DE3014359C2

DE3014359C2 -

Info

Publication number: DE3014359C2
Application number: DE3014359A
Authority: DE
Inventors: Karl-Hans 4031 Homberg De Staat
Original assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Current assignee: Kocks Technik GmbH and Co KG
Priority date: 1980-04-15
Filing date: 1980-04-15
Publication date: 1988-08-11
Also published as: DE3014359A1; US4397169A; AT383058B; ATA563780A; FR2480148B1; FR2480148A1; GB2074485B; GB2074485A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von im Durchmesser reduzierten und in der Wanddicke veränderten Fertigrohren aus längsnahtgeschweißten Mutterrohren in einer Rohrschweißanlage und einem nachgeschalteten Walzwerk, sowie einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens.

Das Prinzip des Streckreduzierens nimmt in der Erzeugung von Rohren im Abmessungsbereich bis etwa 220 mm Außendurchmesser als letzte Warmformstufe einen wichtigen Platz ein. Im Streckreduzierwalzwerk werden sowohl zum Herstellen nahtloser Rohre als auch geschweißter Rohre in 10 bis 32 unmittelbar hintereinander angeordneten Kalibern, zumeist aus drei Walzen, Mutterrohre im Außendurchmesser und in der Wandstärke reduziert. Durch Ändern der Walzendrehzahlen lassen sich zwischen den einzelnen Kalibern in weiten Grenzen einstellbare Längs- und Zugkräfte auf das Walzgut aufbringen, um die Wanddicke zu verändern.

In Anlagen zum Erzeugen nahtloser Rohre ergeben sich aufgrund der Maßabweichungen der für die Erzeugung des Mutterrohrs verwendeten Luppen und der Einsatzgewichtstoleranzen größere Längen-Abweichungen beim Fertigrohr, die beim Aufteilen des Fertigrohres in Fertigrohrabschnitte zwangsläufig zu Restenden bzw. Unter- oder Überlängen führen. Diese sind entweder unbrauchbar oder können nur mit Verlusten weiterverarbeitet werden. Ferner müssen Unterlängen bei der Teilung der nachgeschalteten Anlage wie Rollgänge und Auswerfer berücksichtigt werden und andere Vorrichtungen wie Kühlbetten müssen auf die Überlängen ausgelegt werden. Das erhöht nicht nur die Investitionskosten, sondern wirkt sich auch nachteilig auf den Walzwerkbetrieb aus.

Das Herstellen geschweißter Rohre ist an sich im kontinuierlichen Betrieb möglich, ohne daß Restend- oder Schopfendenverluste auftreten. Beim Herstellen von Rohren mit kleinerem Durchmesser macht jedoch die erforderliche Innenentgratung ein Ausblasen vor dem Streckreduzierwalzwerk erforderlich, das eine Unterteilung des Mutterrohres in kürzere Abschnitte zur Voraussetzung hat, weil ein Ausblasen nur innerhalb bestimmter Rohrlängen möglich ist. Bei diesem diskontinuierlichen Betrieb entsteht bei jedem Mutterrohrstück im Streckreduzierwalzwerk durch die Aufteilung des Fertigrohres in Fertigrohrabschnitte, genau wie bei der Herstellung von nahtlosen Rohren, Restendverluste.

Zwar wurde schon beim Herstellen nahtloser Rohre versucht, das Einsatzgewicht das Blöckchens so zu bestimmen, daß sich nach dem Streckreduzieren keine unverkäuflichen oder schwer zu verarbeitenden Restlängen ergeben; oder der vorhandene Knüppel wurde restendlos geteilt, was jedoch wiederum zu Unter- oder Überlängen führt. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß zwischen dem Blöckchen und dem Fertigrohr meist drei bis fünf Warmumformstufen mit sehr variablen Verlusten liegen, so daß die Anpassung des Gewichtes des Einsatzblöckchens unvollkommen sein muß und nicht zu dem erhofften Ergebnis führt.

Durch die DE-AS 14 27 976 ist ein Verfahren zum Erzeugen von gewichts- und längengleichen nahtlosen Rohren in einer Anlage bekanntgeworden, die aus einer Strangpresse und einem nachgeschalteten Streckreduzierwalzwerk besteht. Durch die dem Streckreduzierwalzwerk vorgeschaltete Strangpresse wird zum Herstellen von nahtlosen Rohren eine stets gewichtsgleiche Luppe erzeugt und das Streckreduzieren so eingerichtet, daß die Fertigrohre immer die gleiche Länge und ein gleiches Metergewicht besitzen. Dazu ist es erforderlich, den Gesamtstreckgrad und damit die Walzendrehzahl des Streckreduzierwalzwerkes zu ändern, was jedoch zur Folge hat, daß die Fertigrohre unterschiedliche Wandstärken besitzen. Da eine vorgeschriebene Mindestwandstärke nicht unterschritten werden darf, liegen die Dickenänderungen immer oberhalb der Mindestdicken. Das führt dazu, daß die Fertigrohre häufig eine zu große Wandstärke aufweisen, d. h., es wird mehr Material als erforderlich verarbeitet. In Ausnahmefällen können die Fertigrohre sogar außerhalb der Toleranzgrenzen liegen; sie stellen dann Ausschußprodukte dar.

Um trotz schwankender Wanddicken der Mutterrohre Fertigrohre mit gleichen Wanddicken herzustellen, ist es aus der DE-OS 14 27 922 bekannt, eine Reduzierwalzstraße mit einer Wanddicken- bzw. Streckregelungsvorrichtung auszustatten. Damit läßt sich der Gesamtstreckgrad der Reduzierwalzstraße abhängig von der Wanddicke des einlaufenden Mutterrohres so verändern, daß die auslaufenden Fertigrohre die gewünschte konstante Wanddicke aufweisen. Die notwendigen Änderungen des Gesamtstreckgrades der Reduzierwalzstraße bewirken jedoch gleichermaßen zwangsläufig Veränderungen bei der Streckung der Rohre in der Walzstraße, und zwar dermaßen, daß die Regelung bei einer größeren Wanddicke des Mutterrohres auch einen höheren Gesamtstreckgrad einstellt, womit sich das Rohr innerhalb der Reduzierwalzstraße stärker als zuvor streckt, so daß ein längeres Fertigrohr entsteht. Diese unerwünschte Überlänge läßt ein restendenloses Unterteilen der Fertigrohre nicht mehr zu.

Durch die US-PS 33 57 987 ist es bekanntgeworden, ein Fertigrohr gleicher Länge dadurch zu erzielen, daß die Mutterrohre nach dem Verschweißen abhängig vom Volumen abgetrennt werden, wozu die Dicke des Blechbandes vor dem Einlaufen in die Schweißmaschine gemessen wird. Auf diese Weise liegen zwar unterschiedlich lange Mutterrohre vor, die jedoch bedingt durch das gleiche Volumen gleichlange Fertigrohre ergeben. Aus jedem Mutterrohr wird jeweils nur ein Fertigrohr hergestellt, und zwar erfolgt das Fertigarbeiten in einer Ziehvorrichtung mit einer Matritze und einem Dorn.

Ausgehend von der Erkenntnis, daß ein restendenloses Aufteilen eines Fertigrohres nur dann möglich ist, wenn ein Mutterrohr vor dem Einlaufen in das Streckreduzierwalzwerk so genau bestimmt wird, daß eine Beziehung zwischen dem Mutterrohrstück und dem das Streckreduzierwalzwerk verlassenden Fertigrohr möglich ist, die ein gleichmäßiges Aufteilen des Fertigrohres in Fertigrohrabschnitte gestattet, und daß diese Beziehung durch das Gewicht des Mutterrohrstückes im Verhältnis zum Fertigrohr gegeben ist, liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens zu schaffen, mit dem sich Längsnahtrohre herstellen lassen, deren Fertigrohrlängen bei an der unteren Toleranzgrenze liegenden Wanddicken möglichst gleich sind.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die folgenden Verfahrensschritte gelöst:

a) messen der Dicke des Stahlbandes vor dem Verschweißen zu einem Mutterrohr,
b) abschneiden von Mutterrohrstücken nach dem Verschweißen, deren sich aus Außendurchmesser, Band-/Wanddicke und Länge des Mutterrohrstückes ergebende Rohrvolumina durch Verändern lediglich der Länge des Mutterrohrstückes auf einem bestimmten gleichbleibenden Wert gehalten werden,
c) aus dem Mutterrohrstück bestimmter Länge wird unter Berücksichtigung von dessen
- cc) Wanddicke
- cd) Streckung
- ce) Schopflänge und
- cf) Zunderverlust
ein Fertigrohr gewalzt, und zwar in einem
d) eine stufenlos verstellbare Wanddicken- bzw. Streckenregelungsvorrichtung aufweisenden Walzwerk, wobei das Fertigrohr
- dd) einen konstanten Durchmesser und eine konstante Wanddicke besitzt, sowie
- de) einem ganzzahligen Vielfachen der Länge eines vorgegebenen Fertigrohrabschnittes entspricht.

Es wird somit von dem endlosen Rohrstrang hinter der Längsnaht- Rohrschweißanlage in Abhängigkeit von der am Bandeinlauf in der Rohrschweißanlage gemessenen Wanddicke des Mutterrohres dieses mit einer ganz bestimmten Länge abgetrennt, so daß nach dem Ausregeln der Wanddicke und unter Berücksichtigung der Schopflänge und des Zunderverlustes in der Reduzierwalzstraße ein Fertigrohr mit konstantem Durchmesser und konstanter Wanddicke entsteht, das dann darüber hinaus noch ein ganzzahliges Vielfaches der Länge aufweist, die als Handelslänge für die davon abgetrennten Fertigrohrabschnitte vorgegeben ist.

Vorrichtungsmäßig wird diese Aufgabe in einer Anlage mit einer Rohrschweißanlage, einem sich daran anschließenden Rohrwalzwerk, insbesondere Streckreduzierwalzwerk und mit einer dahinter angeordneten Trennvorrichtung zum Ablängen der Fertigrohrabschnitte dadurch gelöst, daß vor der Rohrschweißanlage eine Banddickenmeßvorrichtung zum Erfassen der Dicke des Stahlbandes angeordnet ist, die mit einer Steuervorrichtung für eine weitere, zwischen Rohrschweißanlage und Rohrwalzwerk angeordnete Trennvorrichtung zum Ablängen von Mutterrohrstücken gekoppelt ist, und daß das Rohrwalzwerk eine stufenlos verstellbare Wanddicken- bzw. Streckenregelungsvorrichtung aufweist; vorzugsweise läßt sich die Trennvorrichtung mit der Längenmeßvorrichtung koppeln. Bedingt durch die Beziehung zwischen dem Gewicht des Mutterrohrstückes und dem Fertigrohr läßt sich die Anzahl der Fertigrohrabschnitte nach folgender Formel berechnen:

Hierbei bedeutet:

d₁Mutterrohrdurchmesser s₁Mutterrohrwanddicke LMutterrohrlänge GGewicht des Mutterrohres d₂Fertigrohrdurchmesser s₂Fertigrohrwanddicke lLänge eines Fertigrohrabschnittes nZahl der Fertigrohrabschnitte aSchopflänge (enthält auch weitere Konstante wie Abbrand usw.)

Bei Bekanntsein der Banddicke des Ausgangsmaterials läßt sich mit der vorstehenden Gleichung die Länge des Mutterrohrstückes berechnen, wenn eine bestimmte Länge der Fertigrohrabschnitte sowie deren Anzahl vorgegeben ist. Es reicht dann aus, wenn das Gewicht des Mutterrohrstückes ein ganzzahliges Vielfaches des Gewichtes des Fertigrohrabschnittes unter Berücksichtigung der Konstanten ist.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigt:

Fig. 1 eine schematische Draufsicht eines erfindungsgemäßen Streckreduzierwalzwerkes zum Verarbeiten nahtloser Mutterrohrstücke und

Fig. 2 eine schematische Draufsicht auf ein Streckreduzierwalzwerk zum Verarbeiten geschweißter Rohre.

Die Anlage besteht aus einem Ofen 1, in dem ein nahtloses Mutterrohrstück 6 auf die Walzhitze erwärmt wird. Vorher wird das Mutterrohrstück 6 mittels einer Waage 7 gewogen. Von dem Ofen 1 gelangt das Mutterrohrstück 6 in ein Streckreduzierwalzwerk 2, wo es hinsichtlich Durchmesser und Wanddicke auf die geforderten Abmessungen reduziert wird. Das Fertigrohr wird mit einer fliegenden Säge 3 in Fertigrohrabschnitte 11 aufgeteilt. Diese Fertigrohrabschnitte 11 durchlaufen einen Auswerferrollgang 4 und gelangen dann in ein Rollenkühlbett 5, von wo aus sie zur Weiterverarbeitung abtransportiert werden. Die Waage 7 ist über einen Rechner 8 und eine Längenmeßvorrichtung 9 zwischen dem Streckreduzierwalzwerk 2 und der fliegenden Säge 3 mit einer Steuervorrichtung 10 für die fliegenden Säge 3 verbunden. Der Rechner 8 ermittelt aus dem Gewicht des Mutterrohrstückes 6 die Länge der Fertigrohrabschnitte 11, die mittels der fliegenden Säge 3 abgetrennt werden, wobei der Zunderverlust im Ofen 1 und die Schopfendenlänge mitberücksichtigt werden und das Schopfende unabhängig von den Fertigrohrabschnitten abgetrennt wird. In Verbindung mit einer Wanddickenregelung 26 durch eine Streckungsregelung am Streckreduzierwalzwerk 2 lassen sich auf diese Weise Fertigrohrabschnitte 11 herstellen, die innerhalb vorgegebener Toleranzen liegen. Die fliegende Säge wird so gesteuert, daß aufgrund der Daten der Waage 7 und der Streckung gemäß Wanddickenregelung das Rohr in Fertigrohrabschnitte aufgeteilt wird, so daß keine Restlängen eintreten. Die Fertigrohrabschnittlängen werden dabei in den zulässigen Längentoleranzen gehalten.

Bei der Anlage gemäß Fig. 2 wird ein Mutterrohr, ausgehend von einem Stahlband, durch Schweißen hergestellt. Zu diesem Zweck ist einer Rohrschweißanlage 13 eine Bandvorbereitungsstation 12 vorgelagert. Vor der Rohrschweißanlage 13 befindet sich eine Banddickenmeßvorrichtung 21, die über eine Steuervorrichtung 23 in Verbindung mit einer damit ebenfalls verbundenen Längenmeßvorrichtung 22 eine Trennvorrichtung 24 ansteuert. Mittels der Trennvorrichtung 24 werden Mutterrohrstücke 25 abgelängt, die einen Zwischenrost mit Ausblasstation 14 und anschließend einen Induktionsofen 15 durchlaufen, bevor sie in ein Streckreduzierwalzwerk 16 gelangen. Hinter dem Streckreduzierwalzwerk 16 ist eine fliegende Säge 17 angeordnet, die das Fertigrohr in gleiche Fertigrohrabschnitte aufteilt. Die Fertigrohrabschnitte gelangen auf einen Auswerferrollgang 18 und von da aus auf ein Kühlbett 19, von wo aus sie weiter verarbeitet werden.

Bei dieser Anlage trennt die fliegende Säge 17 stets die gleich langen Fertigrohrabschnitte ab, die über die Banddickenmeßvorrichtung 21 so in Beziehung zur Länge des Mutterrohrstückes 25 gesetzt sind, daß aus einem Mutterrohrstück 25 restendlos eine bestimmte Anzahl Fertigrohrabschnitte unter Berücksichtigung des Schopfendes abgetrennt werden. Auch hier ist eine Beziehung zwischen dem Mutterrohrstückgewicht und dem Fertigrohr gegeben, die ein restendloses Aufteilen des Fertigrohres in Fertigrohrabschnitte erlaubt.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von im Durchmesser reduzierten und in der Wanddicke veränderten Fertigrohren aus längsnahtgeschweißten Mutterrohren in einer Rohrschweißanlage und einem nachgeschalteten Walzwerk, gekennzeichnet durch die folgenden Schritte:

a) messen der Dicke des Stahlbandes vor dem Verschweißen zu einem Mutterrohr,
b) abschneiden von Mutterrohrstücken nach dem Verschweißen, deren sich aus Außendurchmesser, Band/Wanddicke und Länge des Mutterrohrstückes ergebende Rohrvolumina durch Verändern lediglich der Länge des Mutterrohrstückes auf einem bestimmten gleichbleibenden Wert gehalten werden,
c) aus dem Mutterrohrstück bestimmter Länge wird unter Berücksichtigung von dessen
- cc) Wanddicke
- cd) Streckung
- ce) Schopflänge und
- cf) Zunderverlust
ein Fertigrohr gewalzt, und zwar in einem
d) eine stufenlos verstellbare Wanddicken- bzw. Streckenregelungsvorrichtung aufweisenden Walzwerk, wobei das Fertigrohr
- dd) einen konstanten Durchmesser und eine konstante Wanddicke besitzt, sowie
- de) einem ganzzahligen Vielfachen der Länge eines vorgegebenen Fertigrohrabschnittes entspricht.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung als Waage (7) für das Mutterrohrstück (6) ausgebildet ist und daß eine Steuervorrichtung (10) für die Trennvorrichtung (3) zum Ablängen von Fertigrohrabschnitten (11) mit der Waage (7) über einen Rechner (8) gekoppelt ist.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Meßvorrichtung als Banddickenmeßvorrichtung (21) vor einer Rohrschweißanlage (13), die vor dem Streckreduzierwalzwerk (16) angeordnet ist, ausgebildet ist und mit einer Steuervorrichtung (23) für die Trennvorrichtung (24) zum Ablängen von Mutterrohrstücken (25) gekoppelt ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch eine Wanddickenregelungsvorrichtung (26) und/oder eine Streckungsregelungsvorrichtung (27).

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, gekennzeichnet durch eine mit der Trennvorrichtung (3, 24) gekoppelte Längenmeßvorrichtung (9, 22).

6. Verfahren zum Ablängen von Fertigrohrabschnitten aus einer Vorrichtung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Mutterrohrstück gewogen und das Fertigrohr in Abhängigkeit von der Wanddicke, der Streckung und der Schopflänge restendlos in gleichlange Abschnitte geteilt wird.

7. Verfahren zum Ablängen von Mutterrohrstücken für eine Vorrichtung gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Banddicke vor der Rohrschweißanlage gemessen und nach der Rohrschweißanlage ein Mutterrohrstück abgetrennt wird, dessen sich aus Banddicke, Durchmesser und Länge ergebendes Gewicht ein ganzzahliges Vielfaches des Gewichtes eines vorgegebenen Fertigrohrabschnittes unter Berücksichtigung von dessen Wanddicke, Streckung, Schopflänge und Zunderverlust beträgt.