DE961126C

DE961126C - Induction heating device for the production of longitudinally welded pipes

Info

Publication number: DE961126C
Application number: DED2727D
Authority: DE
Inventors: Dr-Ing Gerhard Seulen; Rudolf Traut
Original assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; Phoenix Rheinrohr AG
Current assignee: Deutsche Edelstahlwerke AG; Phoenix Rheinrohr AG
Priority date: 1944-05-12
Filing date: 1944-05-12
Publication date: 1957-04-04

Description

Induktionsheizeinrichtung zur Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre Rohre können bekanntlich unter anderem hergestellt werden, indem einBand erhitzt undderartum die Längsachse gebogen wird, daß die Längskanten zusammenstoßen und verschweißend aneinandergedrücktwerden. ZurDurchführung diesesVerfahrens sindvollselbsttätige Einrichtungen bekannt, bei welchen das Band fortlaufend in einem langen Gasofen auf Schweißhitze erwärmt und sodann ein Walzwerk durchläuft, welches das Band zum Rohr verformt und die zu verschweißenden Kanten aneinanderdrückt. Das Verfahren arbeitet mit einem hohen Durchsatz, so daß die Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes durch die Walz-und Schweißeinrichtung verhältnismäßig hoch ist. Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, daß das Band in einem Ofen beträchtlicher Länge auf Schweißtemperatur gebracht werden muß. Der Zunderanfall bei dieser Erwärmung ist sehr groß und wird noch dadurch erhöht, daß die Kanten des Bandes vor dem Eintritt in das Walzwerk mit Luft angeblasen werden, um durch reine Oxydationswirkung eine Temperatursteigerung zu erzielen. Der Ofen, der bei manchen Einrichtungen dieser Art bis zu 45 m Länge aufweist, ist außerordentlich raumgreifend. Die Erfindung hat zum Ziele, die Bänder für die Herstellung längsnahtgeschweißter Rohre auf wesentlich einfachere Art zu erwärmen und dabei zu verhindern, daß Zunder anfällt. Außerdem soll der Platzbedarf durch eine solche Einrichtung weitgehend verringert werden.. Hierzu wird vorgeschlagen, das Band unmittelbar vor Eintritt in das Walzwerk elektroinduktiv zu erwärmen.Induction heating device for the production of longitudinally welded pipes It is known that pipes can be manufactured, inter alia, by heating a band andbending the longitudinal axis so that the longitudinal edges collide, and be pressed together by welding. There are fully automatic operators to carry out this procedure Devices known in which the tape is continuously in a long gas furnace heated to welding heat and then a rolling mill passes through which the strip for The pipe is deformed and the edges to be welded are pressed together. The procedure works with a high throughput, so that the speed of the belt due to the rolling and welding equipment is relatively high. The disadvantage of the The method consists in that the tape is heated to welding temperature in a furnace of considerable length must be brought. The incidence of scale with this heating is and will be very large further increased by the fact that the edges of the strip before it enters the rolling mill are blown with air in order to increase the temperature through pure oxidation to achieve. The furnace, which in some facilities of this type is up to 45 m in length has, is extraordinarily expansive. The invention aims at the tapes for the production of longitudinally welded pipes in a much simpler way heat and prevent scale from accumulating. Also should the space required by such a device can be largely reduced .. For this purpose it is proposed that the strip be electroinductively immediately before entering the rolling mill to warm up.

Es ist zwar schon vorgeschlagen worden, das Band, aus welchem das Rohr gebildet werden soll, induktiv zu erwärmen und laufend zum Rohr zu verformen sowie zu verschweißen. Infolge der Anwendung einer transformatorartigen Einrichtung konnte das Ziel, nämlich die stärkere Erhitzung der Ränder verglichen mit der Bandmitte, nicht erreicht werden. Auch der Vorschlag, den einem Leiter in Richtung der Längsnaht über dieser verlaufen zu lassen und die Rückführung entsprechend im Rohrinnern° vorzusehen, ist zur Lösung der Aufgabe ungeeignet, weil sich auf diese Weise ein kontinuierliches Verfahren nicht durchführen läßt, obwohl hierbei die Erwärmung praktisch auf die zu verschweißenden Ränder beschränkt bleibt.It has already been suggested that the tape from which the Tube is to be formed, inductively heated and continuously deformed into the tube as well as to weld. As a result of the use of a transformer-type device could the goal, namely the stronger heating of the edges compared to the middle of the strip, cannot be achieved. Also the suggestion made by a ladder in the direction of the longitudinal seam to run over this and the return accordingly in the pipe interior ° provide is unsuitable for solving the task, because in this way one continuous process can not be carried out, although this involves heating remains practically limited to the edges to be welded.

Es muß somit dafür gesorgt werden, daß die TemperaturüberdieBandbreitevonSchweißtemperatur an den Rändern zu niederer Verformungstemperatur in der Bandachse abnimmt, während das Band kontinuierlich durch die Erhitzungseinrichtung hindurchläuft. Die Erwärmung muß auf die Fördergeschwindigkeit des Bandes einstellbar sein und so geleitet werden, daß eine wesentlich höhere Temperatur an den Rändern erreicht ist als im Bereich der Bandachse, wenn das Material in die ersten Walzenpaare einläuft. Auf diese Weise wird ein besonders gutes Verschweißen der Rohrnaht gewährleistet.Care must therefore be taken to keep the temperature above the bandwidth of the welding temperature at the edges to lower deformation temperature in the strip axis decreases, while the tape passes continuously through the heater. The warming must be adjustable to the conveyor speed of the belt and be guided in such a way that a much higher temperature is reached at the edges than in the area of the belt axis when the material runs into the first pairs of rollers. In this way a particularly good welding of the pipe seam is guaranteed.

Gemäß der Erfindung besteht die Induktionseinrichtung zur Herstellung lä.ngsnahtgeschweißter Rohre aus einem Band, das auf Schweißtemperatur erhitzt und laufend zum Rohr verformt sowie verschweißt wird, wobei die zu verschweißenden Ränder stärker erwärmt werden als die Mitte des Bandes, in einer Heizleiterschleife mit Stromzuführungen im Bereich der Bandachse mit ungleichförmig eingeschichteten Magnetjochblechen und Ästen, die sich längs der Bandkanten erstrecken, wobei die Rückleiteräste im Bereich der Bandkanten diese gegebenenfalls umfassen. Die Induktoren werden von Maschinenumformern, ruhenden Frequenzwandlern, Umrichtern, Röhrengeneratoren oder Funkenstreckengeneratoren je nach den vorliegenden Sonderbedingungen mit nieder-, mittel- oder hochfrequenten Strömen gespeist.According to the invention, there is an induction device for manufacture Longitudinally welded pipes made from a strip that is heated to the welding temperature and is continuously deformed and welded to form the pipe, the edges to be welded be heated more than the middle of the tape, in a heating conductor loop with Power supply in the area of the belt axis with unevenly layered magnetic yoke plates and branches extending along the tape edges, the return conductor branches in the If necessary, include the area of the band edges. The inductors are from Machine converters, static frequency converters, converters, tube generators or Spark gap generators with low, fed with medium or high frequency currents.

Im nachfolgenden werden an Hand der Zeichnung einige Ausführungsbeispiele für derartige Induktoren näher beschrieben.In the following some exemplary embodiments are given with reference to the drawing described in more detail for such inductors.

Bei einer Heizleiterschleife wird gemäß der Erfindung so vorgegangen, daß die Stromzuführungen im Bereich der Bandachse liegen. Es sind sodann parallele Heizleiteräste vorgesehen, die senkrecht zur Bandachse verlaufen und mit ungleichförmig eingeschichteten Magnetj ochblechenversehen sind. Ferner sind Äste vorgesehen, die sich längs der Bandkanten erstrecken. Die Rückleiteräste können hierbei gegebenenfalls die Bandkanten umfassen. Durch einen solchen Induktor wird die Temperatur in dem Band so verteilt, daß an den Rändern die höchste Temperatur, nämlich Schweißhitze, erreicht wird, während in der Nähe der Bandachse die niedrigste Temperatur herrscht, wobei die Temperatur vom Rande zur Achse kontinuierlich abnimmt. Um die Heizwirkung in der Nähe der Kanten noch zu verstärken, kann der Ast der parallel zu den Kanten liegenden Schleifenabschnitte mäanderartig verlegt sein.In the case of a heating conductor loop, according to the invention, the procedure is as follows: that the power supply lines lie in the area of the belt axis. They are then parallel Heating conductor branches are provided, which run perpendicular to the axis of the tape and are non-uniform laminated magnetic yoke plates are provided. Furthermore, branches are provided that extend along the belt edges. The return branches can here if necessary encompass the band edges. Such an inductor increases the temperature in the Tape distributed in such a way that the highest temperature, namely welding heat, is reached while the lowest temperature is in the vicinity of the belt axis, the temperature decreasing continuously from the edge to the axis. To the heating effect to reinforce near the edges, the branch can be parallel to the edges lying loop sections be laid in a meandering manner.

Abb. x und 2 stellen eine Ausführungsform und Abb. 3 eine weitere Ausführungsform von Induktoren dieser Art dar. Die Abb. i ist hierbei ein senkrechter Schnitt durch einen Induktor nach der Abb.2. Das Band i wird in Richtung des Pfeiles 2 kontinuierlich durch die Heizvorrichtung hindurchbewegt. Die von der Stromquelle 3 zum Induktor führenden Zuleitungen liegen in der Achse des Bandes. Der Induktor besteht aus zwei Heizleiterästen q.' und q.", die sich senkrecht zur Bandachse erstrecken und über der Oberfläche des Werkstückes liegen. Im Bereich der auf Schweißhitze zu erwärmenden Bandkante verlaufen die Heizleiteräste, wie bei 5' und 5" angedeutet, parallel zu den Kanten. Die Leiteräste 6' und 6" in diesem Bereich sind, wie aus Abb. i ersichtlich, unter das Band gelegt.Figs. X and 2 show one embodiment and Fig. 3 another Embodiment of inductors of this type represent. The Fig. I is a vertical one Section through an inductor according to Fig.2. The band i is in the direction of the arrow 2 moved continuously through the heating device. The one from the power source 3 leads leading to the inductor lie in the axis of the belt. The inductor consists of two heating conductor branches q. ' and q. "extending perpendicular to the tape axis and lie above the surface of the workpiece. In the area of welding heat The heating conductor branches run to the strip edge to be heated, as indicated at 5 'and 5 ", parallel to the edges. The ladder branches 6 'and 6 "in this area are like from Fig. I can be seen, placed under the tape.

Die Äste .5' und 5" sind mit an sich bekannten Magnetjochen bestückt, die aus einzelnen Blechen bestehen. Diese Bleche 8 sind, wie vor allem aus Abb. i ersichtlich, so geformt, daß sie die über und unter dem Band liegenden Heizleiteräste umfassen. Auch die Heizleiteräste, die senkrecht zur Bandachse verlaufen, sind mit Magnetjochen bestückt, wobei jedoch die einzelnen Bleche ungleichförmig eingeschichtet sind. Die Schichtung ist in der Nähe der Kanten am dichtesten und nimmt in Richtung auf die Bandachse ab. Auf diese Weise wird ohne Schwierigkeiten die gewünschte Temperaturverteilung erreicht und sichergestellt, daß die Erhitzungsgeschwindigkeit der Durchlaufgeschwindigkeit des Bandes durch Walz- und Schweißvorrichtung angepaßt ist. Die Temperaturverteilung und die Temperaturhöhe kann durch Veränderung der Einschichtung der Jochbleche beeinflußt werden. Es ist aber auch möglich, durch besondere Formgebung des Induktors hierauf Einfluß zu nehmen. Wenn z. B. die Kanten im Vergleich zur Bandachse besonders stark erhitzt werden müssen, so empfiehlt sich eine Ausführungsform gemäß Abb.3. Auch hier liegen die Stromzuleitungen vom Wechselstromerzeuger3 zum Induktor im Bereich der Bandachse. Der Induktor io wird mit parallelen Ästen senkrecht zur Bandachse versehen und besitzt schleifenartige Ausbuchtungen ix' und ix" im Bereich der Kanten. Je ein Ast der Schleifen ist in diesem Bereich mäanderartig verlegt. Die Mäander sind mit Magnetj ochen bestückt, bei denen die Bleche i8 parallel zur Kante geschichtet sind. Die senkrecht zur Bandachse verlaufenden Leiteräste sind mit Magnetjochen ig versehen, die so angeordnet sind, wie bei g, Abb. 2, beschrieben.The branches .5 'and 5 "are equipped with magnet yokes known per se, which consist of individual sheets. These sheets 8 are, as shown mainly in Fig. i can be seen, shaped in such a way that they cover the branches of the heating conductor lying above and below the tape include. The heating conductor branches that run perpendicular to the belt axis are also included Magnetic yokes equipped, but the individual sheets are layered unevenly are. The stratification is densest near the edges and increases in direction on the belt axis. In this way, the desired temperature distribution is achieved without difficulty achieved and ensured that the heating speed of the flow rate of the strip is adapted by rolling and welding device. The temperature distribution and the temperature level can be influenced by changing the stratification of the yoke plates will. But it is also possible to use a special shape of the inductor on top To influence. If z. B. the edges are particularly strong compared to the belt axis need to be heated, an embodiment according to Fig. 3 is recommended. Even here the power supply lines from the alternator3 to the inductor are in the area the belt axis. The inductor io is perpendicular to the ribbon axis with parallel branches provided and has loop-like bulges ix 'and ix "in the area of the edges. One branch of each loop is laid in a meandering manner in this area. The meanders are equipped with magnetic yokes, in which the sheets i8 are layered parallel to the edge are. The conductor branches running perpendicular to the tape axis have magnetic yokes ig provided, which are arranged as described for g, Fig. 2.

Bei stärkeren Bändern ist es zweckmäßig, Induktoren zu benutzen, die das Band spulenförmig umfassen. Auch bei diesen sind die Stromzuführungen in den Bereich der Bandachse gelegt. Sie besitzen gradlinig verlegte Leiter im Bereich der Bandteile, die in der Nähe der Bandkanten zu parallel den Kanten verlaufenden Schleifen ausgezogen sind. Eir, solcher Induktor ist in Abb. q. dargestellt. Die Zuführung von der Stromquelle 3 liegt im Bereich der Bandachse unterhalb des Bandes. Die Heizleiter führen von hier aus senkrecht zu den Kanten, verlaufen sodann schleifenförmig ausgebuchtet, wie bei 21' und 21" angedeutet, an den Kanten entlang und erreichen so die Oberfläche des Bandes, wo sie an der Kante zurückgeführt werden und sodann, wie bei 2o angedeutet, das Band senkrecht überqueren. Die Temperaturverteilung, die durch einen solchen Induktor erzielt wird, führt zu hohen Temperaturen im Bereich der Kanten und zu einer verhältnismäßig gleichmäßigen Temperatur in der Nachbarschaft der Bandachse.With thicker bands it is advisable to use inductors that encircle the tape in a coil. With these, too, the power supply lines are in the Area of the belt axis. You have straight conductors in the area the parts of the band which, in the vicinity of the band edges, run parallel to the edges Loops are pulled out. Eir, such an inductor is shown in Fig. Q. shown. The supply from the power source 3 is in the area of the belt axis below the ribbon. From here, the heating conductors run perpendicular to the edges, then run out in the form of a loop, as indicated at 21 'and 21 " along the edges, reaching the surface of the belt where they are at the edge and then, as indicated at 2o, cross the tape vertically. The temperature distribution achieved by such an inductor leads to high temperatures in the area of the edges and a relatively uniform one Temperature in the vicinity of the strip axis.

Um auch bei derartigen Induktoren eine feiner abgestufte Temperaturabnahme in Richtung auf die Bandachse herbeizuführen, können die Wirkflächen der Heizleiter im Bereich der Bandachse besonders breit sein und zu den Kanten hin abnehmen. Ein solcher Induktor ist in Abb. 5 abgewickelt dargestellt. Die breiten Zuführungen 3o liegen unterhalb des Bandes im Bereich der Bandachse. Es schließen sich an diese Zuführungen dreieckförmig gestaltete Leiter 31' und 31" an. Die Spitze des Dreiecks befindet sich an der Bandkante. An der Spitze schließt sich ein schleifenförmiger Leiterabschnitt 33' bzw. 33" an, der parallel zur Kante verläuft und zur oberen Bandfläche führt. Die beiden Schleifenenden sind verbunden durch ein prismaförmiges Leiterstück 32, das die Bandbreite überquert. Der breiteste Teil des Prismas liegt im Bereich der Bandachse.In order to achieve a more finely graduated temperature decrease even with such inductors bring about in the direction of the strip axis, the effective surfaces of the heating conductor be particularly wide in the area of the belt axis and decrease towards the edges. A such an inductor is shown in Fig. 5 developed. The wide feeders 3o lie below the belt in the area of the belt axis. There are close to this Lead-ins triangular shaped conductors 31 'and 31 ". The tip of the triangle is located on the edge of the belt. A loop-shaped one closes at the top Head section 33 'or 33 ", which runs parallel to the edge and to the upper one Belt surface leads. The two loop ends are connected by a prism-shaped one Conductor piece 32 that crosses the bandwidth. The widest part of the prism lies in the area of the belt axis.

Es ist auch möglich, die Induktoren als Kombinationen aus mehreren Ausführungsformen auszubilden. So können Teile der Leiteräste nach Abb. q. mäanderartig verlegt werden, oder es können Jochblecheinschichtungen vorgenommen werden, wo sie in den Beispielen nicht vorgesehen sind. Es können aber auch bei einem Induktor, beispielsweise nach Abb. 2, die Leiteräste mit Wirkflächen versehen werden, deren Breite in der Nähe der Bandachse am größten ist und die in Richtung auf die Bandkanten an Breite abnehmen.It is also possible to use the inductors as combinations of several Form embodiments. Parts of the ladder branches as shown in Fig. Q. meandering be laid, or yoke laminations can be made where they are not provided in the examples. But it can also with an inductor, For example, according to Fig. 2, the ladder branches are provided with active surfaces whose Width is greatest near the belt axis and that towards the belt edges decrease in width.

Claims

PATENT CLAIMS: e.g. Induction heating device for the production of longitudinally welded pipes from a strip that is heated to welding temperature and continuously deformed and welded to form the tube, whereby the edges to be welded are heated more than the middle of the strip, characterized by a heating conductor loop with current leads in the area of the strip axis, parallel heating conductor branches perpendicular to the tape axis with non-uniformly layered magnetic yoke plates and branches that extend along the tape edges, the return conductor branches possibly including them in the area of the tape edges.

2. Induction heating device according to Claim r, characterized in that one branch each meanders in the area of the strip edges is relocated.

3. Induction heating device according to claim z, characterized by an inductor encompassing the strip in the form of a coil with power supplies in the area the strip axis and straight-lined conductors in the area of the strip width specified in near the edges of the tape to form loops running parallel to the edges are. q ..

Induction heating device according to claim 3, characterized in that the effective surface width of the heating conductors decreases from the strip axis to the strip edges.

5. induction heating device, characterized by an inductor, in which the features of claims 3 and q. are united with each other. Considered publications: German Patent Nos. 249 080, 404 6o6, 46o 615, 392 558, 598 778; U.S. Patent No. 2,024 go6.