DE3107824C2

DE3107824C2 - Verfahren zum Walzen von Rohren

Info

Publication number: DE3107824C2
Application number: DE3107824A
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: 1985-11-14
Also published as: JPS57139410A; ATA28582A; MX156528A; NL8105194A; DD202251A5; FR2500338A1; GB2093384B; IT1140130B; KR830008746A; GB2093384A; CS245769B2; AT387732B; FR2500338B1; DE3107824A1; IT8125548A0

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen von Rohren mittels in einem hin- und herbewegten Walzgut gelagerter Walzen über einem axial feststehenden konischen Dorn. Zur Optimierung der Leistung wird vorgeschlagen, daß der überwiegende Teil der Gesamtwalzarbeit auf dem Vorwärtshub und der kleinere Teil auf dem Rückwärtshub des Walzgerüstweges erbracht wird. Die Drehung des Walzmaterials erfolgt im Einlauf- und im Auslauftotpunkt.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches.

Bei diesem bekannten Verfahren (DE-OS 16 02 036) wird auf einem axial feststehenden konischen Dorn das zu bearbeitende Rohrmateriai mil Kufe von in einem Walzgerüst gelagerten, hin- und herbewegten kalibrierten Walzen ausgestreckt. Im Einlauftotpunkt (Totpunkt auf der Einlaufseite des Walzmaterials des Walzgerüstweges} wird das Rohrmateriai von den Ringwalzen freigegeben, so daß in diesem Zeitraum die Möglichkeit besteht, den Vorschub des Rohrmaterials und die Drehung des Rohrmaterials um einen bestimmten erforderlichen Drehwinkel durchzuführen.

Bei diesem bekannten Walzeverfahren 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 Einlauftotpunkt 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.

Es ist auch (DE-OS 16 02 036) bereits bekannt, den Vorschub des Walzmaterials 100%ig oder zum größten Teil im Auslauftotpunkt des Walzgerüstweges, d. h. vor Beginn des Rückwärtshubes zu erzeugen und die Dre· hung 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 Waizmaterials 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

ίο 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 Auslauftotpunkt realisierbar. Damit bringt der Vor-

lä schlag gemäß der DE-OS 16 02 036 keinerlei Verbesserungen gegenüber den bekannten Kaltpilgerverfahren. Dieser Vorschlag wurde gemacht, ohne daß zum damaligen Zeitpunkt praktische Erfahrungen bi-v. theoretische walztechnisches Grundwissen in 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 ergib i.

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 da3 bei diesem Vorschlag sogar eine Leistungsminderung gegenübe· 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 erfindungsgemäß das vorgeschlagen, was im kennzeichnenden Teil des Anspruchs erfaßt ist.

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 dein Kaltpilgerverfahren mit sich, da sowohl der Vorwärtshub als auch der Rückwärtshub mit soviel Walzarbeit belastet werden, daß die Elemente des Kaltwalzwerkes, insbesondere Vorschub- and 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 Gesamtvorschubrat« entgegen dem Kaltpilgerverfahren gestattet.

Diese nennenswerte Größe des kleineren Anteils der Gesamtwalzarbeit auf dem Rückwärtshub ist dadurch möglich, daß die bei der erfindungsgemäßen Walzmethode vorhandenen Drehwinkel für das Walzmaterial sowohl im Einlauftotpunkt als auch irc Auslauftotpunkt ca. 20 bis 40° betragen, da bei 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 Auslauft-tpunkt. Die Verwalzung der beim Walzen auftretenden Breitung im Walzspalt wird beim Vorhandensein df kleinen Drehwinkel im Einlauf- und Auslauftotpunkt von ca. 20 bis 40" auf den nächsten Vorwärtshub und auf den nächsten Rückwärtshub verteilt Somit 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 erfir.dungsgemäße 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 Rückwärtshub die Kraft zur Vorschuberzeugung (die Dornlösekraft) wesentlich verringert. Infolge der kleinen Dornlösekräfte und der kleinen Rückdruckkräfte ergibt sich, daß bei der erfindungsgemäßen Walzmethode das Kaltwalzwerk wesentlich ruhiger läuft als bei der Verwendung des bekannten Kaltpilgerwalzverfahrens. 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 ven.vendeten 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 5263 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 Anwendung des erfindungsgemäSen Verfahrens bei einem derartigen Kaltwalzwerk ergeben sich folgende Vorteile:

Da die Drehwinkelgröße im Einlauftotpunkt nur ca. 20 bis 40° gegenüber dar 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 Waizendurchmesser der Ringwalzen, wie er bei konventioneilen Langhub-Kaltpilgerwalzen 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.

Da die Drehwinkelgröße im Auslauftotpunkt beim neuen Walzverfahren ca. 20 bis 40% beträgt, ist die erforderliche Verlängerung des Walzgerüsthubes bei einem Kaltwalzwerk, daß das erfindungsgemäße Verfahren verwendet, gegenüber dem Walzgerüsthub, daß das Kfljtpilgerverfahren beim Langhub-Kaltpilgerwalzwerk (z. B. entsprechend DE-OS 23 29 526) nur ca. 5 bis 10%. Damit muß der mechanische Hauptantrieb eines Kaltwalzwerkes zur Benutzung der erfindungsgemäßen 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.

Claims

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 Umfangsflächen sicti verjüngende, der Form des konischen Dorns angepaßte Arbeitskaliber aufweisen, die das Waizmaterial 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 und wobei auf dem Vorwärts- sowie dem Rückwärtshub Walzarbeit geleistet wird, dadurch gekennzeichnet, 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 Walzgerüstweges erbracht wird und daß die gesamte Drehung des Walzmaterials bei jeder Hin- und Herbewegung des Walzgerüstes ca. 50—70° beträgt, wobei der Drehwinkel im Einlauftotpunkt ca. 20—40° und der Drehwinkel im Auslauftotpunkt ca. 20—40° betragen.