DE3710193C1 - Verfahren zum Herstellen nahtloser Rohre ueber 200 mm Durchmesser und Vorrichtung zur Durchfuehrung des Verfahrens - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen nahtloser Rohre über 200 mm Durchmesser nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach dem Oberbegriff des Anspruches 2.

Seit der Erfindung des Schrägwalzens zur Lochbildung in massiven Rundblöcken ist versucht worden, auf diesem Schrägwalzwerk hinreichend dünnwandige glatte Fertigrohre zu erzeugen. Die Praxis hat diese Vorschläge bislang nicht bestätigt. Statt dessen wurden in der 100jährigen Entwicklung der Herstellung nahtloser Rohre mehrere Verfahren zum Abstrecken der Wanddicke oder zum Aufweiten des Rohrdurchmessers auf besonderen Einrichtungen vorgeschlagen und auch in der Praxis eingeführt. Hierzu gehört das Pilgerwalzen, Stopfenwalzen, kontinuierliches Längswalzen und anderes.

Daneben gibt es auch Vorschläge, mit dem Schrägwalzen gezielt die Fertigrohrqualität zu verbessern. So ist nach der DE-PS 8 86 437 bekannt, zwischen dem Loch- und Querwalzteil des Schrägwalzwerks einerseits und dem Glättwalzteil andererseits einen sogenannten Reduzierwalzteil vorzusehen.

Es wird verformungstechnologisch für ungünstig gehalten, die Wanddicke im Reduzierwalzteil bei gleichbleibendem Durchmesser zu vermindern und durch den anschließenden Glätt-Teil entgegen den kinematischen Bedingungen in diesem Bereich der Walzen auf einem zylindrischen Dornteil aufzupressen. Außerdem wird die Auffassung vertreten, daß die Herstellung von nahtlosen Fertigrohren nicht auf jedwedem Schrägwalzwerk und solchen mit mehr als zwei Walzen gelingen kann, was in der Veröffentlichung unberücksichtigt bleibt, so daß weiteres Nachfolgewalzen erforderlich ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die genannten Nachteile zu vermeiden und ein Schrägwalzverfahren zur Herstellung von nahtlosen Rohren auszuwählen und zu präzisieren, bei dem ein Abstrecken und/oder Aufweiten des Hohlkörpers auf einer weiteren Vorrichtung vermieden ist.

Der Vorschlag nach den Kennzeichen der Hauptansprüche löst erfindungsgemäß diese Aufgabe.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen erfaßt.

Die Erfindung nimmt für sich nicht in Anspruch, eine Lösung für den ganzen Abmessungsbereich zu sein, für den bislang nahtlose Rohre hergestellt worden sind. Für den Abmessungsbereich über 200 mm Durchmesser bis möglicherweise über ca. 600 mm Durchmesser stellt sie aber eine technisch beherrschbare Lösung dar. Diese Auswahl der Bereiche, die mit der Erfindung erfaßt werden, stellt einen entscheidenden Lösungsschritt dar, da die bisherigen Vorschläge überwiegend darauf abzielten, Rohre mit kleinerem oder beliebigem Durchmesser zu erzeugen.

Die vorstehende Beschränkung auf große Durchmesser erlaubt einen vorteilhaften Werkstoffluß, der im wesentlichen dadurch begründet wird, daß die mittlere axiale Geschwindigkeitskomponente an den Walzen im Querwalzteil und im Glätt-Teil mindestens gleich groß ist.

Dies wird durch eine Rohraufweitung über den relativ stumpfen Dornabschnitt (großer Kegelwinkel) im Querwalzteil erreicht. Der Kegelwinkel wird dabei auf den des Lochungs- und des Glätt-Teils bezogen. Die praktische Dornform kann vom Querwalzteil aus und zum Glätt-Teil hin abgerundet sein. Dies muß gegenüber der Schulterkalibrierung mit gleichbleibendem Rohrumfang vom Lochungsteil zur Schultekalibrierung und dem Glätt-Teil in Abbildung 63 der Vorveröffentlichung als ein bedeutender Vorteil angesehen werden.

In dem Abschnitt zwischen Lochen und Glättwalzen erhalten die feststehenden Führungen eine in Walzrichtung zunehmend größere Öffnung als die Walzen.

Der in der Ebene der Walz- und der Walzenachse in der Ebene des hohen Punktes von der Walzachse selbst und der Walzenkontur eingeschlossene Walzenauslaufwinkel soll etwa halb so groß sein wie der in der dazu rechtwinklig stehenden Ebene von der Walzachse selbst und der Führungskontur eingeschlossene Führungsauslaufwinkel. Durch diese Maßnahme kann das Rohr eine große Ovalität und damit eine ziemlich dünne gleichmäßige Wanddicke beim Aufweiten erhalten. Beim Glättwalzen wird die Wanddickenminderung kleiner und das Rohr nimmt entsprechend dem noch wachsenden Dorndurchmesser eine mehr kreisförmige Querschnittsform an. Für das Glättwalzen sind übliche Bedingungen einzuhalten, wobei sich eine Dornkonizität derart ergibt, daß der Rohrquerschnitt etwa nach einer halben Umdrehung von den feststehenden Führungen abhebt.

Das auf dem Schrägwalzwerk hergestellte Rohr gilt als fertig und von ausreichender Qualität, um verkauft zu werden. Für die Erzeugung besonders guter Oberflächen und besonders enger Durchmessertoleranzen kann dem Schrägwalzwerk ein Maßwalzwerk oder ein Glättwalzwerk mit Innendorn mit Aufweitungen zwischen 2 bis 4% nachgeschaltet werden.

Das Verfahren wird an einem schematisch dargestellten Beispiel erläutert.

Fig. 1 und 2 zeigen Walzenformen und -Anordnungen der ausgewählten allein in Frage kommenden Schrägwalzwerke,

Fig. 3 zeigt Halbschnitte oben durch die Ebene der Walzen und unten durch die der Führungen

Fig. 1 zeigt ein Tonnenwalzwerk, in dem in Richtung des Pfeiles 3 ein Vollblock einläuft. Es besteht aus zwei doppelkonischen Walzen 1, 2, die um in der Projektion auf die Zeichenebene parallele oder geringfügig ein- oder auslaufseitig aufeinander zulaufende Achsen 4, 5 gleichsinnig drehen und angetrieben sind. Die Walzenachsen liegen aber nicht in der Zeichenebene, sondern sind zu dieser gekreuzt, so daß sich ein Vorschub für das Walzgut in Pfeilrichtung 3 ergibt. Zwischen den Walzen außerhalb der Walzachse steht eine Führung, die hier nicht eingezeichnet ist.

Fig. 2 zeigt ein Kegelwalzwerk, in dem in Richtung des Pfeiles 6 ein Vollblock einläuft. Es sind zwei doppelkonische Walzen 7, 8 vorhanden. Ebenso wie in Fig. 1 kreuzen sich die Walzenachsen 9, 10 mit der Zeichenebene, so daß ein Vorschub in Richtung des Pfeiles 6 entsteht. Die Walzenachsenprojektionen schließen in diesem Fall aber einen Spreizwinkel Delta ein und die beiden Kegel 7, 11 der Walzen verjüngen sich im selben Sinne, d. h. beide Kegelstumpfspitzen liegen auf derselben Seite der dargestellten Kegelstümpfe.

Fig. 3 zeigt den Verfahrensvorgang zwischen den Walzen. In der oberen Hälfte der Figur geht der Schnitt durch die Walzen 7, 11. Es handelt sich um eine Walze nach der Fig. 2, also um ein Kegelwalzwerk mit gespreizten Walzenachsen. Der einlaufende Block ist mit 4, das auslaufende geglättete Fertigrohr mit 19 bezeichnet.

Die untere Schnitthälfte ist zur oberen um 90 Grad geklappt. Die darin gezeichnete Linealführung 12 ist also als zwischen den Walzen 7, 8 in Fig. 2 anzusehen. Die eingezeichnete Walzachse 20 entspricht den Pfeilen 3 und 6 in den Fig. 1 und 2. In dieser Walzachse ist auf der Dornstange 13 ein zwischen den Walzen stehender Dorn angeordnet. Der Dorn besteht aus dem Lochungskonus 16, dem Aufweitekonus 17 und dem Glättkonus 18. Zur Dornstange hin ist der Dorn bei 15 abgerundet. Der Dorn wird über die Dornstange von einem Widerlager axial einstellbar gehalten. Er wird während des Walzens zum Gleichhalten der Wanddicke benutzt und zurückgezogen zum Ausbringen des Walzgutendes.

In der Fig. 3 sind die Auslaufwinkel Alpha an der Walze und Beta an der Führung eingezeichnet. Sie liegen in der Zeichnungsebene.

Der Vollblock wird von dem vorderen Walzenkegel 11 bis zur Ebene des engsten Querschnittes 21 (hoher Punkt) radial gedrückt und durch die Dornspitze 16 gelocht. Hierbei kommt es zu einer beginnenden und sich im aufweitenden Querwalzteil 17 verstärkenden Ovalisierung des Hohlkörpers. Um eine dünne Wand zu erreichen, wird der Ovalisierung durch die unterschiedlichen Auslaufwinkel Rechnung getragen. Gleichzeitig vergrößert sich mit zunehmendem Walzendurchmesser an 7 die Vorschubkomponente auf dem Hohlkörper. Sobald der radiale Druck auf die Rohrwand im Dornabschnitt 18 nachläßt, kommt es bei gleichbleibender Wanddicke zum Runden und Glätten des Rohres.

Claims (4)

1. Verfahren zum Herstellen von nahtlosen Rohren über 200 mm Durch­ messer durch Lochen eines massiven Rundblockes, dessen Durchmes­ ser höchstens 0,8 des Fertigrohrdurchmessers beträgt, und Glätt­ walzen des gelochten Blockes, dadurch gekenn­ zeichnet, daß zwischen dem Lochen und dem Glättwalzen die Wanddicke des gelochten Blockes durch Aufweiten unter einem Kegelwinkel, der größer ist als der, mit dem das Lochen beendet ist, und als der, unter dem das Glätten erfolgt, verkleinert wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 in einem Zweiwalzenschrägwalzwerk mit feststehenden Führungen zwischen doppelkonischen Walzen, die mit einem axial verstellbaren konischen Dorn zusammenwirken, wobei der Dorn mehrere, im Durchmesser und in Konizitäten unterschiedliche Abschnitte aufweist, dadurch ge­ kennzeichnet, daß zwischen dem Lochungsteil (16) und einem kegelstumpfförmigen Glätt-Teil (18) des Dornes ein Aufweitekonus (17) vorgesehen ist, dessen Kegelwinkel größer ist als der des Endbereiches des Lochungsteiles (16) und des Glätt-Teils (18).

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeich­ net, daß in dem Bereich zwischen dem Lochen und Glättwalzen die feststehenden Führungen (12) eine in Walzrichtung zunehmend größere Öffnung als die Walzen erhalten.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Bereich zwischen dem Lochen (16) und Glättwalzen (18) der Auslaufwinkel (Beta) an den feststehenden Führungen (12) etwa doppelt so groß ist wie der Auslaufwinkel (Alpha) an den Walzen (7).