DE3028211C2 - Walzstraße zum Streckreduzieren von Rohren - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzstraße zum Streckreduzieren von Rohren mit einer Anzahl dicht hintereinander angeordneter Walzgerüste, deren Walzendrehzahlen beim Durchlaufen der hinteren Rohrendabschnitte gegenüber den Walzendrehzahlen beim Durchlaufen der mittleren Rohrlängenabschnitte im Sinne einer Streckgraderhöhung geändert sind.

Beim Streckreduzierwalzen von Rohren, bei dem die Wanddicke und der Rohraußendurchmesser verringert werden, entstehen am vorderen und hinteren Ende eines gewalzten Rohres beträchtliche Längenabschnitte, welche eine größere Wanddicke besitzen als der mittlere Längenabschnitt des Rohres. Die beiden Endabschnitte mit den die zulässige Toleranz überschreitenden Wanddicken müssen bei jedem Rohr abgeschnitten werden und sind meist nur noch als Schrott zu verwenden. Diese »verdickte Enden« genannten Längenabschnitte entstehen verfahrensbedingt. Sie bilden sich dadurch, daß zur Erreichung einer bestimmten Verringerung der Wanddicke am rertigrohr auch ein bestimmter Zug während des Walzens auf das Rohr ausgeübt werden muß und dieser Zug zwar im Bereich des mittleren Längenabschnittes, nicht aber an den vorderen und hinteren Endabschnitten jedes Rohres in der erforderlichen Weise erreicht wird. Aus Gründen der Wirtschaftlichkeit ist man bestrebt, diese verdickten Enden so kurz wie mög

lich zu halten.

Bei einer bekannten Bauart (DE-OS 19 27 879) werden bei gefüllter Walzstraße, also beim Walzen der mittleren Rohrlängenabschnitte unmittelbar vor dem Einä lauf der hinteren Rohrendabschnitte in das erste Walzgerüst die Walzendrehzahlen aller Gerüste abgesenkt, und zwar um einen gleichen prozentualen Betrag. Beim Einlauf der hinteren Rohrendabschnitte werden dann die abgesenkten Drehzahlen in Abhängigkeit von der

ίο Länge des Einlaufweges der Rohrendabschnitte in die einlaufseitig angeordneten Walzgerüste wieder angehoben, und zwar so, daß die prozentuale Drehzahlabsenkung mit wachsender Länge des Einlaufweges der hinteren Rohrendabschnitte in das Walzwerk abnimmt Die- ser Vorgang erfolgt im Bereich der einlaufseitigen, beispielsweise den ersten elf Walzgerüsten, wobei auf den hinteren Rohrendabschnitten ein erhöhter, wenn auch noch unzureichender Zug ausgeübt wird, der lediglich eine gewisse Verkürzung der hinteren verdickten Enden bewirkt

Diese bekannte Bauart hat den Nachteil, daß sie nur bei emzelangetriebenen Walzgerüsten durchführbar ist Bei diesen bereitet es wiederum Schwierigkeiten, während des stationären Betriebszustandes — also wenn der Rohranfang sich schon hinter und das Rohrende sich noch vor der Walzstraße befindet — die vorherbestimmten Drehzahlen konstant zu halten. Außerdem ist bei emzelangetriebenen Walzgerüsten mit ihren Steuer- und Regeleinrichtungen der Aufwand groß und der An trieb störanfällig. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der hintere Rohrendabschnitt im hinteren Teil der Walzstraße, beispielsweise vom 12. Walzgerüst an, keinem erhöhten Zug mehr ausgesetzt ist, der eine Verkürzung der Länge der hinteren verdickten Rohrendab- schnitte bewirken könnte.

Bei einer anderen bekannten Bauart (DE-OS 23 47 891) werden die hinteren Rohrendabschnitte — in gleicher Weise wie die vorderen — beim Passieren der einlaufseitigen, zugaufbauenden Walzgerüste mit einem

bedeutend höheren Zug beaufschlagt indem das Übertragungsvermögen der Reibungskräfte zwischen Walzen und Rohr voll ausgenutzt und damit der maximal mögliche Zug auf die Rohrendabschnitte ausgeübt wird. Die verdickten Enden werden damit wesentlich kürzer gehalten, als bei der zuerst erwähnten bekannten Bauart und außerdem kann die an zweiter Stelle genannte Bauart sowohl bei Walzstraßen mit Gruppenantrieb als auch bei solchen mit Einzelantrieb ausgeführt werden, so daß man auf den aufwendigen Einzelantrieb nicht angewiesen ist.

Ferner ist es bereits bekannt (DE-AS 16 02 181) nach Eintritt des Rohrendes in das einlaufseitig erste Walzgerüst eine Drehzahlverminderung seiner Walzen vorzunehmen und dies auch fortlaufend bei den nächstfolgen- den Walzgerüsten durchzuführen in Abhängigkeit vom weiteren Durchlauf des Rohrendes durch die Walzstraße. So wirkt beim Durchlaufen des hinteren Rohrendes durch die Walzstraße zwar ein zusätzlicher erhöhter Zug auf das Rohrende, aber dieser wird nur von einem einzigen Walzgerüst erzeugt, welches jeweils das letzte das Rohrende noch erfassende Walzgerüst ist. Der mit nur einem Walzgerüst erzielbare Zug ist aber relativ gering, so daß hierdurch keine bedeutende Verkürzung des verdickten hinteren Rohrendabschnittes erreichbar

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die Länge der hinteren verdickten Rohrendabschnitte bedeutend stärker zu verkürzen, als dies mit den vorbekannten

Mitteln möglich ist

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Streckgrad erst vom Einlaufen des Anfanges der verdickten hinteren Rohrendabschnitte in das auslaufseitig letzte Walzgerüst an erhöht ist

Hierdurch wird zunächst erreicht, daß unabhängig von den Maßnahmen, die im Bereich der einlaufseitig angeordneten Walzgerüste der Walzstraße zur Verkürzung der verdickten hinteren Rohrendabschnitte durchgeführt werden (DE-OS 23 47 891), zusätzlich und auch im Bereich der mittleren und auslaufseitigcn Walzgerüste die hinteren Rohrendabschnitte nochmals mit einem erhöhten Zug beaufschlagt und damit verkürzt werden. Dabei ist es natürlich möglich, nur den erfindungsgemäßen Vorschlag anzuwenden, also auf Maßnahmen im vorderen Abschnitt der Walzstraße zu verzichten, was jedoch weniger empfehlenswert ist

Der erfindungsgemäß relativ späte Beginn der Streckgraderhöhung stellt sicher, daß auf keinen Fall ein Stück des mittleren Rohrlängenabschniaes bei der Streckgraderhöhung noch erfaßt wird und in unerwünschter Weise eine dünnere Rohrwand erhält als vorgesehen ist Zu diesem Zeitpunkt befindet sich nämlich nur noch der verdickte hintere Endabschnitt in der Walzstraße, wo er jedoch voll erfaßt wird und dem größtmöglichen Streckgrad von allen noch am Rohr angreifenden Walzgerüsten ausgesetzt ist. Somit erzielt man eine wesentlich höhere Streckung als bei den bekannten Bauarten und damit auch eine wesentlich stärkere Verkürzung der hinteren verdickten Rohrendabschnitte.

Das erfindungsgemäße Beaufschlagen der hinteren Rohrendabschnitte mit erhöhtem Zug im auslaufseitigen Teil der Walzstraße läßt sich ohne weiteres mit einem Gruppenantrieb durchführen und selbst bei einer Walzstraße mit Einzelantrieb benötigt man nicht einmal eine Einzeleinspeisung der verschiedenen Motoren, sondern kann die weniger aufwendige Gruppensteuerung verwenden. Man erzielt damit eine weitere beträchtliche Verkürzung der verdickten hinteren Endabschnitte der Rohre mit nur geringem Mehraufwand.

Dieser umfaßt insbesondere beim Gruppenantrieb nur die Einrichtungen die notwendig sind, um die Rohrenden zu erfassen für den rechtzeitigen Beginn der Sireckgradänderungen. Wesentlich ist nämlich, daß genau dann mit einer Steigerung des Streckgrades begonnen wird, wenn die Anfänge der hinteren Rohrendabschnitte in das letzte Walzgerüst einlaufen, also nur noch die hinteren Rohrendabschnitte der soeben gewalzten Rohre sich in der Walzstraße befinden. Wie lang diese sind, hängt von der Querschnittsabnahme der Rohre in der Walzstraße ab, also von dem Unterschied zwischen einlaufendem und Fertigrohr. Die konkreten Längen der verdickten Rohrendabschnitte kennt man entweder aus Erfahrung oder man walzt ein Proberohr ohne die erfindungsgemäße Streckgradänderung, also das ganze Rohr nur mit dem Streckgrad, mit dem normalerweise die mittleren Rohrlängenabschnitte gewalzt werden. Man kann dann an diesem Proberohr die Länge und damit den Anfang des hinteren verdickten Rohrendabschnittes exakt bestimmen und danach die Stelle in der Walzstraße festlegen, an der das durchlaufende Rohrende die Streckgraderhöhung auslöst. Nach der gleichen Methode kann man auch die Zunahme der Wandverdickung am Rohrende messen und danach die Steigerung des Streckgrades und die Höhe dieser Steigerung festlegen, denn nach einem bevorzugten Merkmal der Erfindung soll die Erhöhung des Streckgrades in Abhängigkeit vom Verlauf der zu den Rohrenden hin zunehmenden Wandverdickungen der Rohre geregelt sein.

Bei einer vorteilhaften Ausführungsform der Erfindung ist die Erhöhung des Streckgrades nach dem Auslaufen der Rohrenden aus dem auslaufseitig vorletzten Wakgerüst wieder auf den Wert beim Walzen der mittleren Rohrlängenabschnitte abgesunken. Mit dem Auslaufen der Rohrenden aus dem vorletzten Walzgerüst endet die Möglichkeit der Zugbeaufschlagung und es ist dann wichtig, die Walzstraße so schnell wie möglich für das Walzen des nachfolgenden Rohres bereitzumachen. Zu diesem Zweck empfiehlt es sich, daß beim Absenken des erhöhten Streckgrades der Wert wie beim Walzen der mittleren Rohrlängenabschnitte wieder erreicht ist, wenn der gesamte verdickte vordere Rohrendabschnitt des nachfolgenden Rohres das letzte der einlaufseitig zugaufbauenden Walzgerüste passiert hat Auf diese Weise ist es auch bei einer Anwendung der Erfindung möglich, einen kurzen Abstand zwischen den aufeinanderfolgenden Rohren einzuhalten.

Bei einer Walzstraße, bei welcher die Walzgerüste von einem Gruppenantrieb mit Haupt- und Zusatzmotor angetrieben sind, empfiehlt es sich, den Streckgrad in an sich bekannter Weise über die Drehzahl des Zusatzmotors zu verändern. Diese Veränderung des Streckgrades wird zum Beispiel bei einer Walzprogrammänderung in gleicher Weise durchgeführt und ist von daher bekannt. Die entsprechenden Einrichtungen hierfür sind in derartigen Walzstraßen ohnehin vorhanden. Neu ist jedoch, diese Verstellmöglichkeit des Streckgrades auch zur Beaufschlagung der auslaufenden hinteren Rohrendabschnitte im auslaufseitigen hinteren Teil der Streckreduzierwalzstraße zu benutzen.

Den gleichen Effekt kann man allerdings auch dadurch erzielen, daß man die Drehzahl des Zusatzmotors konstant hält und die des Hauptmotors ändert. Bei einer Streckgradsteigerung nur mit Hilfe des Hauptmotors ist es erforderlich, diesen in seiner Drehzahl abzusenken im Gegensatz zu der ersterwähnten Steuerung alleine mit dem Zusatzmotor, der bei einer Streckgradsteigerung mit erhöhter Drehzahl zu betreiben ist. Selbst eine gleichzeitige Änderung der Drehzahlen von Haupt- und Zusatzmotor ist denkbar. Dabei muß die Drehzahl des einen Motors abgesenkt und die des anderen gesteigert werden.

In der Zeichnung ist die Erfindung anhand eines Schaubildes dargestellt. Auf der Abszisse sind die beispielsweise 22 Walzgerüste vermerkt, welche die gegenständlich nicht dargestellte Walzstraße insgesamt besitzt. Durch die Ordinate sind die Walzendrehzahlen nach oben steigend symbolisiert. Bestimmte Umdrehungen pro Minute sind nicht festgelegt, da diese für die einzelnen Walzstraßen und Rohrabmessungen sehr unterschiedlich sein können.

Von den eingezeichneten Kurven ist eine mit dicker Vollinie dargestellt. Sie zeigt beispielsweise jene Strekkung auf, welche ohne Anwendung der Erfindung im stationären Betriebszustand vorhanden ist, das heißt, wenn ein mittlerer Rohrlängenabschnitt gewalzt wird und der vordere und hintere Endabschnitt des Rohres sich schon beziehungsweise noch außerhalb der Walzstraße befinden. Die Walzendrehzahlen werden addiert, und zwar aus der Grunddrehzahl nc erzeugt durch den Hauptmotor und der Zusatzdrehzahl n_z erzeugt vom Zusatzmotor. Beide Drehzahlen addieren sich, wie dies durch die Pfeile beim Walzgerüst 17 dargestellt ist. Durch eine entsprechende Steuerung, vorzugsweise des

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

55

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5

Zusatzmotors, läßt sich die Zusatzdrehzahl ηχ innerhalb

bestimmter Grenzen ändern, so daß sich bei einer Zu- ■

satzdrehzahl von Null, also bei stillstehendem Zusatz- ';'

motor, die minimale Streckung und bei größtmöglicher ;■;

Zusatzdrehzahl die maximale Streckung ergibt Diese 5 - >

beiden Grenzwerte sind als Kurven mit dünnen Volli-

nien dargestellt. i;

Sobald nun der Anfang des hinteren Rohrendab- ;.'.

schnittes, wie er als verdicktes Ende aus der Walzstraße V-

auslaufen würde, wenn dieses ausschließlich nach der to '■■

mit dicker Vollinie dargestellten Kurve arbeiten würde, B

in das letzte Walzgerüst — im dargestellten Beispiel ψ

das zweiundzwanzigste — einläuft, befindet sich auf- |i

grund der vorhandenen Querschnittsabnahme das '%

Rohrende beispielsweise gerade im dreizehnten Walz- 15 ■

gerüst, wie dies unter Ziffer angedeutet ist Eine nicht t£

dargestellte Fühlereinrichtung steigert die Streckung U

durch Erhöhen der Drehzahl des Zusatzmotors, so daß sich die im Schaubild mit gestrichelten Linien dargestellte ebenfalls mit / bezeichnete Kurve ergibt und damit

eine erhöhte Streckung, welche sich als höherer Zug auf $

die hinteren Rohrendabschnitte auswirkt Je weiter ein Iv

hinterer Rohrendabschnitt aus der Walzstraße herausläuft desto höher wird die Einstellung der Streckung und damit des Zuges.was durch die unter Ziffer dargestellte Position des Rohres und die strichpunktiert eingezeichnete Streckungskurve II veranschaulicht ist. Selbstverständlich sind noch eine ganze Reihe von Kurven zwischen der Kurve I und der Kurve II vorhanden,

was in gleicher Weise für den Bereich zwischen der 30 f

Kurve II und Kurve gilt ί

Die Kurve III zeigt die höchste Streckungseinstellung, welche bei dem dargestellten Beispiel auftritt Diese wird erreicht, wenn ein hinterer Rohrendabschnitt , sich nur noch im vorletzten und letzten Walzgerüst befindet Da die Wandverdickung im Bereich des Rohrendes am stärksten ist, muß beim Durchlaufen des Rohrendes auch mit der höchsten zusätzlichen Streckungseinstellung gearbeitet werden. Wie aus dem Schaubild klar ersichtlich ist steigt die Streckungseinstellung zum Rohrende hin an, was dem Verlauf der Wandverdickung entspricht Je stärker die Wandverdickung zum Rohrende hin ansteigt um so schneller muß auch die Strekkung und damit die Zusatzdrehzahl nz angehoben werden. Dabei kann es durchaus sein, daß die größte Strekkung entsprechend der Kurve III nicht wie dargestellt, unterhalb der maximal möglichen Streckungseinstellung der Walzstraße liegt sondern identisch ist mit dieser obersten Kurve, welche die maximal mögliche Strekkung der Walzstraße angibt

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Walzstraße zum Streckreduzieren von Rohren mit einer Anzahl dicht hintereinander angeordneter Walzgerüste, deren Walzendrehzahlen beim Durchlaufen der hinteren Rohrendabschnitte gegenüber den Walzendrehzahlen beim Durchlaufen der mittleren Rohrlängenabschnitte im Sinne einer Streckgraderhöhung geändert sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckgrad erst vom Einlaufen des Anfanges der verdickten hinteren Rohrendabschnitte in das auslaufseitig letzte Walzgerüst an erhöht ist.

2. Walzstraße nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Streckgrades in Abhängigkeit vom Verlauf der zu den Rohrenden hin zunehmenden Wandverdickungen der Rohre geregelt ist

3. Walzstraße nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Erhöhung des Streckgrades nach dem Auslaufen der Rohrenden aus dem auslaufseitig vorletzten Walzgerüst wieder auf den Wert beim Walzen der mittleren Rohrlängenabschnitte abgesunken ist

4. Walzstraße nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß beim Absenken des erhöhten Streckgrades der Wert wie beim Walzen der mittleren Rohrlängenabschnitte wieder erreicht ist wenn der gesamte verdickte vordere Rohrendabschnitt des nachfolgenden Rohres das letzte der einlaufseitig zugaufbauenden Walzgerüste passiert hat

5. Walzstraße nach Anspruch 1 oder einem der folgenden, bei dem die Walzgerüste von einem Gruppenantrieb mit Haupt- und Zusatzmotor angetrieben sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Streckgrad in an sich bekannter Weise über die Drehzahl des Zusatzmotors veränderbar ist