EP0178477B1 - Verfahren zum Herstellen nahtloser Stahlrohre grossen Durchmessers - Google Patents

Verfahren zum Herstellen nahtloser Stahlrohre grossen Durchmessers Download PDF

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EP0178477B1
EP0178477B1 EP85111773A EP85111773A EP0178477B1 EP 0178477 B1 EP0178477 B1 EP 0178477B1 EP 85111773 A EP85111773 A EP 85111773A EP 85111773 A EP85111773 A EP 85111773A EP 0178477 B1 EP0178477 B1 EP 0178477B1
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    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21C—MANUFACTURE OF METAL SHEETS, WIRE, RODS, TUBES, PROFILES OR LIKE SEMI-MANUFACTURED PRODUCTS OTHERWISE THAN BY ROLLING; AUXILIARY OPERATIONS USED IN CONNECTION WITH METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL
    • B21C37/00—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape
    • B21C37/06—Manufacture of metal sheets, rods, wire, tubes, profiles or like semi-manufactured products, not otherwise provided for; Manufacture of tubes of special shape of tubes or metal hoses; Combined procedures for making tubes, e.g. for making multi-wall tubes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling
    • 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
    • B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
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    • 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
    • B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
    • B21B19/08—Enlarging tube diameter
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T29/00—Metal working
    • Y10T29/49—Method of mechanical manufacture
    • Y10T29/4998—Combined manufacture including applying or shaping of fluent material
    • Y10T29/49988—Metal casting
    • Y10T29/49991—Combined with rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for producing pipes of large diameter, starting from hollow continuous casting blocks, which are rolled out by cross rolling over a dome and then expanded in an expanding mill.
  • DD-A-68 215 From DD-A-68 215 a process for the production of seamless pipes is known, starting from hollow blocks produced by continuous casting. These can then be expanded, for example, by cross-rolling over a pressure-loaded dome and then brought to the final dimension in a plug rolling mill, or after cross-rolling they are subjected to a vocational process. The combination of inclined roller / stretch reduction is also planned.
  • the invention based on this prior art, the task is based on making the production of pouring tubes more economical.
  • This object is achieved according to the invention in that the hollow blocks in the cross-rolling mill are rolled out to the final length (length of the finished tube) with a dome that is subjected to tension and that the desired final dimension (diameter, wall thickness) is set by the expansion without stretching in the axial direction.
  • Another advantage is that the dimensions, in particular the tube length, can be kept variable.
  • Fig. 1 shows the process for producing a welded large pipe.
  • the first production unit is the steel mill with a slab caster. Both are shown symbolically in box 1.
  • the starting product is the slab 2, which is rectangular in cross section.
  • a sheet metal rolling mill symbolically represented by box 3.
  • the starting material for tube production the heavy plate
  • U-press As the starting material for the final pipe production in a large pipe mill, this first comes into a so-called U-press, in which a U-shaped body is first produced in the longitudinal direction of the sheet. This U-body is completely bent in the so-called 0-press into a tube with a round cross-section and then welded in the longitudinal direction at the joints. After subsequent heat treatment and adjustment, the manufacturing process for the finished pipe is finished. This manufacturing process is symbolized by box 5. The end result is the welded large pipe 6.
  • the method for producing a seamless large pipe is shown schematically in the same way in FIG. 2.
  • the first production stage symbolically designated by box 7, there is a steelworks with a hollow continuous casting system known per se.
  • the result of this manufacturing stage is a round, thick-walled, hollow steel body, the so-called hollow block, as shown in cross section at 8.
  • this hollow block can be of any length.
  • this hollow block is used in the next process stage 9 in a cross-rolling mill, the main task of which is to produce the intended final length of the finished tube.
  • This cross-rolling mill is primarily represented by a known cross-rolling mill, the dome bar of which is subjected to tension.
  • the hollow block stretched in this way is fed to one or more expansion rolling mills connected in series with mandrel bars which are subjected to tension and which only have the task of determining the diameter of the hollow block to bring the desired dimension with the desired wall thickness and so to produce an extension only in the tangential direction while roughly maintaining the weight per meter or the axial dimension.
  • the exact final dimension is generated in a sizing mill or expander.

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  • Metal Rolling (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)
  • Heat Treatment Of Articles (AREA)
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  • Continuous Casting (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Rohren großen Durchmessers, wobei von Hohlstranggußblöcken ausgegangen wird, die durch Schrägwalzen über einen Dom ausgewalzt werden und anschließend in einem Aufweitewalzwerk aufgeweitet werden.
  • Stahlrohre großen Durchmessers, insbesondere für Pipelines, werden nahezu ausschließlich aus geschweißten Rohren hergestellt. Der Grund liegt im wesentlichen in der wirtschaftlichen Herstellungsweise geschweißter Stahlrohre gegenüber nahtlosen Stahlrohren großer Abmessungen. Gleichwohl wäre es wünschenswert, für die meisten der Anwendungsgebiete von Stahlrohren großen Durchmessers nahtlose Rohre zu verwenden, um das Unsicherheitsrisiko einer Schweißnaht sowohl bei Verlegung als auch bei dem Betrieb zu vermeiden. Bekanntlich sind Schweißnähte immer ein Festigkeitsproblem, wodurch auch bei der Herstellung solcher Rohre ein hoher Aufwand sowohl für die Kontrolle von Schweißnähten als auch für das Nachvergüten erforderlich ist.
  • Es sind zwar Verfahren bekannt, bei denen Rohre unter Auswalzen von großen Hohlblöcken hergestellt werden. Die technischen und wirtschaftlichen Schwierigkeiten liegen dabei einerseits in der Erzeugung der großen Blöcke, andererseits in der Verwendung spezieller, aufwendiger Walzwerke.
  • Aus der DD-A-68 215 ist ein Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre bekannt, wobei von durch Stranggießen erzeugten Hohlblöcken ausgegangen wird. Diese können dann bspw. durch Schrägwalzen über einen auf Druck beanspruchten Dom aufgeweitet und anschließend in einem Stopfenwalzwerk auf die endgültige Abmessung gebracht werden oder nach dem Schrägwalzen werden sie einem Pilgerverfahren unterworfen. Vorgesehen ist auch die Kombination SchrägwalzenJStreckreduzieren.
  • Da Aufweiten von Hohlblöcken durch Walzen ist auch der DE-C 628 393 zu entnehmen.
  • Der Erfindung. liegt ausgehend von diesem Stand der Technik die Aufgabe zugrunde, die Herstellung von Gießrohren wirtschaftlicher zu gestalten.
  • Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, daß die Hohlblöcke im Schrägwalzwerk auf die endgültige Länge (Länge des Fertigrohres) mit einem auf Zug beanspruchten Dom ausgewalzt werden und daß durch das Aufweiten ohne Streckung in axialer Richtung die gewünschte Endabmessung (Durchmesser, Wandstärke) eingestellt wird.
  • Durch die Kombination dieser Verfahrensschritte ist es möglich, in wirtschaftlicher Weise, also mit vergleichsweise geringem Aufwand an Anlagen und damit Investitionen, nahtlose Stahlrohre großen Durchmessers herzustellen und damit die bekannten Risiken der geschweißten Großrohre infolge der Unsicherheit der Schweißnaht zu vermeiden. Dies ist von besonderer Bedeutung für Rohre, die aus schwer schweißbaren Stählen herzustellen sind oder unter einem sehr hohen Innendruck stehen. Ebenson ist dies von Bedeutung für Rohre, die in schwierigen klimatischen Verhältnissen verwendet werden sollen oder deren Handhabung keine besondere Sorgfalt zuläßt
  • Ein weiterer Vorteil ist, daß die Abmessungen, insbesondere die Rohrlänge betreffend, variabel gehalten werden können.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Verfahrensablaufes nach der Erfindung im Vergleich zur konventionellen geschweißten Herstellung von Großrohren schematisch dargestellt.
  • Fig. 1 zeigt das Verfahren zur Herstellung eines geschweißten Großrohres. Die erste Produktionseinheit ist das Stahlwerk mit einer Brammenstranggußanlage. Beide sind symbolisch im Kästchen 1 dargestellt. Das Ausgangsprodukt ist die im Querschnitt rechteckige Bramme 2. Diese wird im nächsten Verarbeitungsgang nach einer Zwischenerwärmung einem Blechwalzwerk zugeführt, symbolisch dargestellt durch Kästchen 3.
  • Nach der Adjustage ist mit 4 das Ausgangsmaterial für die Rohrherstellung, das Grobblech, dargestellt. Dieses kommt als Ausgangsmaterial für die endgültige Rohrherstellung in einem Großrohrwerk zunächst in eine sog. U-Presse, bei dem in Längsrichtung des Bleches zunächst ein U-förmiger Körper hergestellt wird. Dieser U-Körper wird in der sog. 0-Presse vollends zu einem im Querschnitt runden Rohr gebogen und daran anschließend an den Stoßstellen in Längsrichtung verschweißt. Nach nachfolgender Wärmebehandlung und Adjustieren ist der Herstellungsvorgang zum fertigen Rohr beendet Dieser Fertigungsgang ist durch das Kästchen 5 symbolisiert Das Endergebnis ist das gechweißte Großrohr 6.
  • Das Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Großrohres ist in derselben Weise schematisch in Fig. 2 dargestellt In der ersten Fertigungsstufe, symbolisch mit dem Kästchen 7 bezeichnet, befindet sich ein Stahlwerk mit einer an sich bekannten Hohlstranggußanlage. Das Ergebnis dieser Fertigungsstufe ist ein runder, dickwandiger, hohler Stahlkörper, der sog. Hohlblock, wie bei 8 im Querschnitt dargestellt. Dieser Hohlblock kann im Prinzip beliebig lang sein.
  • Nach einer evtl. notwendigen Nacherwärmung wird dieser Hohlblock in der nächsten Verfahrensstufe 9 in ein Schrägwalzwerk eingesetzt, dessen Hauptaufgabe darin besteht, die vorgesehene endgültige Länge des fertigen Rohres zu erzeugen. Dieses Schrägwalzwerk wird vornehmlich durch ein bekanntes Schrägwalzwerk, dessen Domstange auf Zug beansprucht wird, dargestellt.
  • Danach wird der so gestreckte Hohlblock einem oder mehreren hintereinandergeschalteten Aufweitewalzwerken mit auf Zug beanspruchten Dornstangen zugeführt, die lediglich die Aufgabe haben, den Durchmesser des Hohlblockes auf das gewünschte Maß bei der gewünschten Wandstärke zu bringen und so eine Streckung nur noch in tangentialer Richtung zu erzeugen unter ungefährer Beibehaltung des Metergewichts bzw. der axialen Abmessung. Die genaue Endabmessung wird in einem Maßwalzwerk oder Expander erzeugt. Ist diese erreicht, so besitzt man nach der Adjustage ein Nahtlosrohr 10, dessen Abmessungen abhängig von den angewendeten Verformungsaggregaten und abhängig vom Hohlblock, der aus der Hohlstrangyußanlage kommt, durchaus vergleichbar sind mit denjenigen der geschweißten Großrohre. Ferner ist es denkbar, auch ohne große Schwierigkeiten Abmessungen zu erreichen, die sowohl in der Länge des Großrohres als auch in dessen Durchmesser und Wandstärke den geschweißten Großrohren konventioneller Herstellungsart überlegen sind. Schließlich ist es auch möglich, auf diese Art der Großrohrherstellung sicherer und wirtschaftlicher wegen des fehlenden Schweißrisikos hochwertigeren Stahl zu Großrohren zu verarbeiten. Die Vorteile dieses Herstellungsverfahrens sind insbesondere ein geringerer Aufwand an Anlagen und damit Investitionen, ebenso wie ein geringerer Aufwand an Energie gegenüber geschweißten . Großrohren. Damit ist es auf wirtschaftlich vertretbare Weise möglich, Großrohre zu erzeugen, die nicht das Risiko einer Schweißnaht aufweisen, wirtschaftlicher herzustellen sind und in ihren Abmessungen, insbesondere die Rohrlänge betreffend, variabel gehalten werden können, verbunden mit dem Vorteil der Verarbeitungsmöglichkeit von hochwertigen Stählen.

Claims (1)

  1. Verfahren zum Herstellen von Rohren großen Durchmessers, wobei von Hohlstranggußblöcken ausgegangen wird, die durch Schrägwalzen über einen Dom ausgewalzt und anschließend in einem Aufweitewalzwerk aufgeweitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Hohlblöcke im Schrägwalzwerk auf die endgültige Länge mit einem auf Zug beanspruchten Dom ausgewalzt werden und daß durch das Aufweiten ohne Streckung in axialer Richtung die gewünschte Endabmessung eingestellt wird.
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