DE3530343C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Hohlwal­ zen, bei dem das Walzgut über den Stopfen eines Dorns gewalzt wird.

Das Lochwalzen massiver Rundblöcke geschieht üblicherweise in Schrägwalzwerken mit zwei- oder drei winklig zueinander und im bezug auf die Rundblockachse bzw. den Lochdorn angeordneten, im gegenläufigen Drehsinn angetriebenen Schrägwalzen. Dabei wird der Rundblock schraubenlinienför­ mig in den sich zwischen dem Lochdornstopfen und den Walzen ergebenden verengenden Walzspalt gezogen sowie von dem Lo­ chungs- und dem Querwalzteil der Walzen zu einer dickwandi­ gen Luppe umgeformt. Der Walzspalt zwischen dem Lochdorn­ stopfen und den Walzenmantelflächen bestimmt dabei die Wand­ dicke der Rohrluppe. Da jedoch das Walzwerk und insbesonde­ re der Lochdorn während des Walzens infolge der hohen Walzkräfte und unter dem Einfluß der Walzguttemperatur Län­ genänderungen unterliegen, kommt es bei der während des Lochwalzens üblichen stationären Lagerung des Lochdorns zwangsläufig zu Walzspaltänderungen.

Während die Längenänderungen des Walzgerüsts im allgemeinen vernachlässigbar klein sind, wird der Lochdornstopfen in Abhängigkeit von der auf ihn wirkenden Axialkräfte mehr oder minder stark aus dem Walzspalt herausgedrückt und dabei angesichts ihrer ortsfesten Abstützung in einem Wider­ lager die Dornstange gestaucht. Hinzu kommt, daß die freie Länge des Lochdorns mit zunehmender Länge der Rohrluppe größer sein muß. Da der Durchmesser der Lochstange durch den Innendurchmesser der Rohrluppe begrenzt ist und die Lochstange aus Gründen der Kühlung häufig rohrförmig ausge­ bildet ist, wird die Lochstange infolge ihrer verhältnis­ mäßig geringen Knickfestigkeit während des Walzens erheb­ lich zusammengedrückt. Wenn nun in der Schlußphase des Lochens die axiale Belastung des Lochdorns beim Durchdrin­ gen des Blockbodens plötzlich stark abnimmt und sich zudem gleichzeitig die auf die Rohrluppe wirkende Walz- bzw. Vorschubkraft wesentlich verringert, weil das vom Lochungs­ teil der Schrägwalzen beaufschlagte Block- bzw. Rohrluppen­ ende immer kürzer wird, bis das Blockende den Walzspalt verlassen hat, kommt es plötzlich zu einer erheblichen Ent­ lastung des Lochdorns. Diese Entlastung führt dazu, daß sich der in der Schlußphase des Lochwalzens maximal zusam­ mengedrückte Lochdorn entgegen der Walzrichtung wieder aus­ dehnt. Diese Ausdehnung führt dazu, daß sich der Loch­ dornstopfen in das Walzenkaliber hineinbewegt und sich der Walzspalt somit verengt. Damit kann ein Festklemmen des Rohrluppenendes im Walzspalt verbunden sein, oder es kommt zu unerwünschten Ausstülpungen bzw. zu einer trompetenförmi­ gen Ausbildung des Rohrluppenendes.

Um dem zu begegnen, ist es bekannt, den Lochdorn zurückzu­ ziehen, sobald die Lochdornspitze den Blockboden durch­ dringt. Das führt aber zwangsläufig zu einer Vergrößerung des Walzspalts und damit zu einer größeren Wanddicke und einem entsprechenden Materialverlust, da das verdickte Rohr­ luppenende vor der Weiterverarbeitung in einem Streckwalz­ werk abgetrennt werden muß.

Des weiteren ist die Stopfenlage im Walzenkaliber auch abhängig von dem Verformungswiderstand des Blockmaterials, der sich aus dessen Zusammensetzung, der Materialdichte und der während des Lochwalzens abnehmenden Blocktemperatur er­ gibt.

Bei einem anderen, aus der deutschen Offenlegungsschrift 33 28 269, bekannten Verfahren wird hingegen der Blockboden beispielsweise durch Anbohren oder Ausschmelzen mit einer Vertiefung versehen, so daß der Lochdorn in der Schlußphase des Lochwalzens zunächst in diese Vertiefung eintritt und sich demzufolge bei richtiger Dimensionierung der Vertie­ fung ein trompetenförmiges Luppenende nicht mehr ergeben kann. Dieses Verfahren erfordert jedoch für das Einbringen der Vertiefung einen erheblichen apparativen Aufwand und ist mit einem nicht unwesentlichen Materialverlust verbun­ den. Hinzu kommt, daß die richtige Dimensionierung der Vertiefung äußerst schwierig ist und es beim Einbringen der Vertiefung durch Ausschmelzen beispielsweise im Lichtbogen zu Werkstoffveränderungen kommen kann.

Im übrigen haftet den beiden vorerwähnten bekannten Verfah­ ren der Nachteil an, daß sich Dimensionsänderungen des Loch­ dorns und der Lochdornstange während des Walzens und damit Änderungen des Walzspalts nicht ausgleichen lassen.

Ähnliche Probleme wie beim Lochwalzen ergeben sich auch bei Aufweit- und Längswalzwerken, bei denen die Stopfenlage und damit der Walzspalt ebenfalls dem Einfluß von Längen- und Temperaturänderungen sowie der Werkstoffzusammensetzung un­ terliegt.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, die Nachteile der herkömmlichen Hohlwalzverfahren zu vermeiden und insbe­ sondere ein Verfahren zu schaffen, das eine über die Lup­ pen- oder Rohrlänge gleichmäßige Wanddicke sowie einen ge­ ringen Materialverlust am Rohrluppenende gewährleistet.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß bei einem Ver­ fahren der eingangs erwähnten Art erfindungsgemäß die Lage des Walzdornstopfens in bezug auf die Walzen ständig gemes­ sen und mit Hilfe einer Regelung eingestellt, insbesondere konstant gehalten wird. Demgemäß wird der Walzdorn im Falle einer Verkürzung der Dornstange in das Walzenkaliber hinein­ bewegt. Umgekehrt wird der Walzdorn automatisch zurückge­ zogen, wenn die Dornspitze den Blockboden durchdringt und die axiale Belastung des Lochdorns abnimmt oder sich der Walzspalt beim Aufweit- oder Längswalzen von Rohren verengt.

Die Lage des Dorns läßt sich erfindungsgemäß durch Messen der auf die Dornstange wirkenden Längskraft beispielsweise mit Hilfe von Dehnungsmeßstreifen an der Dornstange oder dem Widerlager des Dorns bestimmen und unter Berücksichti­ gung der empirisch festgestellten Federkennlinie des Systems Walzwerk/Walzdorn im Hinblick auf einen konstanten Walzspalt einstellen. Dazu kann bei einem erfindungsgemäßen Walzwerk die Dornstange über ein bewegliches Widerlager an der Kolbenstange eines doppelt wirkenden Anstellzylinders abgestützt sein, der entsprechend der auf die Dornstange wirkenden Längskraft unter Berücksichtigung der vorerwähn­ ten Federkennlinie das Widerlager längs der Walzdornachse verstellt.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines in der Zeich­ nung dargestellten Schrägwalzwerks zum Lochwalzen massiver Rundblöcke des näheren erläutert.

Das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk besteht aus zwei Walzen 1 mit schräg zueinander angeordneten Walzenachsen und einem Lochdorn 2 mit einer Dornstange 3 und einem Stopfen 4. Der Stopfen 4 befindet sich im Walzenkaliber und bildet zusam­ men mit den drei Schrägwalzen 1 einen Walzspalt 5, durch den der Rundblock 6 unter dem Einfluß von Schub- und Druck­ kräften schraubenförmig hindurchgezogen wird.

Die Dornstange 3 wird von einem in Richtung der Stangen­ längsachse 7 beweglichen Widerlager 8 gehalten, an dessen rückwärtigem Ende die Kolbenstange 9 eines doppelt wirken­ den Anstellzylinders 10 angreift, dessen Kolben 10 die Lage des Stopfens 4 in bezug auf die Walzen bestimmt.

Jede Lageänderung des Stopfens 4 infolge einer sich ändern­ den Dornbelastung oder einer Längenänderung des Dorns äu­ ßert sich in einer Druckänderung im Inneren des Anstell­ zylinders 10. Diese Druckänderung braucht zum Konstanthal­ ten der Stopfenlage in bezug auf die Schrägwalzen 1 ledig­ lich gemessen und in eine die Federkennlinie des Systems Schrägwalzwerk/Lochdorn einschließlich Widerlager berück­ sichtigende Stellbewegung des Kolbens 11 umgesetzt zu wer­ den. Auf diese Weise läßt sich der Walzspalt 5 durch fortlaufendes Nachstellen des Stopfens 4 konstant halten, um Lageänderungen aufgrund der abnehmenden Walzguttempera­ tur, der zunehmenden Rohrluppenlänge und der sich ändernden Walzkräfte auszugleichen. Andererseits besteht aber auch die Möglichkeit, durch eine entsprechende Druckbeaufschla­ gung des Kolbens 11 mit einer willkürlichen Walzspaltände­ rung zu walzen, um Rohrluppen mit über ihre Länge unter­ schiedlicher Wanddicke herzustellen.

Die Erfindung läßt sich in gleicher Weise sowohl bei einem Aufweitwalzwerk als auch beim Lochen von Rundblöcken durch Längswalzen anwenden. In all diesen Fällen bestimmt die Lage des Lochdornstopfens in bezug auf die jeweiligen Wal­ zen den Walzspalt und damit die Wanddicke des aufgeweiteten Rohrs bzw. der Rohrluppe.

Claims (3)

1. Verfahren zum Hohlwalzen, bei dem das Walzgut über den Stopfen eines Walzdorns gewalzt wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Lage des Walzdornstopfens in bezug auf die Walzen ständig gemessen und mit Hilfe einer Regelung eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Längskraft der Dornstange gemessen und die Stopfen­ lage unter Berücksichtigung der Federkennlinie des Systems Walzwerk/Dorn eingestellt wird.

3. Schrägwalzwerk zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Dornstange (3) über ein bewegliches Widerlager (8) an der Kolbenstange (9) eines doppelt wirkenden An­ stellzylinders (10) abgestützt ist, die mit Druckmeß- und Regeleinrichtungen in Wirkverbindung steht.