EP0356743A2 - Dornstange für Rohrwalzwerke - Google Patents
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- EP0356743A2 EP0356743A2 EP89114240A EP89114240A EP0356743A2 EP 0356743 A2 EP0356743 A2 EP 0356743A2 EP 89114240 A EP89114240 A EP 89114240A EP 89114240 A EP89114240 A EP 89114240A EP 0356743 A2 EP0356743 A2 EP 0356743A2
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- mandrel bar
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- mandrel
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
- B21B—ROLLING OF METAL
- B21B25/00—Mandrels for metal tube rolling mills, e.g. mandrels of the types used in the methods covered by group B21B17/00; Accessories or auxiliary means therefor ; Construction of, or alloys for, mandrels or plugs
Definitions
- Mandrel bars of this type are used for the hot rolling of pipes, in particular in the so-called MPM (multiple pipe mill) process, as well as in the push bench process and in continuous pipe rolling mills (so-called Conti lines), the slug being rolled on the mandrel bar.
- a slug is understood to mean the hollow cylindrical intermediate product in tube production).
- the rod head can be rounded or provided with a plug of the same diameter.
- the wall of the blank is rolled out by a plurality of horizontally and vertically opposed pairs of rollers pressing the blank against the mandrel bar.
- the mandrel rod that moves with the billet is located within the entire rolling process and is warmed up by its temperature and the rolling work. After the rolling process, it is pulled out of the billet and stored for cooling. Another already cooled mandrel bar is used for the next rolling process.
- the force transmission means can also consist of thermally insulating, elastic material, so that none or only a negligible one Heat quantity is transferred from the outer to the inner tube (or the inner tubes).
- the inner tube remains at a constant temperature and acts as a mechanical stabilizing element for the entire mandrel bar.
- the outer tube preferably has an increased surface hardness and quality compared to the inner tube or tubes. Its wall thickness is appropriately chosen so large that the temperature on its inner surface always remains a sufficient tolerance below the decomposition temperature (glass transition temperature) of the thermoset serving as a force transmission means.
- the inner or innermost tube can be closed at the front and open at the rear, and for cooling a coolant line can be guided through the tube cavity, through which the coolant is guided to the front end of the inner tube and from there flows backwards with cooling of the inner tube wall.
- cooling channels are located in the space between the tubes.
- thin cooling tubes can be inserted into the space and then filled with a thermoset.
- the annular gap 4 has a width of a few millimeters and, as already explained above, is completely filled with a thermosetting plastic which adheres firmly to both the inner surface of the outer tube 2 and the outer surface of the inner tube 3.
- a thermosetting plastic which adheres firmly to both the inner surface of the outer tube 2 and the outer surface of the inner tube 3.
- an epoxy resin to which inorganic fibers or a metal powder is optionally admixed, is preferably used.
- the outer and inner tubes 2 and 3 can be coaxially vertically nested and the intermediate annular gap 4 can be sealed liquid-tight at its lower end.
- the annular gap 4 is then filled with the thermoset, to which an additive is optionally added.
- the filling process can be performed by e.g. B. casting or by extrusion. After the thermoset has hardened and the cooling tube 9 has been inserted, the mandrel rod 1 is ready for use.
- the temperature on the outside of the outer tube 2 varies by a few hundred degrees Celsius (approximately between seven and eight hundred and eighty degrees) and the temperature on the inside depending on the wall thickness and rolling time (a few seconds) ) by a little more than two hundred degrees (approximately between two hundred to three hundred and fifty and eighty degrees).
- the temperature of the inner tube 3 is due to the low thermal conductivity of the thermoset and the width of the annular gap 4 approximately constant from a few millimeters (at about eighty to one hundred and fifty degrees).
- the mandrel bar 1 according to the invention behaves significantly more stable against distortion than a solid mandrel bar of a conventional type. This effect should be attributable to the fact that in the mandrel bar 1 according to the invention the inner tube 3, due to the thermal insulation by the thermoset layer, is almost temperature-stable during the entire rolling and subsequent cooling storage cycle is maintained.
- the outer tube 2 is homogeneous due to its type of manufacture and thus largely free of distortion, should non-uniform cooling or heating occur, any distortion forces of the outer tube 2 are eliminated by the stable inner tube 3. With a conventional mandrel bar, however, there would be a strong warp under the same circumstances.
- the rolling forces on the mandrel bar 1, as already shown above, are absorbed by the outer and inner tubes 2 and 3.
- a single tube, apart from the risk of warping, cannot be used because it cannot be produced by rolling with the required wall thickness.
- the use of tubes made by rolling for the mandrel bar 1 has the advantage that they can be manufactured inexpensively in the required homogeneity and surface quality.
- cooling tube 9 instead of the cooling tube 9 within the tube 3, several thin tubes can also be embedded in the thermosetting plastic for cooling.
- the surface of the inner tube can be designed by glued-on or welded webs in such a way that cavities that can be used for a cooling circuit result when inserted into the outer tube 2 and then poured out.
- the annular space 4 can also be filled with a liquid.
- the tubes can be supported against each other by resilient webs and the annular space can be sealed liquid-tight on its two end faces.
- a pressure vessel can be connected to the annulus. The spring forces are then to be chosen at least so large that they bear the weight of the respective pipes. The power transmission during rolling takes place via the liquid.
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Abstract
Die Dornstange (1) für Rohrwalzwerke, bei denen die Luppe (5) auf der Dornstange (1) gewalzt wird, besteht aus zwei ineinandergesteckten Rohren (2, 3). Der Ringspalt (4) zwischen den Rohren (2, 3) ist mit einem Duroplast ausgefüllt, dessen Ausdehnungskoeffizient so groß gewählt ist, daß der Duroplast auch bei Temperaturdifferenzen zwischen den Rohren (2, 3) den Ringspalt (4) vollständig ausfüllt.
Description
- Die Erfindung betrifft eine Dornstange für Rohrwalzwerke gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
- Dornstangen dieser Art werden für das Heißwalzen von Rohren, insbesondere beim sogenannten MPM (multiple pipe mill)-Verfahren, sowie beim Stoßbank-Verfahren und in kontinuierlichen Rohrwalzwerken (sog. Conti-Straßen) verwendet, wobei die Luppe auf der Dornstange gewalzt wird. (Unter einer Luppe versteht man das hohlzylindrische Zwischenprodukt bei der Rohrherstellung). Der Stangenkopf kann abgerundet oder mit einem Stopfen gleichen Durchmessers versehen sein. Die Wandung der Luppe wird durch mehrere horizontal und vertikal einander gegenüberliegende, die Luppe gegen die Dornstange drückende Walzenpaare ausgewalzt. Die mit der Luppe mitbewegte Dornstange befindet sich während des gesamten Walzvorgangs innerhalb derselben und wird durch deren Temperatur und die Walzarbeit aufgewärmt. Nach dem Walzvorgang wird sie aus der Luppe herausgezogen, und zwecks Abkühlung gelagert. Für den nächstfolgenden Walzvorgang wird eine andere bereits abgekühlte Dornstange verwendet.
- Dornstangen dieser Art, auf denen die Luppe gewalzt wird, sind zu unterscheiden von jenen Dornstangen anderer Art, die lediglich als Träger eines Stopfens dienen, auf dem die Luppe gewalzt wird. Jene in Stopfenwalzwerken verwendeten Dornstangen haben einen kleineren Durchmesser als der Stopfen, kommen somit nicht in Kontakt mit der Luppe und haben deshalb keine radialen Walzkräfte aufzunehmen.
- An die Qualität der Dornstangen der eingangs genannten Art werden hinsichtlich ihrer Oberflächenhärte, Geradlinigkeit, Oberflächengüte und Verzugsfreiheit während des Walzen hohe Anforderungen gestellt. Während des Walzvorgangs muß die Dornstange großen radialen Druckkräften standhalten können. Die Dornstangen, die Durchmesser von einigen zehn Zentimetern haben können, wurden bis jetzt als massive Rundstähle gewalzt oder geschmiedet, deren Oberfläche behandelt (geglättet und gehärtet) wurde und in die axiale Bohrungen für ein Kühlmittel gebohrt wurden. Die Herstellung und Bearbeitung des Rundstahls in der erforderlichen Qualität und Länge (über zehn Meter) war aufwendig und teuer.
- Aufgabe der Erfindung ist es, eine kostengünstige, verzugsfreie, leichte und trotzdem stabile Dornstange zu schaffen.
- Die erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe ist Gegenstand des Patentanspruchs 1. Gegenstand der Ansprüche 2 bis 10 sind bevorzugte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Dornstange.
- Der Vorteil der Erfindung ist namentlich darin zu sehen, daß die Rohre, aus denen die Dornstange aufgebaut ist, durch Walzen mit verhältnismäßig dünner Rohrwandung einfach und kostengünstig herstellbar sind. Dabei kann das äußere Rohr aus Stahl hoher Qualität mit homogenem Gefüge und das innere Rohr (bzw. die inneren Rohre) aus keine besonderen Gebrauchs- bzw. Qualitätseigenschaften aufweisendem Grundstahl bestehen. Die Stahllegierung des äußeren Rohrs läßt sich so auswählen, daß sie sowohl zur Oberflächenbearbeitung und -vergütung bzw. -härtung optimal geeignet ist als auch eine den hohen Walzkräften widerstehende, große Zähigkeit aufweist. Das geringe Gewicht des äußeren Rohres erleichtert dabei die Bearbeitung seiner Außenfläche.
- Die ineinanderliegenden Rohre sind zweckmäßig koaxial zueinander angeordnet und durch wenigstens einen Zwischenraum (Ringspalt) radial voneinander distanziert, in dem ein elastisches Kraftübertragungsmittel angeordnet ist, das die auf das äußere Rohr wirkenden Walzkräfte auf das oder die inneren Rohre überträgt, so daß das äußere Rohr durch das oder die inneren Rohre abgestützt ist. Der sandwichartige Aufbau der Dornstange hat zudem den Vorteil, daß sich die Steifigkeiten der einzelnen Rohre in ihrer Wirkung addieren. Die Spaltbreite des Zwischenraums und der Ausdehnungskoeffizient des Kraftübertragungsmittels sind vorzugsweise so bemessen, daß die unterschiedliche Ausdehnung der Rohre infolge der beim Walzen auf das äußere Rohr einwirkenden, und von diesem zum Kraftübertragungs mittel geleiteten Wärme durch die Ausdehnung des Kraftübertragungsmittels annähernd ausgeglichen wird, wobei die Elastizität des Kraftübertragungsmittels restliche Differenzen in der thermischen Ausdehnung des sandwichartigen Aufbaus aufnimmt. Das Material des Kraftübertragungsmittels wird zweckmäßig so ausgewählt, daß sein Ausdehnungskoeffizient ein Vielfaches desjenigen des Rohrmaterials ist.
- Die Rohre könnten auch derart aufeinander aufgeschrumpft sein, daß sie sowohl bei maximaler Erhitzung als auch nach Abkühlung kraftschlüssig ineinanderliegen, was jedoch eine gegenüber dem Sandwichaufbau kompliziertere und teurere Herstellung bedingen würde.
- Als elastisches Kraftübertragungsmittel können Duroplaste wie Epoxidharze oder Furanharze verwendet werden, dem ein oder mehrere Zuschlagstoffe zur Beeinflussung des Werts des Ausdehnungskoeffizienten und der Wärmeleitfähigkeit beigemischt werden können. Vorzugsweise werden anorganische Fasern, wie z. B. Kohlenstoff- oder Siliziumkarbidfasern oder ein Metallpulver, z. B. Eisen- oder Stahlpulver beigemischt, deren bzw. dessen Menge so gewählt wird, daß einerseits keine oder nur minimale thermischen Verspannungen zwischen äußerem und innerem Rohr (bzw. den inneren Rohren) auftreten und andererseits eine gute Viskosität des Mittels erreicht wird.
- Das Kraftübertragungsmittel kann auch aus thermisch isolierendem, elastischem Material bestehen, so daß keine bzw. nur eine vernachläßigbare Wärmemenge vom äußeren auf das innere Rohr (bzw. die inneren Rohre) übertragen wird. Das innere Rohr verbleibt hierdurch auf einer konstanten Temperatur und wirkt als mechanisches Stabilisierungselement für die gesamte Dornstange.
- Vorzugsweise hat das äußere Rohr gegenüber dem oder den inneren Rohren eine erhöhte Oberflächenhärte und -güte. Seine Wandstärke wird zweckmäßig so groß gewählt, daß die Temperatur an seiner Innenfläche immer um eine ausreichende Toleranz unter der Zersetzungstemperatur (Glasübergangstemperatur) des als Kraftübertragungsmittel dienenden Duroplasts bleibt.
- Das äußere Rohr kann aus einem hochlegierten Stahl, bevorzugt einem mit Chrom legierten Stahl hoher Zähigkeit, und das innere Rohr aus gewöhnlichem, billigen Stahl wie z. B. St-37 hergestellt werden, wobei das äußere Rohr zur Erhöhung seiner Oberflächenhärte mit einem harten Belag, vorzugsweise Chrom, überzogen werden kann.
- Das innere bzw. innerste Rohr kann vorne geschlossen und hinten offen sein, und zur Kühlung kann eine Kühlmittelleitung durch den Rohrhohlraum geführt sein, durch die das Kühlmittel zum vorderen Ende des inneren Rohrs geleitet wird und von dort unter Kühlung der Rohrinnenwandung nach hinten abfließt.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsart befinden sich im Zwischenraum zwischen den Rohren Kühlkanäle. Zum Beispiel können dünne Kühlröhrchen in den Zwischenraum eingeführt und dieser anschließend mit einem Duroplast ausgegossen werden.
- Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Dornstange anhand der Zeichnung näher erläutert.
- Die einzige Figur zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Dornstange mit einem üblichen Walzgerüst beim Walzen einer Luppe.
- Die Dornstange 1 besteht aus einem äußeren Rohr 2 und einem inneren zu diesem koaxialen Rohr 3. Zwischen beiden Rohren 2 und 3 befindet sich ein Ringspalt 4 als Zwischenraum, der mit einem Kunststoff ausgegossen ist. Die Luppe 5 wird von horizontal und vertikal einander gegenüberliegenden Arbeitswalzen 6 und 7 gegen die Dornstange 1 gepreßt. Die Dornstange 1 ist an ihrer in Walzrichtung vorderen Stirnseite geschlossen.
- Das äußere Rohre 2 der Dornstange ist ein gewalztes Rohr aus hochlegiertem Stahl, vorzugsweise aus mit Chrom legiertem Stahl. Durch die Legierung ist eine hohe Zähigkeit erreicht. Die Rohraußenfläche ist verchromt, um sie möglichst hart und glatt zu gestalten, was zum Einlaufen maßgebend ist. Die Zähigkeit sowie die harte und glatte Oberfläche des äußeren Rohres 2 reduzieren dessen Abnutzung während des Walzvorgangs. Die Rohrwandstärke beträgt z. B. fünfundzwanzig Millimeter.
- Das innere Rohr 3 ist ebenfalls ein gewalztes Rohr und besteht aus billigem Grundstahl, z. B. St-37. Aufgabe des inneren Rohres 3 ist es, wie weiter unter beschrieben, das äussere Rohr 2 über den Kunststoff als Kraftübertragungsmittel im Ringspalt 4 abzustützen. Neben der geforderten mechanischen Festigkeit zum Abstützen werden somit keine weiteren Forderungen an das Material des inneren Rohres 3 gestellt. Seine Wandstärke beträgt z. B. zwanzig Millimeter.
- Der Ringspalt 4 hat eine Breite von einigen Millimetern, und ist, wie bereits oben dargelegt, mit einem Duroplast vollständig ausgefüllt, welcher sowohl an der Innenfläche des äußeren Rohres 2 als auch an der Außenfläche des inneren Rohres 3 fest haftet. Wie aus weiter unten dargelegten Gründen ersichtlich, wird bevorzugt ein Epoxidharz, dem gegebenenfalls anorganische Fasern oder ein Metallpulver als Zuschlagstoff beigemischt ist, verwendet.
- Im inneren Rohr 3 liegt ein Kühlrohr 9, das in nicht dargestellter Weise in der Nähe des hinteren Endes der Dornstange 1 befestigt ist. Das Kühlrohr 9 hört einige Zentimeter vor der vorderen Stirnwand der Dornstange 1 auf. An seinem der Stirnwand zugewandten vorderen Ende ist es offen und an seinem hinteren Ende trägt es einen nicht dargestellten Kühlmittelanschluß zum Anschluß an den Ausgang eines nicht dargestellten Wärmetau schers eines nicht dargestellten Kühlkreislaufs. Das Kühlimittel, bevorzugt Wasser oder Öl, läuft in dem Kühlrohr 9 in Richtung der Stirnwand und zwischen der Außenwandung des Kühlrohres 9 und der zu kühlenden Innenwandung des inneren Rohres 3 wieder Das hintere Ende der Dornstange 1 trägt einen nicht dargestellten, weiteren Anschluß, an dem das erwärmte rückfließende Kühlmittel mit dem nicht dargestellten Eingang des Wärmetauschers verbunden ist.
- Zur Herstellung der Dornstange 1 kann das äußere und innere Rohr 2 und 3 koaxial vertikal ineinandergestellt und der dazwischen liegende Ringspalt 4 an seinem unteren Ende flüssigkeitsdicht abgeschlossen werden. Anschließend wird der Ringspalt 4 mit dem Duroplast, dem gegebenenfalls ein Zuschlagstoff beigemengt ist, gefüllt. Der Füllvorgang kann abhängig vom Duroplast durch z. B. Gießen oder durch Extrusion erfolgen. Nach Aushärten des Duroplasts und dem Einlegen des Kühlrohrs 9 ist die Dornstange 1 gebrauchsfertig.
- Während des Walzens ist das äußere Rohr 2 an seiner Aussenseite im innigen Kontakt mit der heißen Innenseite (ungefähr zwölfhundert Grad Celsius) der Luppe 5. Die Wandstärke des äußeren Rohrs 2 beträgt, wie erwähnt, ungefähr fünfundzwanzig Millimeter. Die Temperatur der Innenwandung des äußeren Rohrs 2 steigt während des Walzvorgangs aufgrund der Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität des Rohrmaterials (auf ungefähr zweihundert bis maximal dreihundertfünfzig Grad Celsius) und bleibt deutlich unterhalb der Zersetzungstemperatur (Glasübergangstemperatur) des Duroplasts von ungefähr vierhundert Grad, das innig an der Innenwandung des äußeren Rohrs 2 anliegt. Bis zu Beginn des nächsten Walzvorgangs kühlt die Dornstange 1 wieder ab (auf etwa neunzig Grad).
- Während der Erwärmungs- und Abkühlungszyklen beim Walzen und Zwischenlagern variiert die Temperatur an der Aussenseite des äußeren Rohrs 2 um einige hundert Grad Celsius (ungefähr zwischen sieben- und achthundert und achtzig Grad) und die Temperatur an der Innenseite je nach Wandstärke und Walzzeit (einige Sekunden) um etwas mehr als zweihundert Grad (ungefähr zwischen zweihundert bis dreihundertfünfzig und achtzig Grad). Die Temperatur des inneren Rohrs 3 ist dagegen aufgrund der geringen Wärmeleitfähigkeit des Duroplasts und der Breite des Ringspalts 4 von einigen Millimetern annähernd konstant (bei ungefähr achtzig bis einhundertfünfzig Grad).
- Durch die annähernd gleichbleibende Temperatur sind die Abmessungen des inneren Rohrs 3 annähernd konstant, während sich die longitudinalen und radialen Abmessungen des äußeren Rohrs 2 verhältnismäßig stark ändern, was eine entsprechende Veränderung der Höhe des Ringspalts 4 bewirkt. Der Ausdehnungskoeffizient des Duroplasts ist durch die vorerwähnten Zuschlagstoffe so eingestellt, daß er so groß ist, daß der Duroplast durch seine thermische Ausdehnung in dem auftretenden Temperaturintervall immer den Ringspalt 4 vollständig ausfüllt. Der Ausdehnungskoeffizient des Duroplasts mit beigemischtem Zuschlagstoff ist um ein Vielfaches größer als der des Stahls. Toleranzen in der Ausdehnung werden durch die Elastizität des Duroplasts ausgeglichen. Die Menge des Zuschlagstoffs wird zweckmäßig im Bereich von 10 - 70 Gew.-%, vorzugsweise von 40 - 50 Gew.-% gewählt, wobei die Viskosität mit zunehmendem Zuschlagstoff- Anteil größer wird und die obere Grenze des Zuschlagstoff-Anteils durch die maximal zulässige Viskosität gegeben ist.
- Die Wandstärke des äußeren Rohrs 2 ist so dick gewählt, daß eine ausreichende mechanische Festigkeit, Härte und Verbiegesteifigkeit während des Walzvorgangs gegenüber dem mechanisch weicheren Duroplasts im Ringspalt 4 gegeben ist, d. h. der verhältnismäßig große Flächendruck der Walzen 6 und 7 wird auf eine ausreichend große Fläche des Duroplasts übertragen. Sie ist außerdem so dick, daß durch die Wärmeleitung von der Außenseite zur Innenseite des Rohrs 2 die Temperatur an der Innenseite immer um eine ausreichende Toleranz unterhalb der Zersetzungstemperatur (Glasübergangstemperatur) des Duroplasts bleibt. Sie ist aber so dünn gewählt, daß das äußere Rohr 2 preisgünstig in guter Qualität durch Walzen herstellbar ist.
- Die Wandstärke des inneren Rohres 3 ergibt sich durch die maximal auftretende radiale Walzkraft, die die Dornstange 1 aufnehmen muß. Diese Walzkraft wirkt auf das äußere Rohr 2 und über den Duroplast als Kraftübertragungsmittel auf das innere Rohr 3, wobei die Kraftübertragung, wie oben dargestellt, im gesamten vorkommenden Temperaturbereich gewährleistet ist. Beide Rohre 2 und 3 zusammen nehmen die Walzkräfte auf. Bei nicht vollständig gefülltem Ringspalt 4 würde die Gefahr auftreten, daß das äußere Rohr 2 sich verkrümmt, und ein einwandfreies Walzen nicht mehr möglich wäre.
- U.a. hängt die Qualität eines gewalzten Rohres von seiner Linearität, und damit von der Geradlinigkeit und thermischen Verzugsfreiheit der Dornstange ab. Bei herkömmlichen massiven Dornstangen läßt sich Verzugsfreiheit, wenn überhaupt, nur mit großem Aufwand (Sicherstellen eines homogenen Gefüges des gesamten Dornstangenmaterials, gleichmäßige Abkühlung, Tempern) erreichen. Eine örtlich unsymmetrische radiale Erwärmung bzw. Abkühlung verursacht ebenso wie in einer vollen massiven Stange auch im äußeren Rohr 2 Wärmespannungen, die aus Radialspannungen, Tangential- und Axialspannungen bestehen. Die Radialspannungen sind gegenüber den Tangential- und Axialspannungen insbesondere bei einem Rohr mit unterschiedlicher Temperatur der Außen- und Innenfläche klein, wobei die Tangential- und Axialspannungen an den Mantelflächen Extremwerte annehmen. Die Tangential- und Axialspannungen führen, falls sie nicht mehr symmetrisch auftreten, zum Verzug des Rohrs bzw. der Stange, wobei Unsymmetrien durch geringste Unterschiede in der Materialzusammensetzung oder ungleichförmige Erwärmung oder Abkühlung auftreten können. Überraschenderweise hat sich nun gezeigt, daß die erfindungsgemäße Dornstange 1 sich bedeutend verzugstabiler verhält als eine massive Dornstange herkömmlicher Art. Dieser Effekt dürfte darauf zurückführbar sein, daß bei der erfindungsgemäßen Dornstange 1 das innere Rohr 3 aufgrund der thermischen Isolation durch die Duroplastschicht nahezu temperaturstabil während des gesamten Walz- und nachfolgendem abkühlenden Lagerzyklus gehalten wird. Das äußere Rohr 2 ist aufgrund seiner Herstellungsart homogen und damit weitgehend verzugsfrei, sollte dennoch ungleichmäßige Abkühlung oder Erwärmung auftreten, werden etwaige Verzugskräfte des äußeren Rohrs 2 durch das stabile innere Rohr 3 eliminiert. Bei einer herkömmlichen Dornstange wäre jedoch ein starker Verzug unter gleichen Umständen zu verzeichnen.
- Die Walzkräfte auf die Dornstange 1 werden, wie bereits oben dargetan, von dem äußeren und inneren Rohr 2 und 3 aufgenommen. Ein einziges Rohr läßt sich, auch abgesehen von der Verzugsgefahr, nicht verwenden, da es mit der erforderlichen Wandstärke nicht durch Walzen herstellbar ist. Die Verwendung von durch Walzen hergestellter Rohre für die Dornstange 1 hat den Vorteil, daß diese preisgünstig in der geforderten Homogenität und Oberflächenqualität herstellbar sind.
- Anstelle von zwei Rohren 2 und 3 können auch mehrere Rohre verwendet werden, wobei benachbarte Rohre durch einen Ringraum voneinander getrennt sind, der mit einem Duroplast gefüllt ist. Die Verwendung von mehr als zwei Rohren hat den Vorteil, daß dünnwandigere Rohre verwendet werden können, die noch einfacher und preiswerter herstellbar sind, aber den Nachteil, daß der Herstellungsaufwand der Dornstange erhöht wird, und für die Spalte der äußeren Rohre Duroplaste verwendet werden sollten, die eine höhere Temperaturbeständigkeit aufweisen.
- Anstelle des Kühlrohrs 9 innerhalb des Rohrs 3 können auch mehrere dünne Rohre in den Duroplast zur Kühlung eingebettet sein. Anstelle dieser Rohre kann auch die Oberfläche des inneren Rohrs durch aufgeklebte oder geschweißte Stege derart gestaltet sein, daß sich beim Einstecken in das äußere Rohr 2 und anschließendem Ausgießen für einen Kühlkreislauf verwendbare Hohlräume ergeben.
- Anstelle den Ringraum 4 mit einem Duroplast zu füllen, kann er auch mit einer Flüssigkeit gefüllt sein. Die Rohre können dabei durch federnde Stege gegeneinander abgestützt sein und der Ringraum kann an seinen beiden Stirnseiten flüssigheitsdicht abgeschlossen sein. An den Ringraum kann ein Druckgefäß angeschlossen werden. Die Federkräfte sind dann mindestens so groß zu wählen, daß sie das Gewicht der jeweiligen Rohre tragen. Die Kraftübertragung während des Walzens erfolgt über die Flüssigkeit.
- Anstelle die Spalte zwischen den Rohren auszufüllen, können die Rohre auch aufeinander aufgeschrumpft werden. Zum Aufschrumpfen wird beginnend beim innersten Rohr das nächstfolgende auf eine etwas höhere als im Betrieb auftretende Temperatur erwärmt und über die in ihm liegenden Rohre gezogen. Danach läßt man abkühlen. Nach erfolgter Abkühlung wird das nach außen folgende nächste Rohr erwärmt und aufgezogen. Eine Dornstange aus aufgeschrumpften Rohren hat jedoch den Nachteil, daß die einzelnen Rohre nicht mehr thermisch gegeneinander isoliert sind. Auch ist deren Herstellung sehr teuer, da die beiden aufgezogenen Rohrflächen sehr ge nau bearbeitet werden müssen, was bei den großen Längen äußerst schwierig aud aufwendig ist.
Claims (12)
1. Dornstange (1) für Rohrwalzwerke, bei denen die Luppe (5) auf der Dornstange (1) gewalzt wird, gekennzeichnet durch mindestens zwei ineinanderliegende Rohre (2, 3).
2. Dornstange (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderliegenden Rohre (2, 3) aus Stahl bestehen.
3. Dornstange (1) nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderliegenden Rohre (2, 3) durch wenigstens einen Zwischenraum (4) radial voneinander distanziert sind, in dem ein Kraftübertragungsmittel angeordnet ist, das die auf das äußere Rohr (2) wirkenden Walzkräfte auf das oder die inneren Rohre (3) überträgt, so daß das äußere Rohr (2) durch das oder die inneren Rohre (3) abgestützt ist.
4. Dornstange (1) nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die ineinanderliegenden Rohre (2, 3) koaxial zueinander angeordnet sind, und daß die Differenz zwischen dem Innendurchmesser des äußeren (2) und dem Außendurchmesser des inneren Rohres (3) sowie der Ausdehnungskoeffizient des Kraftübertragungsmittels so bemessen sind, daß die unterschiedliche Ausdehnung der Rohre (2, 3) infolge der beim Walzen auf das äußere Rohr (2) einwirkenden, und von diesem zum Kraftübertragungsmittel geleiteten Wärme durch die Ausdehnung des Kraftübertragungsmittels annähernd ausgeglichen wird.
5. Dornstange (1) nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel ein den Zwischenraum (4) wenigstens teilweise ausfüllender Duroplast ist.
6. Dornstange (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Kraftübertragungsmittel aus einem Epoxidharz oder einem Furanharz besteht.
7. Dornstange (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß dem Kraftübertragungsmittel zur Beeinflussung seiner Wärmeleitfähigket und/oder seines Ausdehnungskoeffizienten ein Zuschlagstoff beigemischt ist.
8. Dornstange (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zuschlagstoff aus anorganischen Fasern oder Metallpulver besteht.
9. Dornstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (2) gegenüber dem oder den inneren Rohren (3) eine erhöhte Außenhärte und -güte hat.
10. Dornstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Rohr (2) aus hochlegiertem.Stahl, vorzugsweise Nickelstahl, und das oder die inneren Rohre (3) aus Grundstahl besteht.
11. Dornstange (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß im inneren bzw. innersten Rohr (3) ein Kühlrohr (9) angeordnet ist.
12. Dornstange (1) nach einem der Ansprüche 3 bis 8, gekennzeichnet durch Kühlkanäle im Zwischenraum bzw. wenigstens in einem der Zwischenräume (4).
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