DE3043679A1

DE3043679A1 - Verfahren und vorrichtung zur herstellung von nahtlosen stahlrohren durch warmwalzen auf einem dorn

Info

Publication number: DE3043679A1
Application number: DE19803043679
Authority: DE
Inventors: Jaques Paris Verdickt
Original assignee: Vallourec SA
Current assignee: Vallourec SA
Priority date: 1979-11-21
Filing date: 1980-11-19
Publication date: 1981-06-04
Also published as: US4375160A; IT8009597A0; FR2469962A1; ATE4028T1; EP0029786A1; FR2469962B1; JPS6111682B2; IT8009597A1; JPS56141902A; CA1164251A; EP0029786B1; IT1154896B; DE3043679C2

Description

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Die Erfindung betrifft die Herstellung eines nahtlosen Stahlrohrs durch Warmwalzen auf einem Dorn.

Bei gewissen Verfahren zum Warmwalzen von Rohrluppen auf einem langen Dorn mit Hilfe eines kontinuierlichen Walzwerks oder dergleichen, in dem der Dorn während des Walzens zurückgehalten wird, sind hinter dem Walzwerk und in derselben Durchgangsachse ein oder mehrere sogenannte Abzugskäfige angeordnet, von denen das Rohr gegen Ende des Walzvorgangs ergriffen wird , so daß das Rohr vom Dorn abgezogen wird, während dieser vor dem Walzwerk festgehalten bleibt.

Obwohl bei diesem Anlagentyp der Dorn vor dem Walzwerk zurückgezogen wird, um die folgende Rohrluppe aufzunehmen, sobald die soeben gewalzte Rohrluppe abgenommen wurde, kann die Gefahr eines Bruchs des Dorns oder der Einhakvorrichtung nicht ausgeschlossen werden, was zur Folge hätte, daß ein Teil des auf den Dorn aufgesteckten Rohrs die Abzugsvorrichtung durchquert. Zur Erzeugung einer ausreichenden Abzugskraft müssen die Abzugskäfige eine solche radiale Kraft ausüben, daß normalerweise eine leichte Verringerung des Durchmessers des Rohrs verursacht wird, dessen Stärke nicht verändert wird. Wenn aber ein Teil des Rohrs in seinem Inneren noch den Dorn enthält, so arbeiten die Abzugswalzen nicht mehr auf dem hohlen Rohr und müssen derart große Kräfte ausüben, daß es zum Bruch kommt. Es sind bereits Sicherheitsvorrichtungen in Walzwerken bekannt, die bewirken, daß die Walzen der Abzugskäfige weggerückt werden, sobald die Kräfte zu groß werden. Die Erfahrung zeigt jedoch, daß diese Sicherheitsvorrichtungen angesichts der Durchgangsgeschwindigkeiten des Produkts und der auftretenden Massen nur dann gut arbeiten, wenn die vorzusehende Öffnung gering bleibt und genau so groß ist, wie es mit den geringen Durchmesserreduzierungen zu vereinbaren ist, die

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für die Durchführung des Abzugs erforderlich sind.

Infolgedessen wurde es bisher immer für unmöglich gehalten, industriell starke Durchmesserreduzierungen auf der eigentlichen Abzugsvorrichtung vorzunehmen. Wenn an dem gewalzten Rohr eine starke Durchmesserreduzierung vorgenommen werden soll, kann dies also nur auf einer Reduziervorrichtung geschehen, die so weit von dem Abzugswalzwerk entfernt ist, daß die gewalzten Bohre, die noch den ganzen Dorn oder einen Teil des Dorns enthalten, angehalten und aus dem Kreis genommen werden können. Die Entfernungen und Zeiten, die für diesen möglicherweise erforderlichen Kontroll- und Aussortierungsvorgang erforderlich sind, sind so groß, daß die Temperatur bei oder normalen Bedingungen gewalzten Rohren bei Ankunft in dem Reduzierwalzwerk nicht mehr hoch genug ist. Deshalb werden die gewalzten Rohre systematisch vor der Reduzierung wieder erwärmt, was einen hohen Energieverlust mit sich bringt.

Bei anderen Verfahren (kontinuierliches Walzwerk), bei denen ein freibeweglicher Dorn oder ein Dorn mit gesteuerter Geschwindigkeit benutzt wird, der bei Beendigung des Walzvorgangs freigegeben wird, ist es bekannt, den Dorn von dem gewalzten Rohr aus der Durchgangsachse des Walzwerks heraus abzuziehen, wobei der Dorn den Kühl- und Rezyklierungsvorrichtungen zugeführt wird, während das gewalzte Rohr zu einem Reduzierwalzwerk gebracht wird.

Die Reihe der hierzu erforderlichen Arbeitsgänge (Abbremsen und Anhalten des auf den Dorn aufgesteckten Rohrs, Transfer in die Achse der Dornabnahmevorrichtung, Dornabnahme) bewirkt jedoch, daß sich die Rohrluppe abkühlt und nur mit einer vorherigen Wiedererwärmung eine Durchmesserreduzierung ermöglicht, was einen beträchtlichen Energieverlust darstellt.

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von nahtlosen Stahlrohren, bei welchem in einem kontinuierlichen Walzwerk eine auf einen Dorn aufgesteckte Rohrluppe warmgewalzt wird, dem Dorn während des Walzens eine gesteuerte Geschwindigkeit verliehen wird, das Rohr von dem Dorn getrennt wird und der Dorn am Ende des Walzvorgangs gelöst wird, so daß er aus dem kontinuierlichen Walzwerk austritt und dem Rohr folgt.

Ziel der Erfindung ist es, die obengenannten Nachteile zu beseitigen.

Zu diesem Zweck ist das erfindungsgemäße Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß eine Reduzierung des Rohrs in der Achse des Walzwerks in dem Bereich des Rohrs, in dem kein Dorn mehr vorhanden ist, vor Beendigung des Walzvorgangs begonnen wird, indem dieser Bereich des Rohrs zwischen Reduzierwalzen durchgeführt wird, die hinter dem kontinuierlichen Walzwerk und mit diesem in einer Linie angeordnet sind, daß die Reduzierung des Rohrs vollendet wird, bevor der Dorn gelöst wird und bevor sich der dem Rohr folgende Dorn vor den Käfigen befindet, und daß die Öffnung der Käfige vor dem Durchgang des Dorns durch die Reduzierkäfige vorgenommen wird, damit jeder Kontakt des Dorns mit den Arbeitsflächen der Reduzierwalzen vermieden wird.

Dieses Verfahren gestattet es, an hohlen Rohren starke Durchmesserreduzierungen und gegebenenfalls Reduzierungen der Stärke des Rohrs vorzunehmen, wobei letztere durch das Ausmaß der Durchmesserreduzierung selbst ermöglicht werden, und zwar in der Durchgangsachse des kontinuierlichen Walzwerks in einer sehr geringen Entfernung und ohne jede Manipulation des Produkts. Auf diese Weise ist die Zeit zwischen dem Durchgang eines betreffenden Querschnitts des Produkts durch das Walzwerk und seinem Durch-

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gang durch das Reduzierwalzwerk sehr gering und erfordert keine Nacherwärmung. Dadurch wird viel Energie eingespart und die Anlage wird beträchtlich vereinfacht, so daß sich die Investitionskosten sowie die Kosten für den Betrieb und die Wartung sich ganz erheblich verringern.

Der Dorn wird anschließend den Systemen zur Abkühlung, gegebenenfalls zur Kontrolle und zur Rezyklierung zum Eingang des Walzwerks zugeleitet.

Eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens besteht aus einem kontinuierlichen Walzwerk, Einrichtungen, die den Dorn mit gesteuerter Geschwindigkeit während des Walzens der Rohrluppe begleiten, Reduzierkäfige, die hinter dem kontinuierlichen Walzwerk und in einer Linie mit diesem angeordnet sind, Einrichtungen, die den Dorn während seines Durchgangs durch die Reduzierkäfige ohne Kontakt mit den Käfigen hält, und Einrichtungen zur öffnung der Käfige vor dem Durchgang des Doms.

Man kann diese Vorrichtung als eine Kombination eines kontinuierlichen Walzwerks, bei dem mit einem langen Dorn gearbeitet wird, der während des Walzens eine gesteuerte Geschwindigkeit hat und bei Beendigung des Walzvorgangs losgelassen wird, mit einem speziellen Reduzierwalzwerk betrachten.

Im folgenden wird ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Verfahrens unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung beschrieben. Es zeigen

Fig. 1 eine schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Anlage,

Fig. 2 und 3 schematische Querschnitte durch zwei Ausführungsformen eines Käfigs des Abzugwalzwerks,

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Fig. 4 ein Raum-Zeit-Diagramm der Geschwindigkeiten des Rohrs und des Dorns in der Anlage und

Fig. 5 schematische Darstellungen der Käfige des Walzwerks in den einzelnen Verfahrensphasen.

Die Figuren betreffen ein Verfahren, bei denen ein dünnes Rohr, das in einem reproduzierbaren Verfahren mit gesteuerter Zurückhaltung des Doms hergestellt wurde, auf einem langen Dorn gewalzt wird und unter der gleichen Erwärmung reduziert wird, d.h. ohne Zwischenerwärmung.

Mit "dünnem Rohr" wird ein Rohr im Bereich 100 χ 4 mm bis 25Ο χ 7 m bezeichnet, wobei der erste Wert den Außendurchmesser und der zweite Wert die Wandstärke des Rohrs darstellt.

Unter starker Reduzierung werden Werte des Verhältnisses von Ausgangsdurchmesser zu Eingangsdurchmesser von bis zu 1:3 und mehr verstanden.

Die Anlage (Fig.1) besteht im wesentlichen aus einem kontinuierlichen Walzwerk 1 und einem Reduzier- und Abzugswalzwerk 2 zur Reduzierung des Rohrs und zu seiner Trennung von dem Dorn, das mit dem kontinuierlichen Walzwerk in einer Linie liegt. Die Entfernung L des ersten Käfigs des Reduzier- und Abzugswalzwerks von dem letzten Käfig des kontinuierlichen Walzwerks ist so gering wie möglich und beträgt etwa eine Rohrlänge, d.h. beispielsweise etwa 10 Meter.

Die beiden Walzwerke arbeiten mit synchroner Geschwindigkeit. Die Ausgangsgeschwindigkeit des kontinuierlichen Walzwerks beträgt beispielsweise 2 bis 5 m/sec, so daß der Zeitraum zwischen dem Walzen und dem Reduzieren im allgemeinen weniger als eine Minute beträgt.

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Die Anzahl der Käfige der Walzwerke wird auf bekannte Weise in Abhängigkeit der Anforderungen gewählt.

Ein kontinuierliches Walzwerk und ein Reduzierwalzwerk ist an sich bekannt, so daß nur die Veränderungen beschrieben werden müssen, die erfindungsgemäß an dem Reduzierwalzwerk zur !Durchführung des neuen Verfahrens vorgenommen werden.

Hierbei handelt es sich um folgende Einrichtungen:

Steuereinrichtungen 3 zur vollständigen und schnellen Öffnung der Walzen der Reduzierkäfige, wobei der Durchgangsquerschnitt zwischen den Walzen wesentlich größer als der Durchmesser des Dorns ist;

mechanische Vorrichtungen 5 zum Halt des Dorns, die zwischen den Reduzierkäfigen angeordnet sind und um oder einfach unter die Durchgangsachse gelangen können, um dort den Dorn bei seinem Durchgang so zu halten, daß er zu keinem Zeitpunkt mit den Reduzierwalzen in der geöffneten Stellung in Kontakt kommen kann, wodurch die Arbeitsflächen des Dorns und der Walzen beschädigt werden könnten, so daß sie schnell für eine korrekte Walzung unbrauchbar werden;

Vorrichtungen 6 zum Feststellen der Ankunft des Rohrs und des Dorns vor dem Reduzierwalzwerk 2, die die Mechanismen 3 so steuern, daß sich die Käfige 4 zum geeigneten Zeitpunkt mit dem gewünschten Wert Öffnen;

Regeleinrichtungen zur Regulierung der Geschwindigkeit der Käfige des Reduzierwalzwerks in genauer Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Käfige des kontinuierlichen Walzwerks, wodurch jeder Fehler an dem Produkt vermieden wird, der sich aus einer Geschwindigkeitsdifferenz zwischen dem kontinuierlichen Walzwerk und dem Reduzier-

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walzwerk ergeben könnte, wenn die Walzwerke gleichzeitig mit dem Rohr in Eingriff sind.

Diese Vorrichtungen sind an sich bekannt und brauchen nicht ausführlicher beschrieben zu werden. Unter Bezugnahme auf die Fig. 2 und 3 seien lediglich zwei Ausführungsbeispiele eines Käfigs des Reduzier- und Abzugswalzwerks beschrieben.

Die Fig. 2 und 3 zeigen zwei verschiedene Ausführungen eines Käfigs des Abzugswalzwerks.

Pig. 2 zeigt einen Käfig 4 mit zwei Walzen 8 und 9· Die vier Einbaustücke 10 gleiten in Aussparungen, die in dem Käfig vorgesehen sind.

Ein doppelter Keil 11 oder ein ähnliches Teil 12 für den oberen Teil bzw. den unteren Teil des Käfigs gestatten die Annäherung der Walzen 8 und 9 bzw. ihre Entfernung unter der Einwirkung von Kolben-Zylinder-Einheiten 13 und 14. Die angenäherte Stellung entspricht der Reduzierung und der darauffolgenden Abnahme vom Dorn, während die entfernte Stellung dem Durchgang des Doms durch das Abzugswalzwerk entspricht.

Wenn der Dorn von den Walzen ergriffen würde, so würde die anormale Kraft einen Druckanstieg in den Kolben-Zylinder-Einheiten 13 und 14 bewirken und ein Entladeventil würde sich öffnen. Zur zusätzlichen Sicherheit sind zwischen die Druckschrauben 16 und die Auflagefläche Brechtöpfe 15 eingebaut.

Fig. 3 zeigt einen Käfig 4 mit drei Walzen 17» 18 und 19.

Die Wälzlager der Walzen sitzen in verschiebbaren Einbaustücken 20.

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Drei doppelte Keile 21, 22 und 2J gestatten die Anniiherung oder Entfernung der Walzen 17, 18 und 19-

Die angenäherte Stellung entspricht den Arbeitsgängen der Reduzierung und Abnahme vom Dorn, die darauf folgt, während die entfernte Stellung dem Durchgang des Dorns durch das Abzugswalzwerk entspricht.

Die betreffenden Bewegungen werden durch drei Kolben-Zylinder-Einheiten 24, 25, 26 gewährleistet.

Wenn der Dorn ergriffen wird, würde die anormale Kraft einen Druckanstieg in den Kolben-Zylinder-Einheiten und die öffnung eines Entladeventils bewirken.

Wenn das hintere Ende des Dorns infolge einer Störung eine gewisse Stellung überschreitet, öffnen sich die Käfige automatisch.

Das Diagramm von Fig. 4- gestattet es, die Relativbewegungen des Dorns und der Rohrluppe E (die das Rohr T wird) während des Walzens und dann während der Reduzierung des Rohrs miteinander zu vergleichen.

Was das Walzen der Rohrluppe in dem kontinuierlichen Walzwerk betrifft, so sei die FR-PS 72 31888 erwähnt, in der ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Metallrohrs in einem kontinuierlichen Walzwerk auf einem Dorn beschrieben wird. Bei diesem Verfahren wird der Dorn M wie im vorliegenden Pail zunächst so festgehalten, daß er sich mit einer gesteuerten Geschwindigkeit, beispielsweise mit konstanter Geschwindigkeit, vorbewegt, worauf er freigegeben wird, wenn der Walzvorgang beendet ist, so daß er hinter der Rohrluppe, die das Rohr T geworden ist, aus dem kontinuierlichen Walzwerk austreten kann.

Die Bezugszahlen von Fig. 4- haben folgende Bedeutungen:

A1: Achse des ersten Käfigs des kontinuierlichen Walzwerks

A2: Achse des letzten Käfigs des kontinuierlichen Walzwerks

A3: Achse des ersten Käfigs des Reduzier- und Abzugwalzwerks

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A4: Achse des letzten Käfigs des Reduzier- und Abzugwalzwerks

TA: Dauer der Annäherung und Erfüllung des kontinuierlichen Walzwerks

TV: Dauer des Austritts des Rohrs aus dem kontinuierlichen Walzwerk

TE: Dauer des Abzugs des Dorns aus dem Rohr VM: Geschwindigkeit des Dorns während des Walzens

VSLC: Geschwindigkeit des Austritts des Rohrs aus dem kontinuierlichen Walzwerk

VSLR: Geschwindigkeit des Austritts des Rohrs aus dem Reduzier- und Abzugwalzwerk

VEM: Abfuhrgeschwindigkeit des Dorns.

Aus Fig. 4- ergibt sich also folgendes:

a) Dem Dorn wird während des Walzvorgangs eine gesteuerte Geschwindigkeit VM (im vorliegenden Fall eine konstante Geschwindigkeit) verliehen;

b) die Reduzierung der Rohrluppe wird vor Beendigung des Walzens begonnen (Punkt' X) ;

c) die Reduzierung des Rohrs (Punkt Y) wird beendet, bevor der Dorn freigegeben wird (Punkt Z).

Fig. 5 zeigt drei schematische Darstellungen (a), (b) und (c) der relativen Anordnungen der Walzen der Käfige des Reduzier- und Abzugwalzwerks (im vorliegenden Fall mit drei Käfigen), des Rohrs T und des Dorns M während der Phasen I, II und III von Fig. 4·:
(a): Walzen der Rohrluppe auf dem Dorn und gleichzeitig

Reduzierung des Rohrs,
(b): Abzug und Reduzierung des Rohrs,

(c): Durchgang des Dorns durch das Reduzier- und Abzugwalzwerk.

Das Abzugwalzwerk besitzt vorzugsweise eine große Anzahl von Käfigen, beispielsweise mindestens fünf Käfige (vgl. Fig. 1). In Fig. 5 sind der Einfachheit halber nur die beiden äußersten Käfige und der zentrale Käfig des Walzwerks dargestellt, wobei es sich jedoch wie in Fig. 1 um ein Walzwerk mit fünf Käfigen handelt.

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Die Erfindung betrifft die Herstellung eines Stahlrohrs.

Hierbei wird zunächst das Rohr vor Beendigung des Walzvorgangs in der Achse des Walzwerks 1 in einem Rohrbereich reduziert, in dem kein Dorn mehr vorhanden ist, indem dieser Rohrbereich zwischen Reduzierwalzen 4- hindurchgeführt wird, die hinter dem kontinuierlichen Walzwerk 1 und in einer Linie mit diesem liegen; die Reduzierung des Rohrs wird beendet, bevor der Dorn freigegeben wird und bevor er sich vor dem ersten Käfig 4- befindet. Diese Käfige werden geöffnet, bevor der Dorn durch die Reduzierkäfige hindurchgeführt wird, damit jeder Kontakt des Dorns mit den Arbeitsflächen der Reduzierwalzen vermieden wird.

Die Erfindung ist insbesondere auf dünne Rohre im Bereich von 100 χ 4 bis 250 χ 7 nun (Außen durchmess er χ Stärke) anwendbar.

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eerse

it

Claims

Patentansprüche

(1.^Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Stahlrohrs, bei dem in einem kontinuierlichen Walzwerk eine auf einen Dorn aufgesteckte Rohrluppe warmgewalzt wird, dem Dorn während des Walzens eine gesteuerte Geschwindigkeit verliehen wird, das Rohr von dem Dorn getrennt wird und der Dorn am Ende des Walzvorgangs gelöst wird, so daß er aus dem kontinuierlichen Walzwerk austritt und dem Rohr folgt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Reduzierung des Rohrs in der Achse des Walzwerks in dem Bereich des Rohrs, in dem kein Dorn mehr vorhanden ist, vor Beendigung des Walzvorgangs begonnen wird, indem dieser Bereich des Rohrs zwischen

ORIGINAL INSPECTED

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ΜΑΝΓΤΖ. FINSTERWALD · HEYN ■ MOHGAN · 8000 MÖNCHEN 22 · HOBERT-KOCH-STRASSE1 · TEL. (0Θ9) 224211 · TELEX 05-29 672 PATMF

GMMKOW · ROTERMUND ■ 7000 STUTTGART SO (BAD CANNSTATT) · SEELBERGSTR. 23/25 TEL. (0711) 567281 ZENTRALKASSE BAYER.VOLKSBANKEN · MÖNCHEN ■ KONTO-NUMMER7270 POSTSCHECK: MÜNCHEN 77062 - B05

Reduzierwalzen durchgeführt wird, die hinter dem kontinuierlichen Walzwerk und mit diesem in einer Linie angeordnet sind, daß die Reduzierung des Rohrs vollendet wird, bevor der Dorn gelöst wird und bevor sich der dem Rohr folgende Dorn vor den Käfigen befindet, und daß die öffnung der Käfige vor dem Durchgang des Dorns durch die Reduzierkäfige vorgenommen wird, damit jeder Kontakt des Dorns mit den Arbeitsflächen der Reduzierwalzen vermieden wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die öffnung der Käfige vorgenommen wird, bevor der Dorn losgelassen wird.
3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem kontinuierlichen Walzwerk und Einrichtungen zum Begleiten des Dorns mit gesteuerter Geschwindigkeit während des Walzens der Rohrluppe, gekennzeichnet durch Reduzierkäfige, die hinter dem kontinuierlichen Walzwerk und in einer Linie mit diesem angeordnet sind, Einrichtungen, die den Dorn während seines Durchgangs durch die Reduzierkäfige ohne Kontakt mit den Käfigen halten und Einrichtungen zur Steuerung der öffnung der Käfige vor dem Durchgang des Dorns.
4. Nahtlose Stahlrohre, die in dem Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2 oder mit Hilfe einer Vorrichtung nach Anspruch 5 hergestellt sind.
5. Nahtlose Stahlrohre nach Anspruch 4-, dadurch gekennzeichnet , daß sie im Bereich 100 χ 4· bis 250 χ liegen.

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6. Nahtlose Stahlrohre nach einem der Ansprüche 4 und 5i dadurch gekennzeichnet , daß das Reduzierungsverhältnis (Ausgangsdurchmesser/ Eingangsdurchmesser) ^ zu 3 oder mehr beträgt.

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