DE3221722A1 - Kontinuierliches walzwerk mit gekreuzten geruesten fuer die herstellung nahtloser rohre - Google Patents

Description

DR.- ING. H. Ή. WILHELM - DIPL.-ING. H. DAUSTER

D-7000 STUTTGART 1 · GYM NAS I U MSTRASS E 31 B -TE LEFON (07 11) 291133/29 28

Anmelder;" -3- D 6456/7a

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SANTEUSTACCHIO S.p.A.
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Kontinuierliches Walzwerk mit gekreuzten Gerüsten für die Herstellung nahtloser Rohre

Die Erfindung betrifft ein kontinuierliches Walzwerk zur Herstellung nahtloser Rohre aus hohlen Rohlingen, die über ent sprechende Dorne gezogen werden. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einem kontinuierlichen Walzwerk mit gekreuzten Gestellen, d.h. mit einem Walzwerk, das eine Vielzahl von WaIzgestellen umfaßt, die alternativ zur Walzachse hin geneigt sind und nach dem Verfahren mit sogenanntem unterstütztem Dorn arbeiten.

Bei den kontinuierlichen Walzwerken der genannten Art werden die Walzgerüste von entsprechenden Tragkonstruktionen aufgenommen, die verschweißt am Boden verankert und im allgemeinen überdimensioniert sind, um wirksam und sicher den Drücken standzuhalten, die während des Walzvorgangs auftreten, und zwar in Richtungen parallel zur Walzachse.

Jedes Gestell eines solchen Walzwerks umfaßt im wesentlichen ein Paar Arbeitswalzen mit jeweiligen Garnituren, Verbindungsorgane, die für eine Koppelung der Arbeitswalzen mit entsprechenden Antriebswellen wichtig sind, sowie eine Vielzahl

mechanischer, elektrischer, hydraulischer und/oder pneumatischer Anschlüsse und ähnlichem für die Durchführung einer ganzen Reihe von Operationen, die nicht den Walz-vorgang selbst betreffen, jedoch grundsätzlich für ein gutes Funktionieren des Walzwerks erforderlich sind.

Von diesen Operationen ist eine als besonders wichtig anzusehen, weil sie den Austausch der Arbeitswalzen eines oder mehrerer Walzgerüste gleichzeitig betrifft. Bei einem solchen Austausch wird bis jetzt das ganze Gerüst mit den Arbeitswalzen gegen ein anderes Gerüst mit den erforderlichen neuen Arbeitswalzen ausgetauscht. Zu diesem Zweck ist jedes Gerüst eines kontinuierlichen Walzwerks der genannten Art als eine individuell manipulierbare Einheit ausgelegt und ausgeführt und konstruktiv von den anderen Gerüsten unabhängig, so daß es unabhängig von der Handhabung der anderen Gerüste aus der Walzstraße herausgenommen oder in diese eingesetzt werden kann.

Jedes Gerüst ist lösbar in einer geeigneten Aufnahme befestigt, die in der Tragkonstruktion des Walzwerks unter Verwendung von Vorrichtungen und Mitteln zur Verriegelung ausgebildet ist, deren Dimensionierung und deren Bedeutung leicht vorstellbar ist in Anbetracht des erheblichen Gewichts eines Walzgerüsts der genannten Art (im Mittel von ca. 20 bis ca. 50 Tonnen), sowie im Hinblick auf die während des Walzvorgangs auftretenden erheblichen Drucke und Belastungen. Die Tragkonstruktion eines Walzwerks mit gekreuzten Gerüsten stellt nicht nur einen übermächtigen Teil dar, sie zwingt offenkundig auch zur Einhaltung festgelegter Abstandswerte, die die heutige Technologie auf ein Mindestmaß reduziert, wenn nicht gar beseitigt haben möchte.

Der nach dem heutigen Stand der Technik ausgeführte Austausch der Arbeitswalzen ist mit einer ganzen Reihe komplizierter Arbeiten verbunden, und darüber hinaus mit einem beträchtlichen und nicht akzeptablen Zeitaufwand. Vor dem Lösen der betreffenden Gerüste aus der Tragkonstruktion des Walzwerks und vor dem

Anheben und der Verlagerung des Gerüsts über die Walzstraße, müssen nämlich immer eine ganze Reihe anderer Operationen durchgeführt werden, wie das Abtrennen der hydraulischen und/oder pneumatischen Leitungen, der elektrischen Anschlüsse etc., sowie das Lösen der Arbeitswalzen von den jeweiligen Antriebswellen. Alle diese Arbeiten müssen dann beim Einsetzen eines neuen Gerüstes in die Walzstraße wiederholt werden.

Wenn dann aus Zeitersparnisgründen ein gleichzeitiger Austausch mehrerer Gerüste vorgenommen wird, so ergibt sich ein weiterer lästiger Nachteil durch die Notwendigkeit, Maschinen und Geräte beträchtlichter Abmessungen und Leistung für das Anheben und die Verlagerung einsetzen zu müssen, die neben ihrer bekannten Schwierigkeit der Handhabung einen erheblichen Kostenaufwand für Energie, Wartung und Abschreibung verursachen. In dieser Hinsicht muß auch der Tatsache Rechnung getragen werden, daß ein Walzwerk mit gekreuzten Gerüsten der genannten Art im optimalen Fall mit zwei Satz Gerüsten für jedes Kaliber ausgerüstet sein müßte und als Kompromiß, mit zwei Satz kompletter Gerüste. Die sich hieraus ergebenden Nachteile an Kosten und Platzbedarf für eine derartige Ausrüstung sind hinlänglich bekannt.

Die dieser Erfindung zugrunde liegende Aufgabe besteht daher darin, ein kontinuierliches Walzwerk mit gekreuzten Gerüsten zu verwirklichen, insbesondere für die Herstellung nahtloser Rohre mit der Technik des sogenannten unterstützten Doms, bei dem der Austausch der Arbeitswalzen eines oder mehrerer seiner Gerüste ohne all die vorgenannten Nachteile in bezug auf den heutigen Stand der Technik vorgenommen werden kann.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die obere und untere Arbeitswalze mit den jeweiligen oberen und unteren Garnituren reziprok so zusammengebaut sind, daß sie eine Einheit bilden, die individuell in mindestens einer Richtung parallel zu den Drehachsen der Walzen verschoben werden kann,

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und auch dadurch, daß Mittel vorgesehen sind, für eine geführte Bewegung in Richtung der Einheit aus einer Stellung in den Walzengerüsten in eine vollständig außerhalb des Gerüsts liegende Stellung, und umgekehrt.

Entsprechend einem zweiten Merkmal besitzt ein kontinuierliches Walzwerk nach dieser Erfindung für jedes Gerüst mindestens einen Wagen, der auf Schienen läuft, die sich seitlich und parallel zum Walzwerk erstrecken, wobei der Wagen mit einer Ladefläche versehen ist, die um eine Achse parallel zur Walzachse aus einer horizontalen Lage in eine schräge Lage parallel zur Bewegungsrichtung der Einheit geschwenkt werden kann, wobei in bzw. am Gerüst Mittel zur lösbaren Befestigung der Einheit auf der Ladefläche vorgesehen sind.

Vorzugsweise bestehen die Mittel für die geführte Bewegung der Einheit aus oberen und unteren Walzen mit jeweiligen Garnitüren, aus einem Stößel mit einer Schubrichtung parallel zur gewünschten Bewegungsrichtung der Einheit, aus Schienen, die im Gerüst angebracht und dazu bestimmt sind, Räder aufzunehmen, mit denen die Einheit unten in geeigneter Weise ausgerüstet ist, wobei ähnliche Schienen auch auf der Ladefläche des Laufwagens vorgesehen sind.

Bei einem Walzwerk mit den oben angeführten konstruktiven Merkmalen kann somit der Austausch der Walzen eines oder mehrerer Walzgerüste durch den Ersatz der Einheit aus oberen und unteren Arbeitswalzen mit jeweiligen Garnituren, die reziprok befestigt sind, durch eine andere Einheit mit den verlangten Charakteristiken erfolgen. Dieser Austausch wird möglich nach einer einfachen Operation des Absenkens und der Auflage der Einheit auf den Schienen, die sich am Gerüst befinden. Das Lösen der Arbeitswalzen von den jeweiligen Antriebswellen (Verlängerungen) erfolgt automatisch bei der Bewegung der Einheit hin zur Ladefläche des betreffenden Laufwagens .

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Da keine Bewegung des Walzgerüsts erforderlich ist, besteht auch keine Notwendigkeit für die Haltung und den Einsatz von Maschinen- und/oder Hebezeugen entsprechender Leistung, was sich in beträchtlichen wirtschaftlichen Vorteilen auswirkt, darunter einer erheblichen Einsparung an Energie und einer gleichermaßen beträchtlichen Zeitersparnis. Daneben ist auch eine wesentliche Reduzierung der Abmessungen möglich, insbesondere bei der Länge des Bettes für die Abstützung und Aufnahme des Gerüstes, und die Gerüste selbst können reziprok aneinandergebaut und kompakter gestaltet werden, zum Beispiel durch Zugstangen, welche quer durch die Vielzahl der Gerüste verlaufen und eines mit dem anderen verbinden, wodurch der Achsabstand von Gerüst zu Gerüst beseitigt wird. Die Länge des Walzwerks wird daher in bezug auf den heutigen Stand der Technik beträchtlich reduziert.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispieles eines kontinuierlichen Walzwerks mit gekreuzten Gerüsten für die Herstellung nahtloser Rohre, das in der beigefügten Zeichnung dargestellt ist. Es zeigt:

Fig. 1 schematisch den Grundriß eines kontinuierlichen Walzwerkes mit gekreuzten Gerüsten entsprechend der Erfindung und

Fig. 2 schematisch und teilweise im Querschnitt das gleiche ^un kontinuierliche Walzwerk nach Fig. 1 in zwei unterschiedlichen Funktionszuständen und jeweils in einer Stirnansicht.

In den Zeichnungen ist mit 1 global ein kontinuierliches Walzwerk gekennzeichnet, das zur Herstellung nahtloser Rohre dient, und zwar ein Walzwerk der Art, das mit unterstütztem Dorn arbeitet und zwei Reihen von Walzgerüsten 2, 3 besitzt,

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die alternativ von der einen und von der anderen Seite schräg zur Walzachse A hin geneigt sind. Das gesamte Walzwerk 1 wird von einer Konstruktion 4 mit entsprechenden Abmessungen aufgenommen, die auf Fundamenten 5 befestigt ist. Auch wenn die Walzgerüste 2, 3 unterschiedlich dimensioniert sein können, so sind sie doch konstruktiv ähnlich, so daß nachfolgend nur eines beschrieben zu werden braucht.

Jedes Walzgerüst besitzt zwei Arbeitswalzen, eine obere 6 und eine untere 7, die drehbar in einem Gehäuse 8 unter Einschaltung der jeweiligen Garnituren 9, 10 und 11, 12 aufgenommen werden. Das Gehäuse 8 enthält auch die konventionellen Vorrichtungen für die Regelung und Positionierung der Arbeitswalzen 6, 7. In den Zeichnungen sind diese Vorrichtungen beispielsweise durch paarweise angeordnete Gewindebolzen, nämlich den oberen 13, 13 und den unteren 14, 14 dargestellt, die von entsprechenden Getrieben 15a, 16a betätigt und von Motoren 15, 16 angetrieben werden, und auf die Garnituren 9, 10 und 11, 12 einwirken.

Mit M ist schematisch ein Getriebemotor-Aggregat dargestellt, welches über entsprechende Antriebswellen oder Verlängerungen 17, 17a die Arbeitswalzen 6, 7 in Drehung versetzt. Im einzelnen sind die Arbeitswalzen 6, 7 über Schnellkupplungselemente, die schematisch durch 6a, 7a dargestellt und axial mit einer Geradverzahnung versehen sind, mit den Verlängerungen 17, 17a verbunden. Bei jedem Walzgerüst besteht die Gesamtheit aus oberer Arbeitswalze 6 mit jeweiliger Garnitur 9, 10 und unterer Arbeitswalze 7 mit jeweiliger Garnitur 11, 12, aus einer Einheit, die individuell in Richtung parallel zu den Drehachsen der Arbeitswalzen bewegt werden kann, wobei die Möglichkeit der reziproken Entfernung der Walzen voneinander (Öffnung der Walzen) unverändert gegeben ist.

Zu diesem Zweck sind die Garnituren 11, 12 der unteren Arbeitswalze 7 gemäß einer bevorzugten Ausführung mit Führungsstangen

18, 19 versehen, die fliegend in einer Richtung senkrecht zur Walzachse A und zur Achse der Walze 7 angeordnet sind. Diese Führungsstangen 18, 19 bewegen sich gleitend in entsprechenden Aufnahmen 20, 21, die in die Garnituren 9, 10 der oberen Arbeitswalze eingearbeitet sind. Die Garnituren 11, 12 sind ausserdem unten mit einem Räderpaar 22, 22 versehen, das auf Schienen 23 läuft, die in jedem Gerüst angebracht sind und parallel zur Achse der Arbeitswalzen 6, 7 verlaufen, wenn diese im Gerüst untergebracht sind. In der Wand der Garnitur 11, die der Außenseite des Walzgerüstes zugekehrt ist, ist eine im wesentlichen halbkugelige Aussparung 2 4 eingearbeitet, die so dimensioniert ist, daß der abgerundete Kopf 25 einer Stange 26, die von einem doppeltwirkenden Hydraulikzylinder 27 betätigt wird, eingreifen kann. Die Aktionsrichtung dieses Hydraulikzylinders 27 ist parallel zur Achse der Walzen 6, 7 wenn, diese sich im Gerüst 2 befinden, und somit parallel zu den Schienen 23 dieses Gerüsts.

Auf den beiden Seiten des Walzwerks 1 und parallel zur Walzachse A sind Schienen 28, 29 und 30, 31 angeordnet, auf welchen zwei Reihen von Wagen 32, 33 (jeweils ein Laufwa-gen für jedes Gerüst) laufen, die mit konventionellen Mitteln und Vorrichtungen zur lösbaren Befestigung eines Wagens neben dem entsprechenden Gerüst ausgestattet sind. Jeder dieser Wagen 32, 33 ist mit zwei Ladeflächen 34, 34a ausgerüstet, die wiederum mit Schienen 35 versehen sind, die senkrecht zur Walzachse A verlaufen und um eine Drehachse 3 6 parallel zur Achse A aus einer horizontalen Lage in eine schräge Lage geschwenkt werden können, in der die Schienen 35 die Verlängerung der Schienen 23 des entsprechenden Walzgerüsts bilden.

Jede Ladefläche 34, 34a ist so dimensioniert und konstruiert, daß sie vollständig eine der Einheiten aufnehmen kann, die aus einem Paar Arbeitswalzen mit jeweiligen Garnituren besteht und ist außerdem auf der Seite, die der Drehachse 36 gegenüberliegt,

mit einer Vielzahl im wesentlichen hakenförmiger Elemente 37 versehen, die hydraulisch betätigt werden und dazu bestimmt sind, lösbar in eine der Einheiten einzugreifen und diese auf der Ladefläche zu halten.

Mit 38 ist schematisch ein doppeltwirkender Hydraulikzylinder dargestellt, der an jeder Ladefläche eines jeden Wagens angebracht ist, wobei das freie Ende der jeweiligen Stange 39 an der Ladefläche 34 drehbar gelagert ist, um diese um die Achse 36 zu schwenken.

Wenn der Austausch der Arbeitswalzen eines oder mehrerer Walzgerüste in einem Walzwerk wie oben beschrieben erforderlich ist, braucht nicht mehr das ganze Gerüst ausgewechselt zu werden, sondern nur auf einfache und schnelle Weise die individuell bewegliche Einheit, die sich aus den genannten Arbeitswalzen mit ihren Garnituren zusammensetzt. Eine derartige Operation findet auf folgende Weise statt.

Zuerst wird jeder Laufwangen 32, 33 neben ein Gerüst gebracht und dort verriegelt, und dessen freie Ladefläche 34a wird in einer Schräglage geschwenkt, bei der die Schienen 35 mit den entsprechenden Schienen im Gerüst fluchten. Anschließend oder auch gleichzeitig wird durch Betätigung der Gewindebolzen 13, 14 die Einheit, die aus den Arbeitswalzen 6, 7 und den jeweiligen Garnituren besteht, soweit abgesenkt, bis die Räder 22 der unteren Garnituren auf den Schienen 23 des Gerüsts aufsitzen. Zu diesem Zeitpunkt wird durch Betätigung des Hydraulikzylinders 27 die vorgenannte Einheit (Arbeitswalzen 6 und 7 und die jeweiligen Garnituren 9, 10 und 11, 12) aus dem Gerüst in Richtung auf die Ladefläche 34a herausgedrückt. Sobald die Einheit eine bestimmte Stellung auf der Ladefläche 34a erreicht hat, werden die Haken 37 der Ladefläche hydraulisch betätigt, so daß sie in der Garnitur der unteren Walze einhaken und die Einheit sicher auf der Ladefläche halten. Erst in diesem Augenblick wird der Hydraulikzylinder 27 erneut betätigt, um den Kopf 25

der Stange 26 aus der entsprechenden Aussparung 2 4 herauszuziehen. Durch Betätigung des Hydraulikzylinders 38 wird die Ladefläche 34a mit ihrer Last in eine horizontale Lage gebracht, wonach der Wagen 32 um ein Stück verschoben werden kann, denn die vorher von der Ladefläche 34a eingenommene Stellung wird dann von der anderen Ladefläche 34 des gleichen Wagens besetzt. Auf dieser Ladefläche war vorher ein neues Paar Arbeitswalzen mit den jeweiligen Garnituren befestigt worden, die von den entsprechenden Haken 37 gehalten werden. Diese Ladefläche mit ihrer Last wird dann in eine Schrägstellung gebracht, wobei in umgekehrter Reihenfolge alle zuvor beschriebenen Arbeitsphasen wiederholt werden. Anschliessend befindet sich das neue Paar Arbeitswalzen mit seinen Garnituren im Gerüst, wo es dann durch Betätigung der Gewindebolzen 13, 14 in den Betriebszustand versetzt wird.

An dieser Stelle muß darauf hingewiesen werden, daß die richtige Stellung der Walzen, sobald sie in dem Arbeitsgerüst eingesetzt sind, von den,Regulierbolzen garantiert ist, deren Hub von geeigneten und bekannten Positionsgebern kontrolliert wird. Hierdurch werden Fehler infolge Spiel und Abnützung der kinematischen Antriebsketten für die Bolzen selbst eliminiert. Die einzige Kontrolle, die an den Garnituren außerhalb und vor ihrer Montage durchgeführt werden muß, betrifft ihre Überprüfung und eventuelle Nachstellung mittels Distanzscheiben, die Überprüfung der Abnützung der Sicherheitseinrichtungen und der Bronzesättel an den Bolzen. Die Ausrichtung ist somit ohne besondere oder spezielle Verfahren und/oder Vorrichtungen gewährleistet.

Da der Austausch der Arbeitswalzen ohne irgendwelche Verlagerung einer oder mehrerer Walzgerüste, die ein Walzwerk entsprechend der Erfindung bilden, bewerkstelligt werden kann, können die Walzgerüste auch reziprok in der Richtung parallel zur Achse A aneinandergeschlossen werden, z.B. mittels einem Paar entsprechend dimensionierter Zugstangen 40, 41, die durch

konventionelle Vorrichtungen an den Außenwänden der außenliegenden Gerüste des Walzwerks befestigt werden. Auf diese Weise kann die Vielzahl an Walzgerüsten im Hinblick auf die Belastungen und Drücke, die parallel zur Walzachse A gerichtet sind und während des Betriebs des Walzwerks auftreten, als eine Baueinheit angesehen werden. Damit entfällt auch die jetzt noch bestehende Notwendigkeit für jedes Walzgerüst oder für deren Gesamtheit eine geeignete Tragkonstruktion zu entwerfen, zu bauen und einzurichten, wodurch sich eine beträchtliche Reduzierung des Gewichts auf die Fundamente, eine Reduzierung des Abstandes zwischen aufeinanderfolgenden Gerüsten, und somit eine Reduzierung der Gesamtlänge des Walzwerks ergibt. Außerdem wird durch das Fehlen einer solchen Tragkonstruktion der Raum unterhalb dem Walzwerk wesentlich zugänglicher, wodurch die Reinigungs- und Wartungsarbeiten, sowie die Beseitigung des Zunders beträchtlich erleichtert werden.

Claims (1)

1. Ansprüche

   Kontinuierliches Walzwerk mit gekreuzten Gerüsten für die Herstellung nahtloser Rohre, bei dem jedes Gerüst eine obere Arbeitswalze, eine untere Arbeitswalze und entsprechende obere und untere Garnituren besitzt, dadurch gekennzeichnet, daß die obere und untere Arbeitswalze (6,7) mit den jeweiligen oberen und unteren Garnituren (9, 10, 11, 12) gegenseitig so zusammengebaut sind, daß sie eine Einheit bilden, die individuell in mindestens einer Richtung parallel zu den Drehachsen der Walzen (6, 7) verschoben werden kann, und daß Mittel (23 bis 27) vorgesehen sind für eine geführte Bewegung in Richtung der Einheit aus einer Stellung in den Walzgerüsten (2, 3) in eine vollständig außerhalb des Gerüsts liegende Stellung, und umgekehrt .

   Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Gerüst (2, 3) mindestens einen Wagen (32, 33) umfaßt, der auf Schienen (28, 29, 30, 31) läuft, die sich seitlich und parallel zum Walzwerk (1) erstrecken, wobei der Wagen (32, 33) mit einer Ladefläche (34, 34a) versehen ist, die um eine horizontale Achse (36) parallel zur Walzachse (A) aus einer

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   horizontalen Lage in eine schräge Lage parallel zur Bewegungsrichtung der Einheit geschwenkt werden kann und daß Mittel (37) vorgesehen sind zur lösbaren Befestigung der Einheit auf der Ladefläche (34, 34a).

   3. Walzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittel für die geführte Bewegung der Einheit aus einem Stößel (27), dessen Aktionsrichtung parallel zur gewünschten Bewegungsrichtung der Einheit ist_; aus Schienen (23), die im Gerüst (2, 3) angebracht sind und zur Aufnahme von Rädern (22) dienen, mit denen die Einheit unten ausgerüstet ist, sowie aus Schienen (35) bestehen, die analog auch auf der Ladefläche (34, 34a) des Laufwagens (32, 33) angebracht sind.

   4. Walzwerk nach den Ansprüchen 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Wagen (32, 33) mit zwei gleichen Ladeflächen (34, 34a) ausgerüstet ist, die um eine gemeinsame Achse (36) parallel zur Walzenachse (A) geschwenkt werden können und jeweils dazu bestimmt sind, eine der Einheiten, die sich aus den Arbeitswalzen (6, 7) und den jeweiligen Garnituren (9, 10, 11, 12) zusammensetzen, aufzunehmen und zu transportieren.

   5. Walzwerk nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vielzahl der schrägen Walzgerüste (2, 3) gegenseitig durch mindestens zwei Zugstangen (40, 41) zusammengeschlossen sind, so daß sie eine einstückige Einheit bilden.