EP0129497A2 - Kegelschrägwalzwerk - Google Patents

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EP0129497A2
EP0129497A2 EP84730041A EP84730041A EP0129497A2 EP 0129497 A2 EP0129497 A2 EP 0129497A2 EP 84730041 A EP84730041 A EP 84730041A EP 84730041 A EP84730041 A EP 84730041A EP 0129497 A2 EP0129497 A2 EP 0129497A2
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EP
European Patent Office
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rolling
rolling mill
axis
rollers
mill
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EP84730041A
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EP0129497B1 (de
EP0129497A3 (en
Inventor
Walter Vom Dorp
Heinrich Steinbrecher
Karl Heinz Häusler
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Vodafone GmbH
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Mannesmann AG
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B1/00—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/16—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section
    • B21B1/20—Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling wire rods, bars, merchant bars, rounds wire or material of like small cross-section in a non-continuous process,(e.g. skew rolling, i.e. planetary cross rolling)

Definitions

  • the invention relates to a conical cross-rolling mill.
  • the 2-roller boot conical cross-rolling mill which, in contrast to the Mannesmann cross-rolling mill patented in 1885, works with inclined roller axes - which can have an angle of, for example, 30 ° to the roller axis - and therefore the rollers have the shape of a cone.
  • the tapered cross-rolling mill has the advantage of gentle material stress during punching and stretching. In both rolling processes, however, the degrees of stretching are limited, namely about 3: 1 for the barrel cross-rolling mill and, according to current knowledge, for the cone cross-rolling mill about 5; 1. Barrel and cone rolling are known as cross-rolling processes.
  • Characteristic of cross-rolling processes is that the rolling material, ie the wall of the billet or hollow block, flows in width when it is stretched. This flow into the width is inevitably limited by the use of fixed guide shoes or rotating guide disks - known as washer disks - and converted into an elongation in the longitudinal direction.
  • the use of guides is not possible due to space constraints.
  • the caliber opening the so-called roll gap, is enclosed by the 3 rolls. If the wall or hollow block wall thickness were reduced too much, the material would flow so far that it would flow into the spaces between the rolls, as a result of which the rolling process usually breaks down and incorrect rolling occurs.
  • the inclined angle of the rolls realized in the planetary cross-rolling mill could be considered in its tendency to be directed towards the longitudinal rolling.
  • a part of the tensile forces occurring during the rolling of pipes here affects in the longitudinal direction of the rolled material, thereby preventing an excessive Breitun g. To put it simply, this is the effect that allows the rolling of tube blanks with, for example, 10-fold stretching with this type of rolling mill.
  • Such a high stretch makes it possible to roll with higher operating weights than with conventional cross-rolling mills, ie to produce longer blanks, which can be, for example, 70 m.
  • the known planetary cross-rolling mill has a special feature that it has a rotor in which there are 3 rolls that rotate around the tube.
  • the tube blank does not rotate. This arrangement makes it possible to run into the downstream stretch-reducing mill, where the finished pipe is manufactured, without intermediate heating.
  • the object of the invention is to design the conical cross-rolling mill so that the rolling speed and thus the output of the rolling mill can be increased significantly with an improved service life of the conical rolls.
  • Fig. 1 the rolling mill is shown in longitudinal section to the rolling stock axis.
  • the arrangement of the tapered rollers 1, 2, 3 can be seen, which are arranged at an oblique angle between 30 and 75 °, preferably 50 °.
  • the drive rollers 4,5,6 for the tapered rollers 1,2,3 are led out laterally to one side of the rolling mill. On this side, they are connected to the drive unit 13 with the interposition of a gear 12.
  • the tapered rollers can be adjusted radially to the rolling stock axis by adjusting mechanisms 7, the pivot axis for the tapered rollers preferably running parallel to the rolling stock axis.
  • a slat guide On the outlet side of the conical cross-rolling mill according to the invention, a slat guide is provided, which consists of driven inclined rollers 8, 9, 10, drives 14, 15, 16 being connected to the inclined rollers via intermediate gears 17, 18, 19.
  • the management has the task of guiding the billet synchronously with a rotational speed and longitudinal speed corresponding to the speed and longitudinal speed at which the billet exits the rolling mill. With this guidance or support, the rolling mill does not need to apply the required turning and longitudinal force for the emerging billet during rolling. This prevents the billet from twisting during rolling.

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  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Kegelschrägwalzwerk. Um dieses Schrägwalzwerk so auszubilden, daß die Walzgeschwindigkeit und damit der Ausstoß des Walzwerks wesentlich erhöht werden kann bei verbesserter Standzeit der Kegelwalzen wird vorgeschlagen, daß drei Kegelwalzen (1, 2, 3) unter einem Schrägwinkel zwischen 30 und 75° ortsfest und um Achsen parallel zur Walzachse schwenkbar angeordnet sind, daß die einzelnen Antriebsrollen (4, 5, 6) seitlich zu einer Seite des Walzwerks herausgeführt sind und daß der Winkel zwischen derAntriebsachse und der Walzgutachse in horizontaler Ebene vorzugsweise 90° beträgt.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Kegelschrägwalzwerk.
  • Bekannt ist das 2-Walzen-Stiefel-Kegelschrägwalzwerk, das im Gegensatz zum 1885 patentierten Mannesmann-Schrägwalzwerk mit schrägen Walzenachsen - die einen Winkel von z.B. 30° zur Walzenachse haben können - arbeitet und wö die Walzen deshalb die Form eines Kegels haben. Das Kegelschrägwalzwerk hat gegenüber dem Mannesmann-Schrägwalzwerk, das auch in der abgewandelten Walzenform als Tonnenlocher existiert, den Vorteil der schonenden Materialbeanspruchung beim Lochen und Strecken. Bei beiden Walzverfahren sind jedoch die Streckgrade begrenzt und zwar beim Tonnen-Schrägwalzwerk auf etwa 3:1, beim Kegelschrägwalzwerk nach heutigen Erkenntnissen auf etwa 5;1. Tonnen- und Kegel- walzve:_ahren werden als Querwalzverfahren bezeichnet.. Charaktersistisch bei Querwalzverfahren ist, daß das Walzmaterial, also die Wand der Luppe oder des Hohlblocks, bei seiner Streckung in die Breite fließt. Dieses Fließen in die Breite wird durch den Einsatz von festen Führungsschuhen oder rotierenden Führungsscheiben -als Diescherscheiben bekannt- zwangsweise begrenzt und in eine Streckung in Längsrichtung umgewandelt. Bei Dreiwalzenschrägwalzwerken ist der Einsatz von Führungen aus Platzgründen nicht möglich. Hier wird die Kaliberöffnung, der sogenannte Walzspalt, von den 3 Walzen umschlossen. Bei zu starker Reduktion der Luppen-oder Hohlblockwandstärke würde das Material soweit in die Breite fließen, daß es in die Räume zwischen den Walzen hineinfließen würde, wodurch in der Regel der Walzprozeß zusammenbricht und Fehlwalzungen auftreten.
  • Es ist bekannt, daß die Streckfähigkeit eines Schrägwalzwerkes im ursächlichen Zusammenhang mit der Schräge lage der Walzen zu sehen ist. Je größer die Schräglage, desto größer die Streckfähigkeit. Dieser Effekt wurde beim Planetenschrägwalzwerk, das durch die OS-DE 31 12 781 bekannt ist, insofern ausgenutzt, als hier der Schrägwinkel auf z.B. 50° gesteigert wurde. Im Gegensatz zu den Querwalzverfahren sind auch die soge-. nannten Längswalzverfahren, wie z.B. Stopfenwalzverfahren, bekannt. Beim Längswalzverfahren beträgt der Winkel zwischen der Walzen- und der Walzgutachse 90°. Kennzeichen der Längswalzverfahren ist, daß hier die Streckung der Luppenwandstärke hauptsächlich in Längsrichtung erfolgt. Die möglichen Streckungen sind aber auch hier eingegrenzt, wobei hauptsächlich die Technologie des Kalibrierens eine Rolle spielt.
  • Den beim Planetenschrägwalzwerk verwirklichten Schrägwinkel der Walzen könnte man in seiner Tendenz als zum Längswalzen hin gerichtet betrachten. Ein Teil der hier beim Walzen von Rohren auftretenden Zugkräfte wirkt sich in der Längsrichtung des Walzgutes aus und verhindert dadurch eine zu starke Breitung. Vereinfachend dargestellt ist dies der Effekt, der mit dieser Art von Walzwerken das Walzen von Rohrluppen mit z.B. 10-facher Streckung erlaubt. Eine derart hohe Streckung ermöglicht es, mit höheren Einsatzgewichten als bei herkömmlichen Schrägwalzwerken zu walzen, d.h. längere Luppen zu erzeugen, die z.B. 70 m sein können.
  • Das bekannte Planetenschrägwalzwerk hat als besonderes Merkmal, daß es einen Rotor besitzt, in dem sich 3 Walzen befinden, die um das Rohr rotieren. Die Rohr- luppe dagegen rotiert nicht. Diese Anordnung erlaubt ohne Zwischenwärmen in das nachfolgende Streckreduzierwalzwerk einzulaufen, wo das Fertigrohr hergestellt wird.
  • Diese Anordnung des rotierenden Walzgerüstes mit angetriebenen Walzen im Folgeaggregat hat jedoch eine ganze Reihe von.Nachteilen:
    • - Das rotierende Walzgerüst ist durch die auftretenden Fliehkräfte in der Drehzahl begrenzt und damit auch in der möglichen Walzgeschwindigkeit.
    • - Die Fliehkräfte beanspruchen zusätzlich die Walzenlager auf Verschleiß und vermindern deren Lebensdauer.
    • - Die Fliehkräfte verursachen abhängig von der Rotordrehzahl eine Aufdehnung des Rotors, wodurch die Genauigkeit des Walzgutes negativ beeinflußt wird.
    • - Der Rotor ist nur bis zu einem bestimmten Durchmesser wirtschaftlich einsetzbar. Der max.mögliche Rotordurchmesser bestimmt auch den max. walzbaren Luppendurchmesser, dessen Grenze bei etwa 10" liegt.
    • - Die Walzen müssen relativ klein sein, um auch den Rotordurchmesser klein zu halten. Dadurch wird ihre Lebensdauer negativ beeinflußt.
    • - Die Walzenanstellung ist sehr kompliziert und muß einschließlich der Antriebe mitrotieren, sobald. die Walzen während des Betriebes nachgestellt werden sollen.
    • - Der kontinuierliche Betrieb vergrößert den Störfaktor der Gesamtanlage.
  • Aufgabe der Erfindung ist es das Kegelschrägwalzwerk so auszubilden, daß die Walzgeschwindigkeit und damit der Ausstoß des Walzwerks wesentlich erhöht werden kann bei verbesserter Standzeit der Kegelwalzen.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
  • Vorzugsweise Weiterbildungen ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Das erfindungsgemäße 3 Kegelwalzen aufweisende Kegelschrägwalzwerk vereinigt folgende Vorteile:
    • - Die Begrenzung der Rotordrehzahl durch die Fliehkraft ist nicht mehr gegeben. Die Walzendrehzahl und damit die Walzgeschwindigkeit kann wesentlich höher sein.
    • - Die Walzenlager werden nicht durch die Fliehkraft beansprucht und haben eine längere Lebensdauer.
    • - Das Walzgerüst kann schwer gebaut werden. Eine Aufdehnung durch die Fliehkraft entfällt.
    • - Der max. walzbare Luppendurchmesser ist größer und kann z.B. 14" betragen.
    • - die herstellbare Luppenlänge kann 30m und größer sein
    • - Die Walzen können größer sein und haben eine bessere Standzeit.
    • - Die Walzenanstellung entspricht dem herkömmlichen Walzmaschinenbau und ist weniger kompliziert.
    • - Durch diskontinuierlichen Betrieb wird der Störfaktor verringert.
  • Die Erfindung soll nachfolgend anhand der Zeichnungen, die ein Ausführungsbeispiel zeigen, erläutert werden..
  • Dabei zeigt:
    • Fig. 1 einen Schnitt durch das Kegelschrägwalzwerk längs zur Walzgutachse,
    • Fig. 2 einen Schnitt gemäß der Linie A-B in Fig. l,
    • Fig. 3 eine Ansicht in Richtung des Pfeiles C gemäß Fig. 1,
    • Fig. 4 den Antrieb der Kegelwalzen im Schnitt und
    • Fig. 5 die Anordnung der Luppenführung an der Auslaufseite des Walzwerks.
  • In der Fig. 1 ist im Längsschnitt zur Walzgutachse das Walzwerk dargestellt. In Verbindung mit der Fig. 2 ist die Anordnung der Kegelwalzen 1, 2, 3 ersichtlich, die unter einem Schrägwinkel zwischen 30 und 75° vorzugsweise 50° angeordnet sind. Aus der Fig. 2 ergibt sich im einzelnen, daß die Antriebsrollen 4,5,6 für die Kegelwalzen 1,2,3 seitlich zu einer Seite des Walzwerks herausgeführt sind. An dieser Seite sind sie unter Zwischenschaltung eines Getriebes 12 mit dem Antriebsaggregat 13 verbunden. Die Kegelwalzen sind durch Verstellmechanismen 7 radial zur Walzgutachse anstellbar, wobei die Schwenkachse für die Kegelwalzen Vorzugsweise parallel zur Walzgutachse verläuft.
  • Aus Fig. 4 ergibt sich der Antrieb der Kegelwalzen, und zwar erfolgt dieser über Kegelräder.
  • Auf der Auslsufseite des erfindungsgemäßen Kegelschrägwalzwerks ist eine Luppenführung vorgesehen, die aus angetriebenen Schrägrollen 8, 9, 10 besteht, wobei Antriebe 14, 15, 16 über zwischengeschaltete Getriebe 17, 18, 19 mit dem Schrägrollen verbunden sind.
  • Die Führung hat die Aufgabe die Luppe synchron mit einer Drebzahl und Längsgeschwindigkeit entsprechend der Drehzahl und Längsgeschwindigkeit, mit der die Luppe aus dem Walzwerk austritt, zu führen. Durch diese Führung bzw. Unterstützung braucht das Walzwerk während des walzens nicht die erforderliche Dreh- und Längskraft für die austretende Luppe aufzubringen. Damit wird verhindert, daß sich die Luppe während des Walzens verwindet.

Claims (5)

1. Kegelschrägwalzwerk, dadurch gekennzeichnet, daß drei Kegelwalzen(1, 2, 3)unter einem Schrägwinkel zwischen 30 und 75° ortsfest und um Achsen parallel zur Walzachse schwenkbar angeordnet sind, daß die einzelnen Antriebsrollen (4, 5, 6) seitlich zu einer Seite des Walzwerks herausgeführt sind und daß der Winkel zwischen der Antriebsachse und der Walzgutachse in horizontaler Ebene vorzugsweise 90° beträgt.
2. Kegelschrzgwalzwerk nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Walzenschrägwinkel 50° beträgt.
3. Kegelschrägwalzwerk nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kegelwalzen (1,2,3) in Walzeneinbaustücken gelagert sind.
4. Kegelschrägwalzwerk nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Walzeneinbaustücke durch einen Verstellmechanismus (7) radial zur Walzgutachse anstellbar sind, wobei die Verlängerung der Anstellachse durch den Walzgutmittelpunkt verläuft.
5. Kegelschrägwalzwerk nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß an der Auslaufseite des Walzwerks eine angetriebene, Schrägrollen (8,9,10) aufweisende Luppenführung vorgesehen ist, wobei die Drehzahl der Schrägrollen auf die Drehzahl und Längsgeschwindigkeit der aus dem Walzwerk austretenden Luppe (11) einstellbar ist.
EP19840730041 1983-06-21 1984-04-16 Kegelschrägwalzwerk Expired EP0129497B1 (de)

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EP0129497B1 EP0129497B1 (de) 1987-09-16

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DE (1) DE3322615A1 (de)

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DE3322615A1 (de) 1985-02-21
EP0129497B1 (de) 1987-09-16
EP0129497A3 (en) 1985-06-26

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