DE3128055C2

DE3128055C2 - Schrägwalzgerüst ohne Dorn für nahtlose Metallrohre

Info

Publication number: DE3128055C2
Application number: DE3128055A
Authority: DE
Inventors: Chihiro Hayashi; Tateo Amagasaki Hyogo Yamada
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1980-07-18
Filing date: 1981-07-16
Publication date: 1993-08-19
Anticipated expiration: 2001-07-17
Also published as: AU530920B2; IT1144404B; GB2081152A; AT385923B; ATA317981A; SE446434B; DE3128055A1; GB2081152B; CA1159686A; SE8104419L; IT8168001A0; FR2486831A1; FR2486831B1; AU7309781A

Abstract

Die Erfindung betrifft die Herstellung von nahtlosen Metallrohren durch ein Schrägwalzverfahren, z.B. das Mannesmann-Dornwalzverfahren oder durch ein Preßlochverfahren, z.B. das Ugine-Sejournet-Verfahren. Rohrluppen, die zu verarbeiten sind, werden der Reduzierung des Außendurchmessers mit Hilfe eines Schrägwalzwerks mit drei oder vier Walzen ohne Verwendung innerer Kalibrierwerkzeuge wie Stopfen und Dornstab unterworfen, so daß die Wand-Exzentrizität bedeutend verbessert und höhere Qualität des Fertigprodukts gewährleistet wird. Das Verfahren, gemäß der Erfindung, ermöglicht eine Verringerung der Anzahl von Knüppelgrößen als Materialien für die Rohrherstellung.

Description

Die Erfindung betrifft ein Schrägwalzgerüst ohne Dorn zum Reduzieren des Außendurchmessers und Korrigieren der Wandexzentrizität nahtloser Metallrohre mit drei oder vier gleichmäßig um die Walzgutachse verteilten Walzen in Kegelstumpfform, deren Achsen jeweils in einer durch den Achsenmittelpunkt verlaufenden und auf dem Lot vom Achsenmittelpunkt zur Walzgutachse senkrechten Ebene gegenüber einer Parallelen zur Walzgutachse um einen kleinen Vorschubwinkel β verdreht sind.

Ein bekanntes dornloses Schrägwalzgerüst (DE-PS 9 36 322) dient zum Kalibrieren und Glätten von Rohren bei geringer Verringerung des Rohrdurchmessers. Die Walzen dieses Schrägwalzgerüsts weisen einen schwachkegeligen Einführungsteil, einen zylindrischen Glätteil und hinter diesem einen schwachkegeligen Auslaufteil auf. Zwischen dem Einführungsteil und dem Glätteil ist eine Schulter mit einer Höhe bis zu 5 mm vorgesehen, deren Breite ein Mehrfaches der Höhe beträgt. Die mindestens drei Walzen, deren Achsen in Ebenen liegen, die parallel zur Walzgutachse sind und gleich weit von dieser und voneinander entfernt liegen, sind unter einem Vorschubwinkel β im Bereich zwischen 5 und 10° geneigt. Bei einer solchen Walzengeometrie tritt durch die hohe mechanische Belastung der Schultern während des Betriebes ein hoher Walzenverschleiß auf, so daß keine hohen Standzeiten der Walzen bei der Kalibrierung und Glättung von Metallrohren selbst bei geringer Rohrdurchmesserreduktion erzielbar sind. Ein weiterer Nachteil besteht darin, daß der Bereich der bearbeitbaren Rohrdurchmesser und Rohrprofile aufgrund der unveränderbaren Schulterhöhe der Walzen eingeschränkt ist. Das Kalibrieren und Glätten von Rohren ist nur bei geringer Durchmesserreduzierung möglich. Dünnwandige Rohre können wegen der Schultern der Walzen nicht bearbeitet werden.

Bei der Herstellung nahtloser Metallrohre, insbesondere von Rohren bis zu ca. 150 mm Durchmesser entstehen häufig Exzentrizitäten zwischen Innen- und Außenwand sowie unabhängig von der Exzentrizität auch Wanddickenunterschiede. Bei der Exzentrizität fallen (z. B. bei Rohrluppen aus einem Lochwalzengerüst) die Mittelpunkte von Innen- und Außendurchmesser nicht zusammen. Darüber hinaus können Wanddickenunterschiede entstehen, obwohl die Mittelpunkte der Innen- und Außendurchmesser identisch sind. Diese Wanddikkenunterschiede treten zusätzlich zu der vorstehend genannten Wandexzentrizität auL Der im folgenden verwendete Ausdruck »Wandexzentrizitätsverhältnis« wird definiert als (Tmax— Tm/n/Tmittel χ 100%, wobei Tmax die maximale Wanddicke des Rohrquerschnitts, Tmin die geringste Wanddicke und Tmittel die durchschnittliche Wanddicke ist

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Schrägwalzgerüst der eingangs genannten Art so auszubilden, daß es eine wesentlich verbesserte Korrektur von Wanddickenunter-jchieden, insbesondere der Wandexzentrizität selbst bei dünnwandigen Rohren und bei erheblicher Durchmesserverringerung ohne Verminderung der Produktionsleistung und ohne fünfeckförmige Querschnittsverformung ermöglicht

Zur Lösung dieser Aufgabe ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß die Walzenachsen jeweils in einer durch das Lot und die Walzgutachse verlaufenden Ebene um einen Schrägwinkel γ gegenüber der Parallelen zur Walzgutachse geneigt sind.

Die Erfindung ermöglicht eine wesentliche Wanddikkenkorrektur ohne jede Deformierung, wie Fünfeckbildung der Rohrluppen, und ohne Einbuße an Walzgeschwindigkeit, selbst bei dünnwandigen Rohren. Eine Profilabweichung am Fertigprodukt wird dadurch erheblich verringert, so daß eine erheblich verbesserte Produktqualität erzielt wird. Das Schrägwalzgerüst ermöglicht in vorteilhafter Weise die Reduzierung des Außendurchmessers gleichzeitig mit der Korrektur der Wandexzentrizität Hierdurch ist es möglich, die Anzahl von Durchmessergrößen der Knüppel, die zu liefern sind, um verschiedenen Spezifikation zu entsprechen, zu verringern.

Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf die Abbildungen ausführlich beschrieben.
Es zeigt

Fig. 1 (a) und 1 (b) das erfindungsgemäß erzielbare Korrekturverhältnis der Wandexzentrizität in Abhängigkeit vom Außendurchmesser-Reduzierverhältnis und der ursprünglichen Wandexzentrizität bei einem Wanddicke/Außendurchmesserverhältnis t/D von 20%, bzw. von 10%,

F i g. 2 (a), 2 (b) und 2 (c) Ansichten der Walzenanordnung unter positivem Schrägwinkel,

F i g. 3 (a), 3 (b) und 3 (c) Ansichten der Walzenanordnung unter negativem Schrägwinkel,

Fig.4 bis 6 diagrammartige Darstellung von Versuchsergebnissen mit der jeweilig sich ergebenden Rohrform in Abhängigkeit vom Schrägwinkel γ und dem t/D-Verhältnis,

Fig. 7 ein aus Versuchsergebnissen mit dem erfindungsgemäßen Schrägwalzgerüst gewonnenes Diagramm, in dem die erzielbare Korrektur in Abhängigkeit vom Vorschubwinkel β und dem Schrägwinkcl y dargestellt isi,

Fig.8 die Abhängigkeit der Walzengcschwindigkeil von dem Vorschubwinkel β und dem Schrägwinkel ;', und

Fig.9 und 10 fotografische Aufnahmen einer ΓϊιηΓ-eckförmigen Querschnittsdeformierung bei einem nahtlosen Stahlrohr.

Zunächst sei die Anwendung eines Dreiwal/cn- oder

Vierwalzen-Schrägwalzgerüsts zur Verringerung des Außendurchmessers einer nach dem Mannesmann-Dornwalzverfahren erzeugten Rohrluppe ohne Anwendung irgendeines ianeren Kalibrierwerkzeugs erläutert Der Zweck dieser Vorrichtung ist in erster Linie die Korrektur der Wandexzentrizität. Im allgemeinen geht diese Korrektur dem Streckwalzen voraus, dessen Hauptaufgabe die Verringerung der Wanddicke ist

Bei der Korrektur der Wandexzentrizität werden die Rohrluppen während der Zuführung gedreht und gewalzt, wodurch trotz des Fehlens innerer Kalibrierwerkzeuge ein effektiver Metallfluß in Umfangsrichtung stattfindet

Die Walzen des Schrägwalzgerüsts sind so angeordnet, daß sie jeweils in einer auf dem Lot ihres Achsenmitleipunktes zur Walzengutachse senkrechten Ebene gegenüber einet Parallelen zur Walzgutachse um einen Vorschubwinkel ^geneigt sind.

Das Schrägwalzgerüst bewirkt eine Verminderung des Durchmessers um 5—50%. Die Korrektur der Wandexzentrizität findet bei der Reduzierung des Durchmessers statt In weiteren Walzschritten werden die Rohre dann auf Fertigmaß gebracht.

Nachstehend wird der Effekt der Vorrichtung gemäß der Erfindung auf der Grundlage konkreter Beispiele erläutert F i g. 1 (a) und 1 (b) stellen den bei Versuchen festgestellten Korrektureffekt eines Schrägwalzgerüstcs mit drei Arbeitswalzen unter einem Vorschubwinkel von 6° auf die Wandexzentrizität dar.

Das Außendurchmesser-Reduzierverhältnis ist als Abszisse und das Korrekturverhältnis der Wandexzantrizität

max. Dicke — kleinste Dicke
durchschnittliche Dicke

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in Prozent als Ordinate aufgetragen. Das Wandexzentrizitätsverhältnis für jede Rohrluppe vor den Schrägwalzen dient als Paremeter.

In Fig. 1 (a) beziehen sich die angegebenen Daten auf Ergebnisse für Rohrluppen, in denen t/D (Wanddikke/Außendurchmesser) 20% beträgt, während die Daten in Fig. 1 (b) sich auf Ergebnisse für Rohrluppen mit einem t/D-Verhältnis von 10% beziehen. Es ergibt eindeutig, daß die Verminderung des Wandexzentrizitäts-Verhältnisses umso stärker ist, je größer das Reduzierungsverhältnis des Außendurchmessers ist. Ebenso ist die Verminderung des Wandexzentrizitätsverhältnisses umso bemerkenswerter, je größer die Exzentrizität der Rohrluppe und je höher das Verhältnis von Wandstärke zu Durchmesser (t/D) ist.

Ein Vergleich von F i g. 1 (a) mit F i g. 1 (b) zeigt, daß, wenn t/D ziemlich klein (z. B. 5—15%) ist das Ausmaß der erreichbaren Korrektur der Wandexzentrizität ziemlich gering ist, wenn die Außendurchmesserverringerung gering ist Ein weiteres Problem besteht darin, daß an der Austrittsseite der reduzierten Rohrluppen häufig die sogenannte Fünfeckbildung stattfindet, d. h. der Querschnitt wird zu einer Fünfeckform deformiert, wie F i g. 9 und F i g. 10 zeigen. Je kleiner das f/O-Verhältnis, umso Stärker !St dl6 Erscheinung wahrnehmhar. Dies bedeutet, daß es unmöglich ist, im Falle eines niedrigen i/D-Verhältnisses eine ungenügende Korrektur der Wandexzentrizität durch Erhöhung des Außendurchmesser-Reduzierungsverhältnisses auszugleichen. Noch schlimmer ist die Tatsache, daß mit höher werdender Walzendrehzahl die Fün.feckbildung sich über eine größere Länge erstreckt und daher die Einfügung eines Schrägwalzgerüsts in die Fertigungsstraße zu einer Verschlechterung der Produktionsleistung führen kann. Es hat sich somit gezeigt daß die Ausschaltung dieser Deformation von äußerst großer Bedeutung ist damit der Anwendungsbereich der Erfindung auch auf Fälle ausgedehnt werden kann, in denen das t/D-Verhältnis niedrig ist und auch hier die Erfindung wirksam und ohne Verschlechterung der Produktionsleistung in die Praxis überführt werden kann.

Einige Einzelheiten der Ausbildung des Schrägwalzgerüsts sind in Fig.2(a), 2(b) und 2(c) dargestellt F i g. 2 (a) ist eine von der Eintrittsseite des Walzgerüsts gesehene Stirnansicht die die relativen Stellungen der Walzen 31 zeigen. Fig.2(b) ist ein Schnitt längs der Linien II von F i g. 2 (a). F i g. 2 (c) ist eine Seitenansicht längs der Linie II-II von F i g. 2 (a). Jede Walzenoberfläche weist in Axialrichtung gesehen in der Mitte eine Übergangslinie 31a auf. Die Übergangslinie 31a bildet eine umfangsmäßige Grenze zwischen dem vorderen Teil (Eintrittsseite) und dem rückwärtigen Teil (Austrittsseite) jeder Walze. Der Durchmesser des vorderen Teils wird in Richtung zum vorderen Wellenende allmählich kleiner und der Durchmesser des rückwärtigen Teils wird in Richtung zum rückwärtigen Wellenende allmählich größer. Die Walze hat somit die Form eines runden Kegelstumpfes und weist eine Eintrittsoberfläche 316 und eine Austrittsoberfläche 31c auf. Die Walzen 31 sind rings um eine Walzgutachse X-X so angeordnet, daß ihre Mittelpunkte, die jeweils durch den Schnittpunkt 0 zwischen ihrer Achse Y-Yund der die Übergangslinie 31a einschließenden Ebene definiert sind (dieser Schnittpunkt wird nachstehend als Walzenmittelpunkt bezeichnet), mit gleichem Abstand auf einer Ebene liegen, die die Walzgutachse X-X im rechten Winkel kreuzt, wobei ihre jeweiligen Seitenteile der Eintrittsoberfläche 31 b auf der Eintrittsseite in Vorschubrichtung der Rohrluppen 11 liegen. Wie F i g. 2 (b) zeigt, sind die Achsen y-Kder Walzen 31 jeweils unter einem Schrägwinkel y zur Walzgutachse X-X so geneigt, daß die Walzenachsen auf der Stirnseite (Eintrittsseite des Walzgutes) konvergieren. Die Walzenachsen sind außerdem, wie aus dem Stand der Technik bekannt, jeweils in einer durch den Achsenmittelpunkt verlaufenden und auf dem Lot vom Achsenmittelpunkt zur Walzgutachse senkrechten Ebene gegenüber einer Parallelen zur Walzgutachse um einen kleinen Vorschubwinkel β verdreht, wie in F i g. 2 (c) dargestellt. Die Walzen 31 sind mit einem (nicht dargestellten) Antriebsmechanismus verbunden und werden so angetrieben, daß sie sich in der gleichen Richtung drehen. Die zwischen die Walzen 31 eingeführte Rohrluppe 11 wird in axialer Richtung bewegt während sie um die Achslinie gedreht wird. Mit anderen Worten, die Rohrluppe 11 wird der Reduzierung des Außendurchmessers unterworfen, während sie vorwärts geschraubt wird, wodurch ihre Querschnittsunregelmäßigkeit korrigiert oder ausgeschaltet wird.

F i g. 3 zeigt ein weiteres Beispiel einer Walzenanordnung eines Schrägwalzgerüsts. F i g. 3 (a) zeigt eine Vorderansicht, von der Eintrittsseite der Rohrluppen zum Walzwerk gesehen. F i g. 3 (b) ist ein Schnitt längs der Linie IIT-III von F i g. 3^(a). F i g. 3 (c) ist eine Seitenansicht längs der Linie IV-IV von F i g. 3 (a). Im dargestellten Schrägwalzgerüst hat jede Walze 41 eine umfangsmäßige Übergangslinie 41a ungefähr in der Mitte, in axialer Richtung gesehen. Jede Walze 41 besteht aus einem vorderen Teil und einem rückwärtigen Teil, wobei die Übergangslinie 41a zwischen diesen Teilen liegt.

Der Durchmesser des vorderen Teils wird in Richtung zum vorderen Walzenende allmählich größer, und der Durchmesser des rückwärtigen Teils wird in Richtung zum rückwärtigen Walzenende allmählich kleiner. Jede Walze 41 hat die Form eines runden Kegelstumpfes und eine Eintrittsumfangsfläche 4ib und eine Austrittsumfangsfläche 4ic. Die Walzen 41 sind so angeordnet, daß bei der Walzgutrichtung entgegengerichteter Eintrittsumfangsfläche 416 ein Schrägwinkel y und ein Vorschubwinkel β eingestellt ist. Die Neigung in Umfangsrichtung, d. h. der Vorschubwinkel ß, ist so eingestellt, daß das rückwärtige Walzenende in Richtung des Uhrzeigersinns verläuft, d. h. die Walzenachsen sind wie aus F i g. 3 (c) ersichtlich, jeweils in eine durch den Achsenmittelpunkt verlaufenden und auf dem Lot vom Achsenmittelpunkt zur Walzgutachse senkrechten Ebene gegenüber einer Parallelen zur Walzgutachse um den Vorschubwinkel β im Uhrzeigerrichtung verdreht Im Gegensatz zu F i g. 2 sind die Walzenachsen bei der Anordnung nach F i g. 3 unter dem Schrägwinkel γ so geneigt, daß sie auf der Austrittsseite des Walzguts konvergieren. Der Winkel im ersteren Fall wird nachstehend als positiver Winkel (y > 0) und der Winkel im letzteren Fall als negativer Winkel (y < 0) bezeichnet.

Mit dem Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst, wie es in F i g. 2 (a) bis 2 (c) und 3 (a) bis 3 (c) dargestellt ist, wurden Versuche durchgeführt.

Die Ergebnisse dieser Versuche werden nachstehend erläutert.

Es wurden kegelstumpfförmige Walzen von je 180 mm Ballenlänge und 200 mm Durchmesser am Übergangsteil verwendet. Die Versuche wurden mit drei verschiedenen Vorschubwinkeln und sechs verschiedenen Schrägwinkeln durchgeführt. Das Auftreten von Fünfeckbildung wurde für die verschiedenen Kornbinationen untersucht. Proberohrluppen wurden in fünf verschiedenen Ausführungen im Außendurchmesser im Bereich von 80 bis 100 mm verwendet. Die Reduzierung des Durchmessers wurde auf 20% und die Walzendrehzahl auf 200 min-¹ eingestellt

Die Versuchsergebnisse sind in F i g. 4,5 und 6 dargestellt, in denen das Zeichen O keine Fünfeckbildung bedeutet und das Fünfecksymbol bedeutet, daß eine fünfeckförmige Querschnittsverformung auftrat

Wie F i g. 4,5 und 6 zeigen, haben die Kombinationen des Schrägwinkels y und des Vorschubwinkels β bei der Walzenanordnung einen erheblichen Einfluß auf die Fünfeckbildung. Zur Vermeidung der Fünfeckbildung erwies es sich am wirksamsten, 1. den Vorschubwinkel/? verhältnismäßig klein einzustellen, und 2. den Schrägwinkel /auf einen negativen Wert einzustellen.

Die Einstellung des Vorschubwinkels β auf einen verhältnismäßig kleinen Wert bedeutet daß die Gewindesteigung beim Walzen klein und ferner die Drehgeschwindigkeit der Rohrluppe in der Kontaktzone von Walze und Rohrluppe erhöht ist Es kann somit gesagt werden, daß eine kleinere Steigung der Schraubbewegung der Rohrluppe und eine höhere Drehgeschwindigkeit der Rohrluppe zur Vermeidung der Fünfeckbildung nach dem Walzen wirksam sind.

Eine Einstellung des Schrägwinkels y auf einen negativen Wert bedeutet daß die Walzenachsen auf der Austrittsseite des Walzgutes konvergieren. Praktisch hat dies zur Folge, daß die Gewindesteigung der Schraubbewegung gering und die Drehgeschwindigkeit der Rohrluppe erhöht ist Vom Standpunkt der Verhinderung der Fünfeckbildung ist es wirksamer, den Schrägwinkel y und nicht den Vorschubwinkel ^ zu verändern.

Es wird angenommen, daß das positive Ergebnis bei Einstellung von/?auf verhältnismäßig kleine Werte (wobei y < 0) den folgenden Gründen zuzuschreiben ist: Als Folge dieser Maßnahmen wird die Gewindesteigung kleiner und die Drehgeschwindigkeit der Rohrluppe erhöht. Verschiedene Teile der Rohrluppe werden somit mehrmals der den Durchmesser reduzierenden Wirkung der Walzen unterworfen. Ferner verkürzt sich die Zeit pro wirksamer Drehung. Demzufolge wird die Wanddicke in einem glatten Fluß über den gesamten Bereich wirksam verringert.

Für die Durchmesserreduzierung unter Verwendung eines vorstehend beschriebenen Dreiwalzen-Schrägwälzgerüsts zur Wandsiärkenvergieiehrnäßigung ohne Verwendung eines inneren Kalibrierwerkzeugs wurden Versuche zur Ermittlung der Beziehung zwischen Korrekturverhältnis der Wandexzentrizität und der Einstellungen des Vorschubwinkels β und des Schrägwinkels γ für die Walzen durchgeführt Die Ergebnisse der Versuche werden nachstehend erläutert Für das Schrägwalzwerk wurden Walzen mit den gleichen Spezifikationen wie bei den vorstehend beschriebenen Versuchen verwendet Die folgenden Proberohrluppen wurden verwendet: t/D = 10%, fünf Größen im Außendurchmesserbereich von 80—100 mm; Wandexzentrizitätsverhältnisse 10%, 20% und 30%. Die Proben wurden bei einer Drehgeschwindigkeit von 200 min-' gewalzt. Die Ergebnisse sind in Fig. 7 graphisch dargestellt Hierbei ist der Vorschub winkel β als Abszisse und das Korrekturverhältnis der Wandexzentrizität als Ordinate aufgetragen.

Das hier genannte Korrekturverhältnis der Wandexzentrizität ist definiert als Differenz der Wandexzentrizitätsverhältnisse der Luppe und des Produkts, bezogen auf das Wandexzentrizitätsverhältnis der Luppe.

Wie F i g. 7 eindeutig zeigt, ist es zur Verbesserung des Korrektur-Verhältnisses der Wandexzentrizität am wirksamsten, daß 1. der Zuführungs- oder Vorschubwinkel β verhältnismäßig klein eingestellt wird; und 2. der Schrägwinkel y auf einen kleinen Betrag im positiven Winkelbereich oder auf einen großen Betrag im negativen Bereich eingestellt wird. Dies alles ist in Übereinstimmung mit Daten über die Vermeidung der Fünfeckbildung auf der Grundlage der in F i g. 4,5 und 6 dargestellten Versuchsergebnisse. Die Wanddicke wird allmählich in Umfangsrichtung nach und nach über viele Male reduziert und in dieser Weise wird die Wandexzentrizität korrigiert

Wenn der Vorschubwinkel β verhältnismäßig klein eingestellt wird, während der Schrägwinkel y einen negativen Wert von bevorzugt —6° hat kann ein Korrekturverhältnis der Wandexzentrizität von mehr als 60% erreicht werden. Die Tatsache, daß ein Korrekturverhältnis bis zu 60% erzielbar ist, bedeutet daß ein Exzentrizitätsverhältnis von 30%, 20% bzw. 10% bei einer Rohrluppe auf 12%, verringert werden kann.

Nachstehend werden für die Durchführung der Durchmesserreduzierung mit Hilfe des Dreiwalzen-Schrägwalzgerüsts ohne Verwendung von inneren Kalibrierwerkzeugen die Beziehungen zwischen Walzgutauslaufgeschwindigkeit und Einstellungen des Vorschubwinkels β und des Schrägwinkels y für die Walzen auf der Grundlage von Versuchswerten erläutert.

Die verwendeten Walzen hatten die gleiche Größe, die bereits erwähnt wurde. Die folgenden Proberohrluppen wurden verwendet: t/D = 10%, Außendurchmesser 90 mm, Wanddicke 9,0 mm. Die Verminderung des Außendurchmessers der Rohrluppen erfolgte unter

folgenden Randbedingungen: Durchmesserverminderung 20%, Drehgeschwindigkeit 200 min-'. Die Ergebnisse sind in F i g. 8 graphisch dargestellt. Der Vorschubwinkcl β ist als Abszisse und die Walzgutauslaufgeschwindigkeit als Ordinate aufgetragen.

Wie F i g. 8 zeigt, ist es zur Steigerung der Walzgeschwindigkeit zweckmäßig, daß

1. der Vorschubwinkel β verhältnismäßig groß eingestellt wird,

2. der Schrägwinkel γ möglichst groß eingestellt wird.

Es ist offensichtlich, daß diese Bedingungen für die Erhöhung der Walzgeschwindigkeit von den vorstehend genannten Bedingungen zur Verhütung der Fünfeckbildung oder zur Verbesserung des Korrekturgrades der Wandexzentrizität abweichen. Dies ist völlig natürlich, da die Bedingungen für die letzteren Zwecke weitgehend in Beziehung zur Aufgabe der Reduzierung der Gewindesteigung für die Rohrluppen stehen. Wenn nur auf die Metallrohrqualität Wert gelegt wird, kann eine Einbuße in der Walzgeschwindigkeit ohne weiteres in Kauf genommen werden. Wenn jedoch in der Praxis ein Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst zur Wanddickenvergleichmäßigung in eine Herstellungsanlage für nahtlose Stahlrohre eingefügt wird, ist die Frage der Walzgeschwindigkeitsanpassung von großer Bedeutung, besonders wenn ein Metallrohr-Herstellungsverfahren mit hoher Produktivität angewandt wird. Das Vorhandensein eines erheblichen Unterschieds zwischen einem solchen Schrägwalzgerüst und vorhandenen Walzwerken in der angrenzenden Stufe, beispielsweise Lochwalzgerüst und Stopfenwalzstraße, kann eine solche Einführung häufig unzweckmäßig machen. Bei der Erstellung eines Dreiwalzen-Schrägwalzgerüsts in der vorstehend beschriebenen Weise müssen daher in sehr überlegter Weise die Produktivität sowie die Vermeidung der Fünfeckbildung und die Korrektur der Wandexzentrizität erwogen werden, wobei die eingestellten Arbeitsparameter aus der Sicht der Gesamterfordernisse bestimmt sein können.

Als Beispiele werden nachstehend bevorzugte Arbeitsparameter genannt:

1. Grundlegend sollte die Walzeneinstellung des Schrägwalzwerks derart sein, daß der Vorschubwinkel β so klein wie möglich und der negative Schrägwinkel y auf einen größtmöglichen Betrag eingestellt ist Eine Verringerung der Produktivität als Folge der Anwendung eines kleineren Vorschubwinkels β kann verhindert werden, indem vorzugsweise die Drehgeschwindigkeit der Walzen so weit wie möglich erhöht wird.

2. Es ist jedoch zu bemerken, daß eine übermäßig starke Erhöhung der Drehgeschwindigkeit der Walzen häufig eine Störungsursache und aus Sicherheitsgründen unerwünscht sein kann, und daß sie ferner einen negativen Einfluß auf die Vermeidung der Fünfeckbildung und die Korrektur der Wandexzentrizität haben kann. Daher ist es bei Einstellung des Schrägwinkels, wenn er positiv sein soll, zweckmäßig, den Vorschubwinkel β auf einen möglichst kleinen Wert einzustellen und eine sich hieraus ergebende Abnahme der Produktivität auszugleichen, indem der Schrägwinkel y verhältnismäßig groß eingestellt wird. Es ist ferner zweckmäßig, bei Einstellung des Schrägwinkels γ auf einen negativen Wert, einen Wert, der betragsmäßig so groß wie möglich ist, beispielsweise im Bereich von 6°, zu wählen, wobei eine hierdurch bedingte Abnahme der Produktivität durch eine möglichst große Einstellung des Vorschubwinkels ausgeglichen werden sollte.

3. Wenn kein Problem des Produktivitätsausgleichs beim Wandstärkenausgleich im Rohrherstellungsverfahren besteht, ist es zweckmäßig, den Vorschubwinkel β so klein wie möglich einzustellen, ίο während der negative Schrägwinkel y als Betrag so groß wie möglich eingestellt ist, wobei eine bessere Vermeidung der Fünfeckbildung und ein besserer Korrektureffekt der Wandexzentrizität erzielbar sind.

Das vorstehend beschriebene Schrägwalzgerüst ist nicht nur zur Korrektur der spiralförmigen Wandexzentrizität, die beim Mannesmann-Dornwalzwerk, beim mehrgerüstigen Mannesmann-Rohrwalzwerk, beim Mannesmann-Assel-Walzwerk und bei der Mannesmann-Pilgerwalzstraße auftritt, sondern auch zur Korrektur der parallelen exzentrischen Profilabweichung, die beim Ugine-Sejournet-Stranggießen und bei Ehrhardt-Ziehbank-Reduzierungsstraßen auftritt, anwendbar. Natürlich ist es auch auf Röhren-Herstellungsstraßen anwendbar, bei denen ein Preßlochwalzwerk anstelle eines Mannesmann-Lochwalzwerks verwendet wird.

Das Schrägwalzgerüst kann in den folgenden WaIzstraßen wie folgt eingesetzt werden:

1. In der Mannesmann-Dornwalzstraße (Heizofen — Mannesmann-Lochwalzgerüst — Dornwalzstraße

— Wiedererhitzungsofen — Streckreduzierwalzstraße) wird ein Schrägwalzgerüst für den Wanddickenausgleich vorzugsweise auf der Austrittsseite des Mannesmann-Lochwalzgerüsts oder, wenn möglich, an der Austrittsseite der Dornwalzstraße zur Korrektur der Wandexzentrizität vorgesehen.

In diesem Fall kann die Korrektur der Wandexzentrizität oder der Ausgleich der Wanddicke mit Rohrluppen in einem dünnen Wandbereich von beispielsweise t/D = 5—15% vorgenommen werden.

2. Bei der Mannesmann-Stopfenwalzstraße (Heizofen — Mannesmann-Lochwalzgerüst — Elongator, z. B. ein Zweiwalzen-Streckwalzgerüst — Stopfenwalzgerüst — Glättwalzgerüst — Kalibriervorrichtung) wird die Korrektur der Wandexzentrizität oder der Ausgleich der Wanddicke zweckmäßig an der Austrittsseite des Mannesmann-Lochwalzgerüsts oder, wenn möglich, an der Austrittsseite des Stopfenwalzgerüsts durchgeführt. In Fällen, in denen das Lochungsverhältnis beim Mannesmann-Lochwalzgerüst sehr hoch ist, kann das Streckwalzgerüst (Elongator) weggelassen werden.

3. Bei der mehrgerüstigen Mannesmann-Rohrwalzstraße (Heizofen — Mannesmann-Lochwalzgerüst — Elongator (Streckwalzgerüst) — mehrgerüstige Rohrwalzstraße — Wiedererhitzungsofen — Kalibrierwerkzeug) erfolgt der Arbeitsgang der Korrektur der Wandexzentrizität zweckmäßig an der Ausgangsseite des Lochwalzgerüsts oder des Elongators oder, wenn möglich, an der Austrittsseite der mehrgerüstigen Rohrwalzstraße.

4. Bei der Mannesmann-Assel-Walzstraße (Heizofen

— Mannesmann-Lochwalzgerüst — Assel-Walzge-

rust — Wiedererhitzungsofen — Kalibriervorrichtung, ζ. B. ein Zwei-Walzengerüst — Maßwalzgerüst (rotary sizer) erfolgt die Korrektur der Exzentrizität vorzugsweise an der Austrittsseite des Mannesmann-Lochwalzgerüsts oder, wenn möglieh, an der Ausgangsseite des Assel-Walzgerüsts. Wenn das Lochungsverhältnis beim Mannesmann-Lochwalzgerüst sehr hoch ist, kann das Assel-Walzgerüst weggelassen werden.

5. Bei der Mannesmann-Pilgerwalzstraße (Heizofen — Mannesmann-Lochwalzgerüst — Pilgerwalzgerüst — Kalibriervorrichtung) erfolgt die Korrektur der Exzentrizität vorzugsweise an der Ausgangsseite des Mannesmann-Lochwalzgerüsts oder, wenn möglich, an der Austrittsseite des Pilgerwalzgerüsls.

6. Bei der Ugine-Sejournet-Stranggußanlage (Heizofen — Vertikalpresse — Horizontalpresse) erfolgt die Korrektur der Wandexzentrizität vorzugsweise an der Austrittsseite der Vertikalpresse, jedoch kann in Abhängigkeit von den Bedingungen dieser Arbeitsgang auch an der Austrittsseite der Horizontalpresse durchgeführt werden.

7. Bei der Ehrhardt-Ziehbankreduzierstraße (Heizofen — Ehrhardt-Vertikalpresse — Ziehbank) erfolgt die Korrektur der Wandexzentrizität vorzugsweise an der Austrittsseite der Ehrhardt-Vertikaipresse, kann jedoch in Abhängigkeit von den Bedingungen auch an der Austrittsseite der Ziehbank durchgeführt werden.

Es ist zu bemerken, daß die vorstehend beschriebenen Beispiele sich auf Fälle beziehen, in denen ein Dreiwalzen-Schrägwalzgerüst zum Wanddickenausgleich verwendet wird. Es kann jedoch auch ein Vierwalzen-Schrägwalzgerüst verwendet werden. In diesem Fall kann ein größerer Korrektureffekt erzielt werden. Dies ist ohne weiteres aus der Tatsache zu erwarten, daß der Walzdruck auf vier Walzen verteilt wird. Bei einem Schrägwinkel y im Bereich negativer Werte und bei verhältnismäßig kleinem Vorschubwinkel β ist ein Korrekturverhältnis der Wandexzentrizität von 90% oder mehr zu erwarten. Vom konstruktiven Standpunkt ist bei einem Vierwalzen-Schrägwalzgerüst durch die Erhöhung der Zahl der Walzen, die um die Walzgutachse angeordnet sind, von drei auf vier die Anordnung kompliziert, so daß es zweckmäßig ist, zwei der vier Walzen als Antriebswalzen und die anderen beiden Walzen als Blindwalzen zu verwenden.

Mit dem beschriebenen Dreiwalzen- oder Vierwalzen-Schrägwalzgerüst zum Wanddickenausgleich ist ein äußerst guter Korrektureffekt ohne jede Deformierung wie Fünfeckbildung der Rohrluppen ohne Einbuße an Walzgeschwindigkeit erzielbar. Darüber hinaus kann dadurch, daß die Korrektur der Wandexzentrizität an den Rohrluppen vorgenommen wird, eine Profilabweichung am Fertigprodukt wesentlich verringert werden. Dies bedeutet erhöhte Produktqualität. Ferner kann als primärer Effekt der Durchmesserreduzierung die Anzahl von Knüppelgrößen als Materialien für die Rohrherstellung verringert werden.

Hierzu 7 Blatt Zeichnungen

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Claims

Patentansprüche:

1. Schrägwalzgerüst ohne Dorn zum Reduzieren des Außendurchmessers und Korrigieren der Wandexzentrizität nahtloser Metallrohre mit drei oder vier gleichmäßig um die Walzgutachse verteilten Walzen in Kegelstumpfform, deren Achsen jeweils in einer durch den Achsenmittelpunkt verlaufenden und auf dem Lot vom Achsenmittelpunkt zur Walzgutachse senkrechten Ebene gegenüber einer Parallelen zur Walzgutachse um einen kleinen Vorschubwinkel β verdreht sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzenachsen jeweils in einer durch das Lot und die Walzgutachse verlaufenden Ebene um einen Schrägwinkel / gegenüber der Parallelen zur Walzgutachse geneigt sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,-daß der Schrägwinkel γ jeweils so eingestellt ist, daß die Walzenachsen auf der Austrittsseite des Walzgutes konvergieren, und y damit negative Werte aufweist

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß;>den Wert —6° aufweist