrecke das Kupferrohr noch geringfügig heruntergezogen werden, um sogenannte "halbharte" Rohre zu erhalten.A further advantage of the method according to the teaching of the invention is that the method according to the invention can be carried out in the same operation as the application of a plastic coating. The copper tube, which is present as a ring binder from the last draw, is straightened and annealed in one operation, the resulting vapors are expelled and then immediately provided with a plastic coating. As a modification to this, the copper tube can advantageously be pulled down slightly after the annealing section in order to obtain so-called "semi-hard" tubes.
Das Austreiben der Ziehmitteldämpfe bzw. der Reaktionsprodukte des Crackens kann entweder durch Saugen oder Blasen zweckmäßigerweise vom hinteren Rohrende geschehen. Beim Blasen, welches zweifelsohne die technisch einfachere Lösung ist, läuft man aber Gefahr, daß bei zu geringer Strömungsgeschwindigkeit im Rohrinnern die Ziehmitteldämpfe mehr oder weniger an der Oberfläche des geglühten aber sich abkühlenden Rohres kondensieren. Aus diesem Grunde hat es sich als zweckmäßiger erwiesen, nach dem Verbinden zweier Rohrlängen das freie Ende der nachfolgenden Rohrlänge an eine Saugpumpe anzuschließen, und das Ende des bereits geglühten Rohres in einer Schutzgasatmosphäre zu halten. Bei dieser Ausgestaltung der Erfindung werden die Ziehmitteldämpfe entgegen der Fertigungsrichtung abgesaugt, wodurch eine praktisch kohlenstofffreie Oberfläche des Rohres erzielt wird. Dabei ist es wichtig, daß vom Ansaugende des Rohres Sauerstoff nicht eintreten kann, da dieser bei den hohen Temperaturen von über 600°C zu einer zumindest teilweisen Oxidierung der inneren Oberfläche führen kann. Die Geschwindigkeit des Schutzgasstromes im Rohrinnern sollte dem mehr als doppelten Wert der Durchlaufgeschwindigkeit des Rohres, vorzugsweise dem mehr als 5fachen Wert entsprechend. Durch diese Maßnahme ist sichergestellt, daß der weitaus größte Teil der entstehenden Ziehmitteldämpfe abgesaugt wird.The extraction of the drawing agent vapors or the reaction products of cracking can be carried out either by suction or blowing, preferably from the rear end of the pipe. When blowing, which is undoubtedly the technically simpler solution, there is a risk that if the flow velocity inside the pipe is too low, the drawing agent vapors will be more or less condense on the surface of the annealed but cooling tube. For this reason, it has proven more expedient to connect the free end of the next length of tube to a suction pump after joining two lengths of tube, and to keep the end of the already annealed tube in a protective gas atmosphere. In this embodiment of the invention, the drawing agent vapors are sucked away in the opposite direction to the direction of production, resulting in a practically carbon-free surface of the tube. It is important that oxygen cannot enter from the suction end of the tube, as this can lead to at least partial oxidation of the inner surface at high temperatures of over 600°C. The speed of the protective gas flow inside the tube should be more than twice the speed of flow through the tube, preferably more than five times this value. This measure ensures that by far the largest part of the drawing agent vapors generated are sucked away.
Um den Zutritt von Sauerstoff mit Sicherheit auszuschließen, wird in der Schutzgasatmosphäre, die sich am Ende des bereits geglühten Rohres befindet, ein Überdruck aufrechterhalten. Die behandelten Kupferrohre, die als Installationsrohre bzw. Heizungsrohre in Gebäuden verlegt werden, werden üblicherweise in Längen von 25-50 m in Ringbunden geliefert. Da die marktgängigsten Rohre mit den Abmessungen 15 × 1 in einer normalen Fertigung nach dem letzten Zug in Längen von bis zu 400 m anfallen, muß also nach dem Ummanteln mit Kunststoff die Handelslänge abgetrennt werden. Dieses Ablängen wird zweckmäßigerweise im selben Arbeitsgang vorgenommen, und zwar durch einen Sägeschnitt. Bei dem Verfahren gemäß der Lehre der Erfindung hat es sich in diesem Fall als zweckmäßig erwiesen, während des Sägens kurz davor sowie kurz danach die Strömungsgeschwindigkeit des Schutzgases durch Abschalten der Saugpumpe auf den Wert Null zu reduzieren bzw. durch Umschalten der Saugpumpe eine gegenläufige Strömung zu erzeugen. Diese Maßnahme ist vorteilhaft, um ein Einströmen von Luft während des Sägens zu verhindern. Es könnte auf diese Maßnahme zwar verzichtet werden, wenn die gesamte Anlage unter Schutzgas betrieben wird, jedoch ist dies zu teuer, so daß auf eine gesonderte Schutzgaskammer für die Säge verzichtet werden kann. Durch die erfindungsgemäße Verwendung von erwärmtem Schutzgas wird sichergestellt, daß dem Rohr während des Glühprozesses nicht zuviel Wärme entzogen wird, so daß der Weichglüheffekt aufrechterhalten bleibt.In order to ensure that no oxygen can enter, an overpressure is maintained in the protective gas atmosphere at the end of the already annealed pipe. The treated copper pipes, which are laid as installation pipes or heating pipes in buildings, are usually supplied in coils of 25-50 m. Since the most common pipes with dimensions of 15 × 1 are produced in lengths of up to 400 m in normal production after the last pull, the commercial length must be cut off after the plastic coating. This cutting is conveniently carried out in the same operation, namely by sawing. In the process according to the teaching of the invention, it has proven to be expedient in this case to reduce the flow rate of the protective gas to zero by switching off the suction pump shortly before and after sawing, or to generate a counter-current flow by switching the suction pump over. This measure is advantageous in order to prevent air from flowing in during sawing. This measure could be dispensed with if the entire system was operated under protective gas, but this is too expensive, so that a separate protective gas chamber for the saw can be dispensed with. The use of heated protective gas according to the invention ensures that too much heat is not removed from the pipe during the annealing process, so that the annealing effect is maintained.
Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens, die sich erfindungsgemäß dadurch auszeichnet, daß in Durchlaufrichtung gesehen vor einer Widerstandsdurchlaufglüheinrichtung ein Ablauftisch für ein Ringbund vorgesehen ist, in dessen Bereich die Ansaug- oder Druckleitung einer Pumpe bzw. eines Gebläses endet.The invention further relates to a device for carrying out the method, which is characterized according to the invention in that, seen in the direction of flow, a discharge table for a ring collar is provided in front of a resistance continuous annealing device, in the area of which the suction or pressure line of a pump or a blower ends.
Nähert sich während des kontinuierlichen Arbeitsprozesses die in der Verarbeitung befindliche Rohrlänge ihrem Ende, so wird die Ansaug- oder Druckleitung zweckmäßigerweise mittels einer Schnellkupplung vom Rohrende gelöst, eine nachfolgende Rohrlänge mit dem nun frei gewordenen Rohrende verbunden, und zwar mittels gasdurchlässiger Verbindungsstopfen und die Ansaug- oder Druckleitung an das freie Ende der angehängten Rohrlänge angeschlossen.If, during the continuous working process, the length of pipe being processed approaches its end, the suction or pressure line is conveniently detached from the end of the pipe by means of a quick coupling, a subsequent length of pipe is connected to the now free end of the pipe by means of gas-permeable connecting plugs and the suction or pressure line is connected to the free end of the attached length of pipe.
Vorteilhafterweise wird man mit zwei Anschlußleitungen arbeiten, so daß die eben beschriebenen Arbeiten schnell durchgeführt werden können.It is advantageous to work with two connecting cables so that the work just described can be carried out quickly.
Hinter der Widerstandsdurchlaufglüheinrichtung sind mindestens zwei parallel zur Fertigungsrichtung verfahrbare Schutzgaskammern vorgesehen. Eine dieser Schutzgaskammern wird unmittelbar nach dem Sägeschnitt über das abgesägte Ende des in der Fertigung befindlichen Rohrstranges gestülpt und läuft mit dem Ende mit Fertigungsgeschwindigkeit mit. Nach dem nächsten Trennschnitt wird die Schutzgaskammer beispeilsweise ausgeschwenkt und fährt in ihre Ausgangslage zurück. Während die eine Schutzgaskammer sich mit dem Rohrende bewegt, bewegt sich die zweite Schutzgaskammer in Gegenrichtung, und zwar mit einer solchen Geschwindigkeit, daß sie nach dem Trennschnitt sich in Höhe der Säge befindet und vor das freigelegte Rohrende geschwenkt werden kann. Um den Verbrauch an Schutzgas auf ein Minimum zu reduzieren, ist es zweckmäßig, die Schutzgaskammern über Leitungsrohre mit der Pumpe bzw. dem Gebläse zu verbinden. Die Leitungsrohre bzw. das Kupferrohr bilden somit einen Kreislauf für das Schutzgas. Um eine Übersättigung des Schutzgases an Ziehöldämpfen zu verhindern, ist vorgesehen, zwischen den Schutzgaskammern und der Pumpe bzw. dem Gebläse ein Filter anzuordnen. Dieses Filter sollte leicht auswechselbar sein.Behind the continuous resistance annealing device, at least two protective gas chambers are provided that can be moved parallel to the direction of production. One of these protective gas chambers is put over the sawn-off end of the pipe string being produced immediately after the saw cut and moves with the end at the production speed. After the next cutting cut, the protective gas chamber is, for example, swung out and returns to its original position. While one protective gas chamber moves with the pipe end, the second protective gas chamber moves in the opposite direction at such a speed that after the cutting cut it is at the height of the saw and can be swung in front of the exposed pipe end. In order to reduce the consumption of protective gas to a minimum, it is advisable to connect the protective gas chambers to the pump or blower via pipes. The pipes or the copper pipe thus form a circuit for the protective gas. To prevent the protective gas from becoming oversaturated with drawing oil vapors, a filter is to be installed between the protective gas chambers and the pump or blower. This filter should be easy to replace.
Die Erfindung ist anhand eines in der Figur schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert.The invention is explained in more detail using an embodiment shown schematically in the figure.
Das in einem Ringbund 1 vorliegende Kupferrohr 2 wird von einem Ablauftisch 3 abgezogen und zunächst in einen Richtrollengang 4 eingeführt. Hinter dem Richtrollensatz 4 ist eine Widerstandsdurchlaufglüheinrichtung 5 vorgesehen, in welcher das Kupferrohr auf mindestens 600°C erwärmt wird. Das aus der Widerstandsdurchlaufglüheinrichtung 5 austretende Kupferrohr 2 kühlt langsam ab und wird mittels einer Strangpresse 6 mit einem nicht besonders bezeichneten, aber bekannten Kunststoffmantel versehen. Hinter der Strangpresse 6 ist eine fliegende Säge 7 angeordnet, welche das ummantelte Kupferrohr in Handelslängen trennt. Die Handelslängen gelangen dann in einen Förderrollengang und werden einer Wickelvorrichtung zugeführt.The copper pipe 2 in a coil 1 is drawn off from a discharge table 3 and first introduced into a straightening roller conveyor 4. Behind the straightening roller set 4 there is a resistance annealing device 5 in which the copper pipe is heated to at least 600°C. The copper pipe 2 emerging from the resistance annealing device 5 cools slowly and is provided with a not specifically designated but known plastic coating by means of an extrusion press 6. Behind the extrusion press 6 there is a flying saw 7 which cuts the coated copper pipe into commercial lengths. The commercial lengths then enter a conveyor roller conveyor and are fed to a winding device.
Im Bereich des Ablauftisches 3 ist eine Pumpe bzw. ein Gebläse 8 vorgesehen, dessen Ansaugleitung 9 mit dem Ende des Ringbundes 1 mittels einer Schnellkupplung verbunden ist. Das Gebläse 8 saugt die im Bereich der Widerstandsdurchlaufglüheinrichtung 5 entstehenden Ziehmitteldämpfe aus dem Innern des Kupferrohres 2 ab. Um zu verhindern, daß vom freien Ende des Kupferrohres 2 Luft und damit Sauerstoff in das Rohrinnere eindringt, sind zwei Schutzgaskammern 10und 11 vorgesehen, die auf Schienen 12 und 13 parallel zur Fertigungsrichtung verfahrbar sind. Die Schutzgaskammern 10 und 11 sind in die Ebene des Kupferrohres 2 einschwenkbar. Unmittelbar nach dem Sägeschnitt wird die abgesägte Rohrlänge 14 beschleunigt abtransportiert und, wie in der Figur dargestellt, die Schutzgaskammer 10 über das Ende des Kupferrohres 2 gestülpt. Nach dem nächsten Sägeschnitt wird die Schutzgaskammer 11 über das durch den Sägeschnitt entstandene Rohrende gestülpt und die Schutzgaskammer 10 in ihre Ausgangslage im Bereich der Säge zurücktransportiert. Die Schutzgaskammern 10 und 11 sind über Rohrleitungen 15 und 16 mit dem Gebläse 8 verbunden. Ein nicht mehr dargestelltes auswechselbares Filter ist in die Rohre 15 bzw. 16 eingebaut, um die Ziehöldämpfe bzw. kondensiertes Ziehöl aus dem Schutzgas zu entfernen. Eine weitere vorteilhafte Lösung besteht darin, daß man in das durch den Sägeschnitt entstandene Ende des Kupferrohres 2 das Schutzgas einbläst.In the area of the discharge table 3, a pump or blower 8 is provided, the suction line 9 of which is connected to the end of the ring collar 1 by means of a quick coupling. The blower 8 sucks the drawing agent vapors that arise in the area of the resistance continuous annealing device 5 from the inside of the copper pipe 2. In order to prevent air and thus oxygen from penetrating into the inside of the pipe from the free end of the copper pipe 2 , two protective gas chambers 10 and 11 are provided, which can be moved on rails 12 and 13 parallel to the production direction. The protective gas chambers 10 and 11 can be swiveled into the plane of the copper pipe 2. Immediately after the saw cut, the sawn-off pipe length 14 is transported away at an accelerated rate and, as shown in the figure, the protective gas chamber 10 is put over the end of the copper pipe 2 . After the next saw cut, the protective gas chamber 11 is put over the pipe end created by the saw cut and the protective gas chamber 10 is transported back to its original position in the area of the saw. The protective gas chambers 10 and 11 are connected to the blower 8 via pipes 15 and 16. A replaceable filter (no longer shown) is installed in the pipes 15 and 16 to remove the drawing oil vapors or condensed drawing oil from the protective gas. A further advantageous solution consists in blowing the protective gas into the end of the copper tube 2 created by the saw cut.
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