DE3146284C2

DE3146284C2 - Verfahren zum Abführen von kaltgewalzten Rohren, insbesondere großer Längen

Info

Publication number: DE3146284C2
Application number: DE3146284A
Authority: DE
Inventors: Klaus 4050 Mönchengladbach Rehag; Horst Ing.(Grad.) 4156 Willich Stinnertz; Fritz Dr.-Ing. Zeunert
Original assignee: Mannesmann AG
Current assignee: Vodafone GmbH
Priority date: 1981-11-19
Filing date: 1981-11-19
Publication date: 1985-10-31
Also published as: EP0081452A1; EP0081452B1; JPS5890304A; DE3146284A1; ATE13260T1; JPS6239041B2

Abstract

Beim Kaltwalzen von Rohren auf Schrittwalzwerken ist eine Zunahme der zu walzenden Rohrlängen aus Wirtschaftlichkeitsgründen zu verzeichnen. Mit bekannten Kaltwalzverfahren ergeben sich schon ab Längen von ca. 90 Meter Probleme, weil das Rohr mit zyklisch stark unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgewalzt wird. Die aus den Beschleunigungen resultierenden Kräfte müssen durch das Auslaufspannfutter und durch Reibung zwischen Walzgut und Walz werkzeug aufgebracht werden. Ungewollter Vorschub und Längssschwingungen im Rohr kann zu Ausschuß des Rohres führen. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die verfahrensbedingt in Längsrichtung und um die Rohrachse auftretenden Beschleunigungskräfte so zu reduzieren, daß auch größere Rohrlängen wirtschaftlich hergestellt werden können. Es wird vorgeschlagen, die zyklisch ungleichmäßige Geschwindigkeit des Rohres in einer das Rohr aus der Walzrichtung auslenkenden Pufferzone in eine konstante Auslaufgeschwindigkeit umzuwandeln, die zyklisch ungleichmäßige Drehgeschwindigkeit des Rohres in Null zu reduzieren. Dadurch wird die Rohrlänge, die sich hinter der Pufferzone befindet, dynamisch von der übrigen Rohrmasse abgekuppelt, so daß die Hauptmasse des Rohres mit konstanter Geschwindigkeit ohne Rohrdrehung transportiert werden kann.

Description

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geben, daß die Rohrtoleranzen unbefriedigend bleiben, wenn je Drehsinn nur einmal gedreht wird oder wenn bei mehrmaligem Drehen die Teüdrehwinkel gleich oder nur geringfügig unterschiedlich sind. Es wird deshalb nach einem anderen Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, daß die Einzeldrehwinkel je Drehsinn um mindestens 20° untereinander differieren.

Zwar ist das Aufwickeln des Rohres hinter dem Walzwerk bekannt (DE-PS 27 47 767), doch wird mit der bekannten Lösung nicht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst, zur Weiterbearbeitung des Rohres den größten Teil der Rohrlänge von Längs- und Drehbeschleunigungen frei zu machen.

Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäß dadurch gekennzeichnet daß ein mit konstanter Geschwindigkeit arbeitender Treibapparat in einem Abstand von der Walzzone angeordnet ist. in dem als Spannungen im Rohr die Fließgrenze des Rohres nicht überschreiten und in dem das Haltemoment des Treibapparates und der Spannfutter des Walzwerkes größer sind als das Torsionsmoment, wobei dieser Abstand gleichzeitig als Pufferzone zum Ausgleich der zyklisch ungleichmäßigen Walzgeschwindigkeit ausgebildet ist. Walzversuche haben ergeben, daß dieser Abstand bei einer Rohrdrehung von insgesamt 90° je Drehrichtung etwa 40—50 Meter beträgt (bei einer Rohrlänge von bis zu 250 Metern).

Die Erfindung sieht also eine stationäre, nicht um die Rohrachse rotierende Einrichtung vor, die in angemessenem Abstand hinter dem Walzwerk installiert ist, die die zyklisch ungleichmäßige Walzgeschwindigkeit in eine gleichmäßige Transportgeschwindigkeit des Rohres umwandelt und die die Drehung des Rohres hinter dieser Einrichtung zu Null werden läßt. Hierzu ist vorzugsweise ein Rollentreibapparat vorgesehen, dessen Antrieb in Abhängigkeit von der momentanen Walzgeschwindigkeit bzw. von der momentanen Ausbildung der Pufferzone stufenlos regelbar ist und der in der Lage ist, das ausgewalzte Rohrende auszuziehen.

Es ist ein weiteres Merkmal der Erfindung, daß dieser Treibapparat als Biegeeinrichtung zum Aufhaspeln der Rohre ausgebildet ist.

Alternativ hierzu kann erfindungsgemäß eine Biegeeinrichtung dem Walzwerk auch nachgeschaltet sein.
. Eine sinnvolle Ergänzung der Biegeeinrichtung ist erfindungsgemäP ein Haspel mit konstarter Umlaufgeschwindigkeit, der dem in der Biegeeinrichtung erzeugten Coil über Reibschluß eine gleichförmige Geschwindigkeit erteilt, die der Transportgeschwindigkeit des Treibapparates entspricht. Bergeeinrichtung und Haspel können auch durch einen Trommelwickler oder eine Trommelziehmaschine ersetzt werden.

Eine alternative Lösung der Aufgabe, die ungleichförmige Längs- und Drehgeschwindigkeit ohne Rohrdrehung umzuwandeln, siuht erfindungsgemäß vor, daß eine Halte- und Biegevorrichtung zur Vermeidung der Rohrdrehung mit freier Längsbewegung in einem Abstand von der Umformzone angeordnet ist, der die sichere Aufnahme der Torsionsspannung gewährleistet, wobei der Geschwindigkeitsausgleich in Längsrichtung des Rohres in den letzten Coilwindungen bewirkt wird. Mit dieser Maßnahme wird das Rohr vor der Haltevorrichtung nicht aus der Walzmitte ausgelenkt, die Durchstoßkraft durch den Halteapparat wird aus dem Walzprozeß gewonnen. Der Vorteil liegt in der geradlinigen Rohrführung und in der einfacheren Geschwindigkeitsregelung. Nachteilig ist, daß das Verfahren nur angewendet werden kann, wenn die gewalzten Rohrquerschnitte die auftretenden Druckkräfte im Rohr aufnehmen können, ohne daß der Walzprozeß gestört wird.

Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Rohrlänge, die sich hinter der Pufferzone befindet dynamisch von der übrigen Rohrmasse abgekuppel., so daß die Hauptmasse des Rohres mit konstanter Geschwindigkeit ohne Rohrdrehung transportiert werden kann und somit nicht mehr störend auf den Walzprozeß einwirken kann. Durch die Erfindung wird weiterhin ein einfacher und sicherer Rohrtransport gewährleistet ferner können die Rohre auf einfache Weise gesägt markiert geprüft und gerichtet werden. Durch die Möglichkeit des erfindungsgemäßen Coilens können erhebliche Hallenlängen eingespart werden.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

Mit 1 sind die Walzen bezeichnet die sich in bekannter Weise drehend zwischen dem Einlauftotpunkt ET und dem AusJauftotpunkt ATbewegea In an sich bekannter Weise wird das Rohr 2 wechselweise in beiden Drehrichtungen gedreht, vorzugsweise um einen Gesamtdrehwinkel von mindestens 90° mit zwei Einzelschritten von je mindestens 35° und einem Differer.:*- winkel der beiden Einzeldrehungen von mindestens 20° zur Erzeugung einer guten Rohrqualität und zur Verminderung des Walzenverschleißes. Das Auslaufspannfutter 3 dreht zeitweise gemeinsam mit einem Einlaufspannfutter, das Rohr 2 um die o. a. Drehwinkel entweder in einem oder in beiden Totpunktbereichen £Tund AT. Im Anschluß an eine geradlinig geführte Auslaufötrecke von ca. 30 Metern Länge wird das Rohr 2 aus der Walzebene ausgelenkt und in einer Krümmung von ca. 15 Meter Radius bei einer Auslenkung von ca. 70° in den mit mittlerer Walzgeschwindigkeit angetriebenen Treibapparat 4 geführt. Der Treibapparat 4 ist in der Lage, das aufgrund der Drehung am Auslaufspamfutter 3 erzeugte Torsionsmoment im Rohr 2 aufzunehmen. Die Transportgeschwindigkeit des Treibapparates 4 wird in Abhängigkeit von dem momentanen Krümmungsradius geregelt. Hinter dem Treibapparat 4 wird das Rohr 2 in den Biegerollensatz 5 eingeführt, der nicht angetrieben ist.

Der Biegerollensatz 5 formt das mit konstanter Geschwindigkeit und ohne Drehung ankommende Rohr 2 zu einem Bund 6, das in einem Korb 7 abgelegt wird, dessen Geschwindigkeit am Bundumfang der Transportgeschwindigkeit des Treibapparates 4 entspricht. Der Rohrumfang gleitet durch eine dreiseitig geschlossene Führung durch die Krümmung in den Treibapparat, das Rohrende wird nach Verlassen der Umformzone im Walzwerk von Treibapparat so schnell abgezogen, daß bis zum Einlauf dts neuen Rohres der Korb gewechselt werden kann.

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60 Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Abführen von kaltgewalzten Rohren, insbesondere _t.Toßer Längen, hinter einem Walzwerk mit hin- und hergehendem Walzgerüst und darin befindlichen zwangsangetriebenen kalibrierten Walzen mit absatzweisem Vorschub und/ oder Drehung des Rohres im Bereich eines oder beider Totpunkte, wobei die wechselseitige Drehung mit ggf. aus einem oder mehreren Eir.zeldrehwinkeln addiertem Gesamtwinkel je Drehrichtung gleich groß ist, dadurch gekennzeichnet, daß die zyklisch ungleichmäßige Vorschub-/Austritts-Geschwindigkeit des ausgewalzten Rohres in einer das Rohr aus der Walzrichtung auslenkenden Pufferzone in eine konstante Auslaufgeschwindigkeit umgewandelt wird, mit der das Rohr weiterbewegt wird, wobei in der Pufferzone das Rohr gegen das Torsionsffloment gehalten wird in einem Abstand von der Waizzone, bei dem die Torsionsspannung aus dem Drehen des Rohres die Fließgrenze des Rohrmaterials nicht überschreitet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohr im Anschluß an die Pufferzone konzentrisch aufgewickelt w:;d.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einzeldrehwinkel je Drehsinn um mindestens 20° untereinander differieren.

4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruc.i i, dadurch gekennzeichnet, daß ein mit konstanter Geschw^;ndigke^:· arbeitender Treibapparat (4) in einem Abstand von der Walzzone angeordnet ist, in dem die Torsi' nsspannungen im Rohr (2) die Fließgrenze des Rohres (2) nicht überschreitet und in dem das Maiiernonient des Auslaufspannfutters (3) des Walzwerkes (1) und das Haltemoment des Treibapparates (4) größer als das Torsionsmoment aus der Rohrdrehung wird, wobei dieser Abstand als Pufferzone zum Ausgleich der zyklisch ungleichmäßigen Walzgeschwindigkeit ausgebildet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Treibapparat (4) als Biegeeinrichtung (5) zum Aufhapseln des Rohres (2) ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Treibapparat (4) eine Biegeeinrichtung (5) zum Aufhapseln des Rohres (2) nachgeschaltet ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Biegevorrichtung (5) ein mit konstanter Geschwindigkeit umlaufender Haspel (7) nachgeschaltet ist, der dem darauf gebildeten Coil (6) über Reibschluß eine gleichförmige Geschwindigkeit erteilt, die der Transportgeschwindigkeit des Treibapparates (4) entspricht.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß eine Halte- und Biegevorrichtung (4, 5) zur Vermeidung der Rohrdrehung mit freier Längsbewegung in einem Abstand von der Umformzone angeordnet ist, der die sichere Aufnahme der Torsionsspannung gewährleistet, wobei der Geschwindigkeitsausgleich in Längsrichtung des Rohres (2) in den letzten Coilwindungen bewirkt wird.

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abführen von kaltgewalzten Rohren, insbesondere großer Langen, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1, sowie eine Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens. Beim Kaltwalzen von Rohren auf Schrittwalzwerken, insbesondere auf Kaltpilgerwalzwerken ist eine ständige Zunahme der zu walzenden Rohrlängen aus Wirtschaftiiehkeitsgründen zu verzeichnen. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Kupferrohren, die meist

ίο nach dem Verfahren Strangpressen (oder Schrägwalzen) — Kaltwalzen — Ziehen auf Blocks — Kontiziehen hergestellt werden. Bei diesem Verfahren ist der Einsatz größerer Gewichte auf dm Blocks wesentlich für deren V/irtschaftlichkeit, so *iaß inzwischen Rohrlängen hinter dem Kaltwalzwerk von bis zu 250 Metern gefordert werden.

Mit dem derzeit üblichen Kaltwalzverfahren ergeben sich schon ab Längen von ca. 90 Metern Probleme dadurch, daß das gewalzte Rohr mit zyklisch stark unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgewalzt wird. Die Beschleunigungen für das Rohr betragen hierbei bis über 10 g. Die hieraus resultierenden Beschleunigungskräfte müssen im wesentlichen durch das Auslaufspannfutter und durch die Reibungskraft zwischen Wal/gul und Walzwerkzeugen aufgebracht werden. Reichen diese nicht unbegrenzt erzeugbaren Kräfte nicht aus, die Beschleunigungskräfte aufzunehmen, wird das Rohr in seiner Verzögerungsphase unkontroHiert in Walzrichtung vorwärtsbewegt, d. h. es kommt zu einem ungewollten Vorschub. Das so behandelte Rohr wird Ausschuß. Dieses Problem wird noch verstärkt durch Längsschwingungen im Rohr aufgrund der periodischen Beschleunigungsimpulse.
Ein weiteres Problem beim Kaltwalzen von Rohren großer Länge liegt darin, daß die Drehbeschleunigung aus der Rohrdrehung in einem oder in beiden Totpunkten zu Drehschwingungen führen können, die die Führung der Rohre in der Auslaufrinne erschweren, die Lärm erzeugen und die höht Halttfi-omente in den Spannfuttern des Kaltwalzwerkes erzeugen.

Aus der DE-PS 27 47 767 ist es bekannt - in Bewegungsrichtung des Rohres — hinter dem Walzwerk eine Trommel zum Aufwickeln des Fertigrohres zu einem Bund anzuordnen. Einen Einfluß auf die Längs- und Drehbeschleunigungen mit dem Ziel, den größten Teil der Rohrlänge hiervon frei zu halten, hat diese Anordnung jedoch nicht.

Unabhängig davon ist es beim Bearbeiten von langgestrecktem Gut bekannt, das Material durch eine Pufferzone zu führen, um ungleichförmige Bewegungen des Materials auszuschalten (DE-OS 15 27 651. DD-F¹S 71 086,US-PS 38 20 367).

Es ist Aufgabe der Erfindung, die auftretenden verfahrensbedingten Beschleunigungskräfte sowohl in Längsrichtung als auch um die Rohrachse so weit /u reduzieren, daß auch größere Rohrlängen wirtschaftlich hergestellt und weiterverarbeitet werden können, und zwar dadurch, daß nun ein relativ kleiner Teil der gesamten gewalzten Rohrlängen den Längs- und Winkclbeschleunigungen ausgesetzt ist.

Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, daß das Rohr im Anschluß an die Pufferzone konzentrisch aufgewickelt wird.

Es ist bekannt, daß das Rohr je Arbeitszyklus um 45" bis 90° gedreht werden muß, wobei die Drehung im Normalfall in gleichbleibendem Drehsinn erfolgt. Es ist jedoch auch bekannt, das Rohr in wechselndem Drehsinn zu drehen. Hierbei haben Walzvcrsuche jedoch er-