EP0016099A1 - Verfahren und anlage zum herstellen von mehrlagenrohren - Google Patents
Verfahren und anlage zum herstellen von mehrlagenrohrenInfo
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- B21C37/09—Making tubes with welded or soldered seams of coated strip material ; Making multi-wall tubes
Definitions
- the invention relates to a method and a plant for the production of multilayer pipes, wherein a steel strip provided with a copper coating is formed into an endless multilayer pipe body by continuously advancing rolling transversely to the strip length axis and the pipe body is subjected to a continuous heat treatment in which the initially cold pipe body is heated to around 1370 K is heated and temporarily held at this soldering temperature, the layers of the tube body being soldered to one another by melting the copper coating.
- Such a method is known from DE-PS 75 11 70, and according to it, multilayer pipes, so-called “bundy” pipes, have been produced for a long time, which are used in particular in the motor vehicle industry as brake line pipes.
- the strip edges are first beveled by rolling in the production of multi-layer tubes. Then, in a first set of form rolls, a narrow strip is approximately lowered in the area of the later outer seam edge right-angled to serve as a stop and abutment for the curl that then begins from the other side of the belt. This bend is then removed in the last deformation process. This chamfering and the elimination of the chamfer lead to increased tensions in the chamfer area. So it is necessary to subject the newly formed tubular body to cold deformation in a corresponding set of rollers, also to give it a certain degree of stability.
- This cold deformation brings about a certain strain hardening and stabilization of the shape of the tubular body, so that the tubular body can be subdivided into individual lengths, the individual lengths can be collected and finally fed together in lots to a continuous furnace in which the individual layers are soldered.
- the object of the invention is to reduce the waste resulting from the aforementioned influences in the production of the Mehrla to reduce pipes, ie to improve the yield and to make the manufacturing process less sensitive.
- the continuous production according to the invention ensures that the stable end. Strain hardening can be dispensed with. When rolling in, it is no longer necessary to pull over the mandrel as much. The number of mandrel changes is significantly reduced, the mandrel diameters can be stepped up and it is now easier to run tapes from different lots, even if they differ slightly in thickness, hardness and roughness.
- Fig. 3 shows a plant for the production of multilayer pipes with a downstream stretch-reducing mill.
- the plant shown in FIG. 1 for producing a multilayer pipe 2 from a metal strip 1 provided with a copper lining essentially consists of a strip store 3, a rolling device 4, a heating device 5, a heating device 6 and a cooling device 7. Behind the cooling device 7 is a Control device 8 and a device 10 are provided for winding the finished pipe.
- the prefabricated pipe can also be disassembled into individual lengths via a separating device 9.
- the separating device 9 is also used for cutting out pipe sections, which the control device 8 has recognized as deviating from a set standard.
- the rolling device 4 consists of several roller sets 41, 42, 43, 4445, 46, which gradually form the steel strip 1 into a tubular body 12.
- the heating device 5 contains roller conductors 51 and 52 which are connected to a transformer 53.
- a further transformer 62 or a high-frequency generator is seen in the heating device 6, which feeds an induction coil 61.
- the heating device includes a diffusion annealing furnace 63 which holds the temperature reached via the induction coil 61 for a while. If necessary, work is carried out under protective gas.
- the system is operated as follows:
- the steel strip 1 is fed from the strip storage device 3 to the rolling device 4, in which the roll sets 41 and 46 are used to form it into a multi-layer tubular body.
- the tubular body 12 has approximately the shape shown in FIG. 2 with an inner layer 13 and an outer layer 14.
- the inner layer 13 ends with a beveled edge 15, the outer layer 14 with a beveled edge 16.
- the beveled Edges 15 and 16 overlap.
- the tubular body 12 is heated to a temperature of about 1200 K and thus annealed without stress.
- the shape of the tubular body would have been considerably stabilized and it would have been considerably more resistant to external mechanical influences.
- the system shown shows that the tubular body 12 is now fed to a heating device in one pass, with induction heating to approximately 1370 K. This temperature can be maintained with a suitable arrangement and shielding until it enters the diffusion annealing furnace 63, until after the soldering has been carried out the finished tube runs into a cooling section 7 and is checked after leaving it.
- a device 18 for forming a pipe loop and a stretch-reducing mill are connected downstream. If there is little space available for the diffusion annealing furnace 63 from Baluich conditions, which would have to be much longer in continuous operation per se than the batch-wise fed diffusion annealing furnaces used so far, the resulting reduction in production speed can thereby be largely compensated for. Now a multi-layer pipe larger diameter than can be produced in the known systems, the desired final diameter can be generated via the stretch-reducing mill.
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Description
VERFAHREN UNDANLAGE ZUM HERSTELLEN VON MEHRLAGENROHREN
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Anlage zum Herstellen von Mehrlagenrohren, wobei ein mit einer Kupferauflage versehenes Stahlband durch kontinuierlich fortschreitendes Einrollen quer zur Bandlängenachse zu einem endlosen mehrlagigen Rohrkörper geformt und der Rohrkörper einer DurchlaufWärmebehandlung unterworfen wird, in der der zunächst kalte Rohrkörper auf etwa 1370 K erwärmt und vorübergehend auf dieser Lδttemperatur gehalten wird, wobei durch Aufschmelzen der Kupferauflage die Lagen des Rohrkörpers miteinander verlötet werden.
Ein derartiges Verfahren ist durch die DE-PS 75 11 70 bekannt, und nach ihm werden seit langer Zeit Mehrlagenrohre, sogenannte "Bundy"-Rohre hergestellt, die insbesondere in der Kraftfahrzeugindustrie als Bremsleitungsrohre Verwendung finden.
Das Verfahren erfordert eine große fertigungstechnische Geschicklichkeit, sorgfältig eingestellte und abgestimmte Maschinen wie auch ein Metallband mit eng tolerierter Dicke. Abweichungen in den Banddicken können zu erheblichen Störungen führen, weil beim Einrollen des Bandes über einen Innendorn mit einem geringen Kaliberspalt gefahren werden muß.
In der Praxis werden heute bei der Herstellung von Mehrlagenröhren zunächst die Bandkanten durch Walzen abgeschrägt. Anschließend wird in einem ersten Formrollensatz ein schmaler Streifen im Bereich der späteren Außennahtkante etwa senk
recht abgekantet, um als Halt- und Widerlager für die anschließend von der anderen Bandseite her beginnende Einrollung zu dienen. Im letzten Verformungsprozess wird dann diese Abkantung wieder beseitigt. Dieses Abkanten und die Beseitigung der Abkantung führen im Abkantungsbereich zu erhöhten Spannungen. So ist es erforderlich, den eben geformten Rohrkörper, auch um ihm überhaupt eine gewisse Stabilität zu geben, in einem entsprechenden Rollensatz einer Kalt verformung zu unterziehen. Diese Kaltverformung bringt eine gewisse Kaltverfestigung und Stabilisierung der Form des Rohrkörpers, so daß der Rohrkörper in Einzellängen unter¬teilt werden kann, die Einzellängen gesammelt und schließlich in Losen gemeinsam einem Durchlaufofen zugeführt werden können, in dem die Verlötung der einzelnen Lagen erfolgt.
Die Instabilität des noch nicht gelöteten Mehrlagenrohres, seine Empfindlichkeit gegenüber mechanischen Einwirkungen und die Schwierigkeit, bei größeren Durchmessern die einzelnen Lagen nach dem Löten in Einzellängen noch dicht aufeinanderzuhalten, begrenzen den oberen Durchmesser derartiger Rohre auf etwa 12 mm. Dieser relativ geringe Durchmesser und die zum Einsatz kommenden Stahlbänder mit einer Dicke von etwa 0,35 mm führen wiederum auf die hohen Einflüsse selbst in ihrem absoluten Maß geringer Abweichungen von Bandmaterial und Einrichtung hin. Auch ist damit zu rechnen, daß Bänder verschiedener Fertigungslose unterschiedliche Qualitäten aufweisen, sich in der Ausgangashärte unterscheiden und damit eine unterschiedliche Rückfederung in den Rohrkörper bringen. Schon bei geringen Unterschieden in der Ausgangsbanddicke muß heute der Innendorn gewechselt werden, über den die Gegenkraft für die Längsdehnung aufgebracht werden muß. Selbst die Genauigkeit des Stahlbandes bzw. verkupferten Stahlbandes geht ein ebenso wie die Menge mitgeschleppten Öles aus der Schmierung des Domes.
Aufgabe der Erfindung ist es, den aus vorgenannten Einflüssen resultierenden Abfall bei der Herstellung der Mehrla
genrohre zu vermindern, d.h. das Ausbringen zu verbessern und das Herstellungsverfahren unempfindlicher zu machen.
Erfindungsgemäß wird daher vorgeschlagen, bei der Herstellung von Mehrlagenrohren nach den im Patentanspruch 1 niedergelegten Maßnahmen zu verfahren.
Auf Ausgestaltungen des erfindungsgemäßen Verfahrens entsprechend den Unteransprüchen 2 bis 6 sei verwiesen.
Zur Ausübung des erfindυngsgemäßen Verfahrens eignet sich . eine Anlage nach Patentanspruch 7, die entsprechend den Ansprüchen 8 und 9 gestaltet sein kann. Auf den weiteren Unteranspruch 10 wird verwiesen.
Durch die erfindungsgemäße kontinuierliche Fertigung wird erreicht, daß auf die stabil!erende. Kaltverfestigung verzichtet werden kann. Beim Einrollvorgang braucht nun nicht mehr so stark über den Dorn gezogen werden. Die Anzahl der Dornwechsel vermindert sich erheblich, die Dorndurchmesser können größer abgestuft sein und es können nunmehr leichter Bänder aus verschiedenen Losen gefahren werden, auch wenn sich diese geringfügig in Dicke, Härte und Rauhigkeit unterscheiden.
Wird gemäß Patentanspruch 2 verfahren, so ergibt sich gleichzeitig ein überraschender Vorteil daraus, daß schon beim Beobachten der Induktionsspule und des diese durchlaufenden Rohres Fehler optisch erkennbar sind. Fertigungsfehler führen dann nämlich zur Uberhitzung der Außenlage und sind somit so unmittelbar erkennbar, daß unverzüglich Gegenmaßnahmen getroffen werden können. Das Einstellen wird also erheblich erleichtert. Gleichbleibende Helligkeit bedeutet ein einwandfreies Rohr, das die nachfolgende Qualitätskontrolle nicht zu bestätigen braucht. Bisher lagen die ersten Qualitätskontrollergebnisse erst vor, wenn 3.000 m Rohr als Fertigrohr die Anlage verlassen hatten. Wenn es sich dabei
nicht um sporadische Fehlstellen handelte, sondern um eine falsche Einstellung der Maschine, so war diese gesamte Produktion von 3.000 m dem Schrott zuzuführen.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Abbildungen beschrieben. Dabei zeigt jeweils in schematischer Darstellung:
Fig. 1 eine Anlage zur Herstellung von Mehrlagenröhren,
Fig. 2 einen Schnitt durch einen gewickelten Rohrkörper,
Fig. 3 eine Anlage zum Herstellen von Mehrlagenrohren mit einem nachgeschalteten Streckreduzierwalzwerk.
Die in Fig. 1 dargestellte Anlage zur Herstellung eines Mehrlagenrohres 2 aus einem mit einer Kupferauslage versehenen Metallband 1 besteht im wesentlichen aus einem Bandspeicher 3, einer EinrollVorrichtung 4, einer Erwärmungsvorrichtung 5, einer Heizeinrichtung 6 und einer Kühlvorrichtung 7. Hinter der Kühlvorrichtung 7 ist eine Kontrollvorrichtung 8 und eine Vorrichtung 10 zum Aufwickeln des Fertigrohres vorgesehen. Das Fertigrohr kann aber auch über eine Trennvorrichtung 9 in Einzellängen zerlegt werden. Die Trennvorrichtung 9 dient auch zum Herausschneiden von Rohr abschnitten, die die KontrollVorrichtung 8 als von einer gesetzten Norm abweichend erkannt hat.
Die Einrollvorrichtung 4 besteht aus mehreren Rollensätzen 41, 42, 43, 4445, 46, die das Stahlband 1 allmählich zu einem Rohrkörper 12 formen. Die Erwärmungsvorrichtung 5 enthält Rollenkonduktoren 51 und 52, die an einen Transformator 53 angeschlossen sind. Es ist ein weiterer Transformator 62 oder ein Hochfrequenzgenerator in der Heizeinrichtung 6 vor gesehen, der eine Induktionsspule 61 speist. Zur Heizeinrichtung gehört ein Diffusionsglühofen 63, der die über die Induktionsspule 61 erreichte Temperatur eine Weile hält. So weit erforderlich wird unter Schutzgas gearbeitet.
Verfahrensmäßig wird die Anlage wie folgt betrieben:
Vom Bandspeicher 3 wird das Stahlband 1 der Einrollvorrichtung 4 zugeführt, in der über die Rollensätze 41 und 46 die Umformung in einen mehrlagigen Rohrkörper erfolgt. Am Ende der Umformung hat der Rohrkörper 12 etwa die in Fig. 2 dargestellte Form mit einer inneren Lage 13 und einer äußeren Lage 14. Die innere Lage 13 endet mit einer abgeschrägten Kante 15, die äußere Lage 14 mit einer abgeschrägten Kante 16. Die abgeschrägten Kanten 15 und 16 überlappen sich. Neben der abgeschrägten Kante liegt im Querschnitt der Punkt 17, der die Wechselverformung durch Abkanten und wieder Zurückbiegen diese Bereiches erfahren hat. In der Erwärmungsvorrichtung 5 wird der Rohrkörper 12 auf eine Temperatur von etwa 1200 K erwärmt und damit spannungsfrei geglüht. Würde man den spannungsfrei geglühten Rohrkörper nunmehr sich wieder abkühlen lassen und in Einzellängen zerlegen, so wäre schon eine erhebliche Stabilisierung der Form des Rohrkörpers erreicht und dieser wäre erheblich widerstands-fähiger gegen mechanische Einwirkungen von außen. Die dargestellte Anlage zeigt jedoch, daß der Rohrkörper 12 nunmehr in einem Zuge einer Heizeinrichtung zugeführt wird, wobei induktiv eine Erwärmung auf etwa 1370 K erfolgt. Bis zum Einlaufen in den Diffusionsglühofen 63 läßt sich diese Temperatur bei geeigneter Anordnung und Abschirmung halten, bis nach erfolgter Lötung das fertige Rohr in eine Kühlstrecke 7 einläuft und nach Verlassen derselben kontrolliert wird.
In der schematischen Anlage nach Fig. 3 ist eine Vorrichtung 18 zur Bildung einer Rohrschleife und ein Streckreduzierwalzwerk nachgeschaltet. Steht nämlich aus baluichen Gegebenheiten nur wenig Platz für den Diffusionsglühofen 63 zur Verfügung, der beim kontinuierlichen Betrieb an sich wesentlich länger sein müßte als die bisher verwendeten losweise beschickten Diffusionsglühöfen, so läßt sich die daraus sich ergebende Reduzierung in der Produktionsgeschwindigkeit dadurch weitgehend kompensieren. Da nunmehr ein Mehrlagenrohr
größeren Durchmesser als bei den bekannten Anlagen hergestellt werden kann, kann der gewünschte Enddurchmesser über das Streckreduzierwalzwerk erzeugt werden.
Claims
1. Verfahren zum Herstellen von Mehrlagenrohren, wobei ein mit einer Kupferauslage versehenes Stahlband durch kontinuierlich fortschreitendes Einrollen quer zur Bandlängenachse zu einem endlosen mehrlagigen Rohrkörper geformt und der Rohrkörper einer Durchlaufwärmebehandlung unterworfen wird, in der der zunächst kalte Rohrkörper auf etwa 1370 K erwärmt und vorübergehend auf dieser Lδttemperatur gehalten wird, wobei durch Aufschmelzen der Kupferauslage die Lagen des Rohrkörpers miteinander verlötet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung des mehrlagigen Rohrkörpers in zwei Stufen erfolgt, wobei in der unmittelbar an das Formen des Rohrkörpers und in einem Zuge mit demselben anschließenden ersten Erwärmungsstufe mit einer zum Spannungsfreiglühen geeigneten Endtemperatur von etwa 1200 K gefahren wird und in der zweiten Erwärmungsstufe das Löten erfolgt.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung der ersten Erwärmungsstufe durch Widerstandserwärmung erfolgt, wobei der elektrische Strom konduktiv dem Rohrkörper zugeführt wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung der zweiten Erwärmungsstufe durch Widerstandserwärmung erfolgt, wobei der elektrische Strom induktiv dem Rohrkörper zugeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß der endlose Rohrkörper die zweite Erwärmungsstufe unmittelbar nach der ersten Erwärmungsstufe mit der Vorschubgeschwindigkeit des Einrollvorganges durchläuft.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß mit der Wärmebehandlung begonnen wird, kurz bevor das Formen des Rohrkörpers abgeschlossen ist und die der ersten Erwärmungsstufe zugeordnete Endtemperatur mit der Vollendung des Rohrkörpers erreicht wird.
6. Anlage zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 5 mit einer Einrollvprrichtung, die mehrere Rollensätze und einen Dorn enthält und einer Heinzeinrichtung zum Erwärmen des Rohrkörpers auf etwa 1370 K, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Heizeinrichtung (6) eine in der Produktionslinie der Einrollvorrichtung (4) liegende Erwär mungsvorrichtung (5) angeordnet ist.
7. Anlage nach Anspruch 6 zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß zur konduktiven Erwärmung des nahezu fertigen Rohrkörpers die beiden letzten zum Formen des Rohrkörpers dienenden Rollensätze als Konduktoren ausgebildet und an einem HF-Generator ange schlossen sind.
8. Anlage nach einem der Ansprüche 6 und 7, dadurch gekenn zeichnet, daß die Heizeinrichtung (6) aus einer an einen HF-Generator (62) angeschlossenen Induktionsspule (61) und einem dieser nachgeschaltete Diffusionsglühofen besteht.
9. Anlage nach einem der Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekenn zeichnet, daß ein Streckreduzierwalzwerk nachgeschaltet ist.
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Inventor name: DIETZEL, HANS-ULRICH Inventor name: MUEFFKE, WALTER |