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Schrägwalzwerk zur Herstellung insbesondere dünnwandiger nahtloser
Rohre Die Erfindung betrifft ein Schrägwalzwerk zur Herstellung insbesondere dünnwandiger
nahtloser Rohre, durch Längsstrecken von Hohlkörpern.
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Es ist eine Anzahl von Verfahren bekannt, die sich mit der Aufgabe
beschäftigen, dünnwandige fertige Rohre durch Längsstrecken von Hohlkörpern in Schrägwalzwerken
zu erzeugen. Man kann hierbei grundsätzlich von zwei Gruppen von Verfahren sprechen.
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Beider einen Gruppe von Schrägwalzwerken ist das Bestreben vorherrschend,
das Kaliber möglichst geschlossen auszubilden, um dadurch den Axialfluß des Walzgutes
zu erzwingen. Diese geschlossene Ausbildung des Kalibers wurde auf die verschiedenartigste
Weise erzielt; so hat man z. B. eine Vielzahl von dünnen, langen Walzen angewendet..
woraus das sogenannte Nadelwalzwerk entstand. Weiterhin hat man dann die Anzahl
der Walzen verringert und zwischen ihnen feste Führungen angeordnet. Eine andere
[..ösung war die, daß zwischen zwei Arbeitswalzen zwei Führungsscheiben angeordnet
wurden, die mit großer Geschwindigkeit umlaufen. Diese Verfahren haben die Aufgabe,
dünnwandige fertige Rohre zu erzeugen, mehr oder minder gut gelöst, jedoch besitzen
die dazu verwendeten Walzwerke teils bauliche, teils betriebstechnische Nachteile,
die der Einführung dieser Walzwerke Schwierigkeiten bereiten.
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Die zweite Gruppe von Schrägwalzwerken, die der Längsstreckung von
Hohlkörpern dienen, beruhen darauf, daß ein dickwandiger Hohlkörper durch das Einwalzen
von Nuten, die allmählich erweitert werden, in der Länge gestreckt wird. Dieses
Verfahren arbeitet mit Innen- undAußenwalzen, die beide .mit wulstartigen Erhöhungen
ausgestattet sind, uni solche Nuten aus dein Walzgut zu erzeugen, die dann allmählich
verbreitert werden. Eine ähnliche Aufgabe stellt sich ein anderes Verfahren, bei
dein durch entsprechende Kalibrierung der Walzen die Verformung in eine Reihe von
Verformungsstufen unterteilt wird,
die vom Walzgut bei der Unidrehung
nacheinander durchlaufen werden. Dieses Verfahren sieht vor, die auf dem Umfang
des Walzgutes gleichmäßig verteilten Walzen sämtlich verschiedenartig zu kalibrieren,
derart, daß jede folgende Walze die Stelle des Hohlblockes weiterbearbeitet, die
von der vorhergehenden Walze bereits bearbeitet worden ist. Bei einer weiteren Ausbildung
diese:; Verfahrens sind auf jeden Arbeitswulst der Walzen eine Reihe von Kaliberstufen
angeordnet, die das Walzgut bei seiner Umdrehung nacheinander durchläuft. Das letztgenannte
Verfahren hat den Nachteil, daß infolge der Verwendung einer :Mehrzahl von Kalibern
die wirksame Arbeitsfläche der Walzen, d. h. der Arbeitswulst oder Walzballen. ziemlich
lang wird, wodurch das Abfließen des Materials in axialer Richtung erschwer,. wird
und das Walzut die Neigung zu stark-e, einseitiger Wandausbildung erhält.
Wendet man Walzen an, die alle verschiedenartig kalibriert sind, so wird dadurch
auf das Walzgut und den lose darin befindlichen Dorn ein einseitiger Druck ausgeübt,
der ebenfalls zu einseitiger Wand und ungleichmäßiger Verformung führen kann.
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Schrägwalzwerk zur Her Stellung
insbesondere dünnwandiger nahtloser Rohre durch Längsstreckung zwischen einem zylindrischen
Dorn und Schrägwalzen, die zwischen einem Einführungskonus und einem Glätteil eine
Schulter zum Zwecke der Wandstärkenv erminderung des Hohlkörpers aufweisen. Erfindungsgemäß
liegen die Achsen der Schrägwalzen in zur Achse des Hohlkörpers parallelen Ebenen,
liegt die Ringfläche der Schulter annähernd rechtwinklig zur Walzenachse und liegen
die Angriffspunkte der Schultern aller Schrägwalzen in einer zur Rohrachse senkrechten
Ebene. Besonders vorteilhaft ist es, erfindungsgemäß den an den Walzen hinter der
Schulter angeordneten Glätteil zylindrisch oder annähernd zylindrisch auszubilden.
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Es ist bereits ein Schrägwalzwerk zur Herstellung nahtloser Rohre
durch Längsstrecken zwischen einem zylindrischen Dorn und Schrägwalzen ,bekannt.
Bei diesem liegen jedoch die Achsen der Schrägwalzen in Ebenen, die sich mit der
Achse des Rohres unter einem spitzen Winkel schneiden, und liegt die Ringfläche
der Schulter in einem Winkel zur Walzenachse, der ungefähr d.o° beträgt; der hinter
der -Schulur angeordnete Glätteil der Walzen ist konisch.
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Das erfindungsgemäße Schrägwalzwerk ist in den beigefügten Abbildungen
dargestellt. Wie aus Abb. i hervorgeht, wird der auf dem Dorn 3 befindliche Hohlkörper
i zunächst durch einen entsprechend kalibrierten Teil 1 der Walze in seinem Durchmesser
so weit verringert, daß seine Innenfläche mit dem Dorn in Berührung kommt. An der
Stelle des Walzspaltes, wo die Innenfläche des Hohlkörpcrs den Dorn berührt, erfolgt
eine plötzliche Verengung des Walzspaltes zwischen dem Walzenprofil und dem Dorn,
wodurch die Längsstreckung des Hohlkörpers erfolgt. Diese Verengung des Walzspaltes
bleibt bei allen Walzen gleichmäßig auf einerbestimmten Länge 11 #1111 des Walzspaltes
bestehen, um auf diese Weise die Längsstreckung in vollem Ausmaße zu erzeugen und
dieWandstärke des Rohres zu glätten. Anschließend an denGlättteil kann der Walzspalt
gemäß Teil IV wieder allmählich geöffnet werden, um den Hohlkörper zu runden.
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Der Einführungs- und Reduzierteil des Kalibers erh«it eine solche
Form. daß das Walzgut zunächst konisch eingezogen wird. wobei der durch die Walzenarbeitsflächen
gebildete Konus einen Kegelspitzen-,vinkel von höchstens etwa 6o° hat.
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Eine vorteilhafte Ausbildung besteht darin, daß, wie in #_'4bb. 2
dargestellt ist, zwischen dem Reduzierteil I und der Kaliberverengung ein weiterer
Abschnitt Ia eingefügt ist, der einen besonders schwach konischen Kaliberspalt ergibt.
Der Zweck dieses Abschnitte ist der, das Walzgut im Einlaufteil der Walzen möglichst
stark zu fassen. Dieses starke Fassen beruht darauf, daß durch die entsprechend
langen Flächen große Reibungskräfte auf das Walzgut ausgeübt werden, die es in das
Walzwerk hineinziehen. Tritt das Walzgut in die Ka.liberv erengung ein, nachdem
es diesen zusätzlichen Teil Ia der Walzen durchlaufen hat, so ergibt sich die
Mög-
lichkeit, das-Walzgut mit einer Geschwindigkeit in der Länge zu strecken,
die die theoretische Vorschu@bgeschwindigkeit der Walzen ganz erheblich übersteigt.
Beispielsweise war es möglich, mit einem Walzwerk gemäß der Erfindung das @Valzgut
mit 65 °;o höherer Geschwindigkeit aus dem Walzwerk austreten zu lassen, als es
der theoretischen Vorschubgeschwindigkeit der Walzen entspricht. Diese Erscheinung
entspricht sinngemäß dem Verfahren beim Strangpressen, wobei ein dickwandiger Hohlkörper
mit großer Kraft durch eine Kali.berverengung gepreßt wird. Der sich gegebenenfalls
an den Reduzierkonus I anschließende Kaliberteil Ia, den man zweckmäßig als Preßkonus
bezeichnet, weil durch ihn das Walzgut gewissermaßen durch die Kaliberverengung
gepreßt wird, soll einen Kegelspitzenwinkel von höchstens etwa 2o° besitzen.
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Die plötzlicheVerengung des Kalibers kann in beliebiger Form durchgeführt
werden. Wie die Abb. 3 bis 5 zeigen, kann z. B,
der Walzspalt
innerhalb einer einzigen Ebene sofort scharfkantig verengt werden, oder die Verengung
kann mit entsprechenden Abrundungen vorgenommen werden. Bedingung ist jedoch, daß
di; Einengung höchstens gleich der herbeizuführenden Wandstärkenv erminderung ist.
Das Maß dieser Verengung ist abhängig von der @Vandstärkenverminderung, die der
Hohlkörper erfahren soll. Soll der Hohlkörper beispielsweise von 5 ,mm Wandstärke
zu einem Rohr von 2 min Wandstärke ausgewalzt werden, so wird die Verengung des
Kalibenabstandes zweckmäßig 2,5 bis 3 mm betragen, d. h. etwa die ganze oder fast
clie ganze Wandstärkenverminderung wird an dieser einen Stelle des Kaliberspalts
erzeugt. Durch die schraubenlinienartige Vorwärtsbewegung des Walzgutes nimmt der
erste Teil des an die Verengung ansc.hließen.den parallelen Teiles ,des Walzspaltes
an der Längsstreckung teil, während die Fortsetzung dieses parallelen Teiles der
Glättung der Wandstärke dient.
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In Abb. 6 ist ein Schrägwalzwerk gemäß vorliegender Erfindung mit
3 Walzen schematisch dargestellt. Links ist ein Querschnitt durch ein solches Walz`verk
veranschaulicht und rechts eine Abwicklung des Hohlkörpers i mit den ihn bearbeitenden
Schrägwalzen 2.
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Aus dem Gesagten -ergeben sich für die Verformung -des Walzgutes drei
wesentliche Abschnitte des Verformungsablaufs, die z. B. in- Abb. i zur Darstellung
gebracht sind. Der Hohlkörper i wird von den Walzen 2 über dem zylindrischen Dorn
3 zu einem dünnwandigen Rohr ausgewalzt. Im Abschnitt I der Walze bzw. des Kalibers
wird der Hohlkörper zunächst in seinem Durchmesser verringert und mit der Dornstange
in Berührung ge@liracht. In Abschnitt II, der mit der Kaliberverengung beginnt,
wird die Längsstreckung @@des Walzgutes erzeugt. In Abschnitt III wird das Rohr
geglättet. An diesen Abschnitt ITI kann gegebenenfalls ein Abschnitt IV angefügt
werden, derden Kaliberspalt allmählich erweitert und dem Rohr die Möglichkeit zur
Rundung gibt.
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Die wesentlichen technischen Fortschritte, die mit dein erfindungsgemäßen
Schrägwalzwerk erreicht werden, bestehen darin, daß Rohre mit außergewöhnlich gleichmäßiger
Wandstärke erzeugt, sehr dünne Wandstärken erreicht und Hohlkörper aus hochlegierten
Stählen zu dünnwandigen Rohren umgeformt werden können. Auf diese Weise wurden u.
a. aus nichtrostenden Stählen mit 18°;0 Chrom und 80/, Nickel und aus hochhitzebeständigen
Werkstoffen mit 24°% Chrom Rohre von 1l/2 mm Wandstärke bei 65 min äußerem Durchmesser
erzeugt. Infolge der geringen Länge der eigentlichen Arbeitsfläche der Walzen ergibt
sich der verforinungstechnische Vorzug, daß das Walzgut außerordentlich geringen
Verdrehungsbeanspruchungen unterworfen ist, .da die Verdrehung in Schrägwalzwerken
abhängig ist von Tier Länge des Eingriffs der Walzen.
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Als besonderer Vorteil des erfindungsgemäßen Schrägwalz"verkes wird
noch hervorgehoben, daß infolge der günstigen Arbeitsweise nicht nur Rohre im Warmwalzverfahren,
sondern auch im Kaltwalzverfahren hergestellt werden können.