DE3107824A1

DE3107824A1 - Verfahren zum walzen von rohren

Info

Publication number: DE3107824A1
Application number: DE19813107824
Authority: DE
Inventors: Willi 5140 Erkelenz Hagedorn; Horst Ing.(Grad.) 4156 Willich Stinnertz; Fritz Dr.-Ing. 4050 Mönchengladbach Zeunert
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-02-24
Filing date: 1981-02-24
Publication date: 1982-09-23
Also published as: IT1140130B; ATA28582A; JPS57139410A; GB2093384A; FR2500338B1; DE3107824C2; IT8125548A0; FR2500338A1; GB2093384B; NL8105194A; MX156528A; KR830008746A; DD202251A5; AT387732B; CS245769B2

Description

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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Rohren, bei dem zwei einander gegenüber angeordnete kalibrierte, in einem Walzgerüst gelagerte Walzen auf einem rohrförmigen Walzmaterial, das auf einem axial feststehenden konischen Dorn angeordnet ist, hin- und herbewegt werden, wobei die drehangetriebenen Walzen an ihren Umfangsflächen sich verjüngende, der Form des konischen Doms angepaßte Arbeitskaliber aufweisen, die das Walzmaterial auf dem Dorn auswalzen, wobei die Walzen an den Enden der Arbeitskaliber das Walzmaterial in beiden Totpunkten des Walzgerüstweges zum Zwecke der Vorschuberzeugung und der Drehung freigeben.

Ein bekanntes Verfahren zum Walzen von Rohren besteht darin, daß auf einem axial feststehenden konischen Dorn das zu bearbeitende Rohrmaterial mit Hilfe von in einem Walzgerüst gelagerten, hin- und herbewegten kalibrierten Walzen ausgestreckt wird. Im Einlauftotpunkt (Totpunkt auf der Einlaufseite des Walzmaterials des Walzgerüstweges) wird das Rohrmaterial von den Ringwalzen freigegeben, so daß in diesem Zeitraum die Möglichkeit besteht, den Vorschub des Rohrmaterial und die Drehung des Rohrmaterials um einen bestimmten erforderlichen Drehwinkel durchzuführen.

Bei diesem bekannten Walzverfahren wurde der Vorschub des Walzmaterials im Einlauftotpunkt, d.h. vor dem Vorwärtshub des Walzgerüstes erzeugt. Die notwendige Drehung des Walzmaterials -der Drehwinkel liegt im Bereich von 50° bis 70° - erfolgt bei diesem Walzverfahren ebenfalls im Einlauf totpunkt des Walzgerüstes.

Da bei diesem bekannten Walzverfahren praktisch nur auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstes die effektive Walzarbeit geleistet wird, ist dieses Verfahren "Kaltpilgerverfahren" genannt worden. Auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstes wurde keine Walzarbeit geleistet.

Aus der DT-OS 16 02 036 ist es bereits bekannt, den Vorschub des Walzmaterials 100?6ig oder zum größten Teil im Auslauftotpunkt des Walzgerüstweges, d.h. vor Beginn des Rückwärtshubes zu erzeugen und die Drehung des Walzmaterials von ca. 60° sowohl im Einlauftotpunkt als auch im Auslauftotpunkt des Walzgerüsthubes zu erzeugen.

In der DE-OS 16 02 036 wird erwähnt, daß die zweckmäßigere, günstigere Verformung des Walzmaterials vorhanden sei, wenn die Verwalzung auf dem Rückwärtshub stattfindet. Dieser Vorschlag ist aus folgenden Gründen nachteilig:

Beim Walzen auf dem Rückwärtshub mit großen im Auslauftotpunkt erzeugten Vorschüben, muß das Walzmaterial entgegengesetzt der Bewegungsrichtung der Arbeitswalzen fließen. Dadurch entstehen sehr große axiale Rückdruckkräfte am Walzdorn, an der Dornstange mit Dornwiderlager und am Vorschubschlitten. Da diese axialen Rückdruckkräfte vom Kaltwalzwerk einwandfrei beherrscht werden müssen und hierbei eine bestimmte Belastungsgrenze nicht überschritten werden kann, ist damit auch die Größe des Vorschubes, der im Auslauftotpunkt erzeugt werden kann, begrenzt. Es sind aus diesen Gründen nur relativ kleine Vorschübe im Aus-

lauftotpunkt realisierbar. Damit bringt der Vorschlag gemäß der DE-OS 16 02 036 keinerlei Verbesserungen gegenüber den bekannten Kaltpilgerverfahren. Dieser Vorschlag wurde gemacht, ohne daß zum damaligen Zeitpunkt praktische Erfahrungen bzw. theoretisches walztechnisches Grundwissen im Bezug auf die vorgeschlagene Walztechnik vorlag.

Des weiteren wird in der DE-OS 16 02 036 vorgeschlagen, zur vorgeschlagenen alleinigen Vorschuberzeugung im Auslauftotpunkt zusätzliche Vorschuberzeugung im Einlauftotpunkt vorzunehmen. Dies bringt keine wesentliche Erhöhung des Gesamtvorschubes (Hauptvorschub im Auslauftotpunkt und zusätzlicher Vorschub in Einlauftotpunkt), da durch die zusätzliche Vorschuberzeugung im Einlauftotpunkt mit dadurch notwendigem Schalthub im Einlauftotpunkt, infolge der nunmehr verkürzten Arbeitskaliberlänge und der dadurch erhöhten Walzdruckkräfte die axialen Rückdruckkräfte auf dem Rückwärtshub vergrößert werden. Dadurch wird die Größe des zulässigen Vorschubes im Auslauftotpunkt wieder so weit reduziert werden müssen, daß der Vorschlag keine Leistungssteigerung gegenüber dem praktizierten Kaltpilgerwalzverfahren ergibt.

Bei dem in der DE-OS 16 02 036 vorgeschlagenen Drehen des Walzmaterials um den angegebenen Drehwinkel für das Walzmaterial, Dorn mit Dornstange und Einlauf- und Auslaufspannfutter von ca. 60° sowohl im Einlauftotpunkt als auch im Auslauftotpunkt des Walzgerüstweges ist auch für das Drehen im Auslauftotpunkt ein beträchtlicher Schalthub erforderlich. Gegenüber dem Kaltpilgerverfahren, bei dem

Vorschub und Drehung im Einlauftotpunkt stattfindet, geht dieser Schalthub der Arbeitskaliberlänge und somit der Walzarbeitslänge verloren. Da grundsätzlich die Vorschubgröße einfach proportional der Arbeitskaliberlänge ist, bedeutet eine wesentliche Verkürzung der Arbeitskaliberlänge eine wesentliche Reduzierung der Vorschubgröße, so daß bei diesem Vorschlag sogar eine Leistungsminderung gegenüber dem bisher praktizierten Kaltpilgerverfahren eintreten würde.

Ausgehend von den genannten Nachteilen liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Walzen von Rohren der eingangs geschilderten Art zu schaffen, mit dem es möglich ist, eine optimale Leistungssteigerung gegenüber dem Kaltpilgerverfahren durch wesentliche Erhöhung der Gesamtwalzarbeit beim Kaltwalzen von Rohren und damit eine entsprechende Steigerung der Ausbringung des Walzwerkes zu schaffen.

Zur Lösung der Aufgabe wird nun erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß der überwiegende Teil der bei der Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes geleisteten Gesamtwalzarbeit auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstweges und der kleinere Teil der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub des WaIzgerüstweges erbracht wird und daß die gesamte Drehung des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes ca. 50 bis 70% beträgt, wobei der Drehwinkel im Einlauftotpunkt ca. 20 bis 40 und der Drehwinkel im Auslauftotpunkt ca. 20 bis 40° betragen.

Bei durchgeführten Walzversuchen hat sich gezeigt, daß sich bei einer ausschließlich im Auslauftotpunkt stattfindenden Vorschuberzeugung die Gesamtwalzarbeit etwa hälftig auf den nachfolgenden Rückwärtshub des Walzgerüstes und auf den danach folgenden Vorwärtshub des Walzgerüstes aufteilt.

Die erfindungsgemäße Walzmethode, bei der der überwiegende Anteil der Walzarbeit des Walzmaterials auf dem Vorwärtshub und der kleinere Anteil auf dem Rückwärtshub erfolgt, bringt eine optimale Leistungssteigerung gegenüber dem Kaltpilgerverfahren mit sich, da sowohl der Vorwärtshub als auch der Rückwärtshub mit soviel Walzarbeit belastet werden, daß die Elemente des Kaltwalzwerkes, insbesondere Vorschub- und Drehmechanismus, Dornwiderlager und Walzgerüst mit den kalibrierten Walzen gegenüber dem Kaltpilgerwalzwerk mit dem Kaltpilgerwalzverfahren nicht höher belastet werden und damit nicht geändert werden müssen. Bei dem vorgeschlagenen Verfahren nimmt der kleinere Anteil der Gesamtwalzarbeit eine Größe an, die eine nennenswerte Walzarbeit auf dem Rückwärtshub darstellt, die also eine wesentliche Erhöhung der Gesamtvorschubrate entgegen dem Kaltpilgerverfahren gestattet.

Diese nennenswerte Größe kleineren Anteil der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub ist dadurch möglich, daß die bei der erfindungsgemäßen Walzmethode vorhandenen Drehwinkel für das Walzmaterial sowohl im Einlauftotpunkt als auch im Auslauftotpunkt ca. 20 bis 40° betragen, da bei

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diesen kleinen Drehwinkeln beim Walzen auf dem Rückwärtshub die axialen Rückdruckkräfte auf den Dorn, Dornstange, Dornwiderlager und Vorschubschlitten wesentlich kleiner sind, als beim bekannten Drehwinkel von ca. 50 bis 70° sowohl im Einlauf- als auch im Auslauftotpunkt. Die Verwalzung der beim Walzen auftretenden Breitung im Walzspalt wird beim Vorhandensein der kleinen Drehwinkel im Einlauf- und Auslauftotpunkt von ca. 20 bis 40 auf den nächsten Vorwärtshub und auf den nächsten Rückwärtshub verteilt. Somot ergibt sich eine wesentliche Reduzierung der axialen Rückdruckkräfte.

Darüber hinaus ergibt das erfindungsgemäße Walzverfahren eine Verbesserung der Rohrtoleranzen, eine Reduzierung der Unterschiede der tangentialen und longitudinalen inneren Spannungen der kaltgewalzten Rohre und eine wesentliche Verlängerung der Lebensdauer der Walzwerkzeuge.

Beim Kaltpilgern von Kupferrohren mit Vorschub und Drehung im Einlauftotpunkt bei oft gewünschten großen Luppengewichten (über 400 bis 500 kg) treten im letzten Teil jeder Luppe am Ende des Arbeitskalibers große Verzögerungskräfte im Walzmaterial auf, wodurch die Gefahr besteht, daß das Walzmaterial ungewollte Bewegungen in der Auslaufrichtung durchführt. Wollte man dies vermeiden, war man teilweise gezwungen, im letzten Bereich jeder Luppe die Arbeitsgeschwindigkeit des Walzwerkes herabzusetzen, was eine Minderung der Ausbringung bedeutete.

Setzt man das erfindungsgemäße Walzverfahren bei der Verwalzung von Kupferrohren mit entsprechenden großen Luppengewichten ein, so werden die Verzögerungskräfte beim Walzen wesentlich herabgesetzt, so daß eine Reduzierung der Arbeitsgeschwindigkeit des Kaltwalzwerkes vermieden wird.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird weiterhin bei den kleinen Drehwinkeln von ca. 20 bis 40° und bei der erfindungsgemäßen Verteilung der Gesamtwalzarbeit auf Vorwärts- und RUckwärtshub die Kraft zur Vorschuberzeugung (die Dornlösekraft) wesentlich verringert. Infolge der kleinen Dornlösekräfte und der kleinen Rückdruckkräfte ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen WaIzmethode das Kaltwalzwerk wesentlich ruhiger läuft als bei der Verwendung des bekannten Kaitpilgerwalzverfahrens. Der Geräuschpegel beim Kaltwalzwerk mit dem erfindungsgemäßen Walzverfahren wird wesentlich herabgesetzt.

Es hat sich gezeigt, daß das vorgeschlagene Walzverfahren besonders günstig dann angewendet wird, wenn zur Durchführung des Verfahrens ein Kaltpilgerwalzwerk mit Ringkaliberwalzen verwendet wird, bei dem eine Einrichtung vorgesehen ist, mittels welcher der Drehwinkel (Gesamtabrollwinkel) der verwendeten Ringkaliberwalzen, bezogen auf den Teilkreisdurchmesser der Walzenachsenritzel, während eines jeden Vorwärts- bzw. Rückwärtshubes größer als 330° ist. Das heißt, daß der Schalthub für Vorschub und/ oder Drehen des Walzmaterials im Auslauftotpunkt im

Kalibermaul der Ringwalzen und dadurch bei Vorschub oder Drehung im Auslauftotpunkt die Arbeitskaliberlänge der Ringwalzen nicht beeinträchtigt wird.

Außerdem weisen Kaltwalzwerke dieser Art, wie sie beispielsweise in der Patentanmeldung P 23 29 526.3 beschrieben sind, eine mechanische Drehvorrichtung zur Erzeugung des Drehens des Walzmaterials auf, bei der die notwendige Schaltzeit proportional der zu erzeugenden Winkelgröße des Drehwinkels ist.

Bei der Anmeldung des erfindungsgemäßen Verfahrens bei einem derartigen Kaltwalzwerk ergeben sich folgende Vorteile:

Da die Drehwinkelgröße im Einlauftotpunkt nur ca. 20 bis gegenüber der Drehwinkelgröße von 50 bis 70° beim Kaltpilgerverfahren beträgt, kann die Schaltzeit im Einlauftotpunkt ebenfalls auf etwa die Hälfte reduziert werden.

Dies ergibt eine überproportionale Verkürzung des Schalthubes im Einlauftotpunkt und damit kann die Arbeitskaliberlänge entsprechend verlängert werden (ca. 15 bis 20%), ohne daß der Walzendurchmesser der Ringwalzen, wie er bei konventionellen Langhub-Kaltpilgerwalzwerken verwendet wurde, geändert wird. Es ergibt sich daraus ein besonders großer Langhub, mit dessen Hilfe eine entsprechende Erhöhung des Gesamtvorschubes, d.h. der Gesamtwalzarbeit des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes ermöglicht wird.

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Da die Drehwinkelgröße im Auslauftotpunkt beim neuen Walzverfahren ca. 20 bis 40° beträgt, ist die erforderliche Verlängerung des Walzgerüsthubes bei einem Kaltwalzwerk, das das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, gegenüber dem Walzgerüsthub, das das Kaltpilgerverfahren beim Langhub-Kaltpilgerwalzwerk verwendet (z.B. entsprechend DE-OS 23 29 526) nur ca. 5 bis 10%. Damit muß der mechanische Hauptantrieb eines Kaltwalzwerkes zur Benutzung der erfindungsgernäßen Methode nur unwesentlich verstärkt werden, wodurch das gesamte Kaltwalzwerk nur unwesentlich schwerer wird. Dagegen ergibt sich jedoch eine insgesamte Leistungssteigerung von ca. 40 bis 50% gegenüber dem Leistungsvermögen des bekannten Kaltpilgerwalzwerkes.

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Claims

/31Γ1739Α

: Meissner &-S

PATENTANWALTSBÜRO

PATENTANWÄLTE DIPL-ING. W. MEISSNER (1980) DIPL-ING. P. E. MEISSNER DIPL-ING. H.-J. PRESTING

Zugelassen« Vertreter vor dam Europaischen Patentamt -ProteMional Representative« before the European Patent Office

Ihr Zeichen Ihr Schre.ben vom Unsere Zeichen HERBERTSTR. 22, 1000 BERLIN 33

M/Go. 21 317 30. September 1981

Mannesmann AG
Mannesmannufer 2
4000 Düsseldorf 1

Verfahren zum Walzen von Rohren

Patentanspruch:

Verfahren zum Walzen von Rohren, bei dem zwei einander gegenüber angeordnete kalibrierte, in einem Walzgerüst gelagerte Walzen auf einem rohrförmigen Walzmaterial, das auf einem axial feststehenden konischen Dorn angeordnet ist, hin- und herbewegt werden, wobei die drehangetriebenen Walzen an ihren Umfangsflachen sich verjüngende, der Form des konischen Doms angepaßte Arbeitskaliber aufweisen, die das Walzmaterial auf dem Dorn auswalzen, wobei die Walzen an den Enden der Arbeitskaliber das Walzmaterial in beiden Totpunkten des Walzgerüstweges zum Zwecke der Vorschuberzeugung und der Drehung freigeben, dadurch gekennzeichnet, daß der überwie-

TELEX TELEGRAMM: TELEFON BANKKONTO: POSTSCHECKKONTO 1 856 44 INVENTION BERLIN BERLINER BANK AQ. P MEISSNER BLN-W inven d BERLIN 030/891 60 37 BERLIN 31 404737-103 030/89130 26 3695716000

1 NACHeEREICHT

gende Teil der bei der Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes geleisteten Gesamtwalzarbeit auf dem Vorwärtshub des Walzgerüstweges und der kleinere Teil der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstweges erbracht wird und daß die gesamte Drehung des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes ca. 50 bis 70% beträgt, wobei der Drehwinkel im Einlauftotpunkt ca. 20 bis 40° und der Drehwinkel im Auslauftotpunkt ca. 20 bis betragen.