EP0423159B1 - Methode und anordnung durch walzen den aussendurchmesser und die wanddicke einer hauptsächlich zylindrisch gehohlten rohrluppe zu reduzieren - Google Patents

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EP0423159B1
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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
    • B21B19/12—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 parallel to the axis of the work
    • B21B19/16—Rolling tubes without additional rollers arranged inside the tubes
    • 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

Definitions

  • the invention relates to a method for reducing the outer diameter and the wall thickness of a tube blank by rolling in a woodlouse mill, according to the preamble of patent claim 1.
  • the diameter and wall thickness of a hollow tube blank are reduced at a temperature of approximately 1000 ° C.
  • the reduction is carried out in a rolling mill with the aid of outer rolls which are arranged symmetrically around the pipe axis, an inner mandrel being introduced into the pipe blank.
  • the material mainly flows in the longitudinal direction of the tube and, due to the reducing forces and the rolling geometry, also has a tendency to expand in the transverse direction when it comes into the reduction zone.
  • the expansion of the tube blank depends on the wall thickness of the tube. The thicker the wall thickness, the larger proportions expand in the transverse direction.
  • the funnel In addition to reducing the yield (the funnel must be cut off), the funnel creates many problems. It brings with it the fact that one cannot manufacture any thin-walled tube. The tubes stuck as a result of the funnel often have to be removed in a time-consuming and expensive disassembly. Subsequent pipes in the line must also be scrapped, because these then cool down too much and are not used in later work stages can be. The funnel continues to put great stress on the rollers and operating parts, with the result that even rollers can tear and clutches and gears can break. Another disadvantage is that the measurement of the tubes, which happens at the rear end part of the tubes, is made difficult.
  • the invention has for its object to provide a method of the type mentioned in the preamble of claim 1, which avoids the formation of funnels during rolling in the finishing stretch and additionally ensures a reduction in temperature loss and high operating performance.
  • Figure 1 shows how the hot rolling of a tube blank normally takes place in an Assel mill.
  • a hollow tube blank 1 which has been heated to about 1000 ° C, a elongated mandrel 5 introduced.
  • the tube blank provided with the mandrel is then inserted into the pull-in part 3 between rollers 2a, 2b, 2c of the rolling mill and is pushed onto the shoulder 4, which is characteristic of an Assel rolling mill, where the reduction is carried out, after which the reduced tube is passed through the smoothing part 6 where the pipe gets its final shape.
  • the tube rotates, whereby at the same time the feed is exerted in the rolling direction due to the inclined position of the rollers. Due to the relatively large width across the direction of rolling in tube blank 1 with a thin tube wall, a triangle-like so-called loop is created in the reduction zone, see Figure 2.
  • the loop formation is counteracted by the underlying, non-reduced material.
  • this supporting effect is reduced and the loop can expand quite vigorously, as a result of which the tube 1 has an extended rear end part with a mainly triangular shape, which either entails that the pipe gets stuck or that slippage occurs between the rollers 2a, 2b, 2c and the pipe 1 during the feed.
  • the diameter and the wall thickness of the rear end part of the tube are reduced before this part is introduced into the reduction zone.
  • the pre-reduction can be carried out at any time during the ongoing rolling process, but before the end of the tube blank enters the Assel rolling mill, and with any suitable method, for example by plastic processing methods such as forging or rolling
  • FIG. 3 A suitable arrangement to achieve the desired pre-reduction on-line is shown in Figure 3.
  • Four pre-reduction rollers 7a, 7b, 7c, 7d are arranged self-centering around the tube blank 1 close to the Assel mill.
  • These pre-reduction rollers are arranged in pairs on two arms 8a, 8b which can be rotated around an axis 9, the joint 9 being arranged under the tube blank 1 and the rollers.
  • the arms can be pressed against one another by means of a force device, preferably a hydraulic cylinder, whereby the rollers 7a, 7b, 7c, 7d are also guided against each other and against the tube blank 1.
  • the tube blank 1 goes freely through the pre-reduction rollers, but when the rear end part of the tube blank gets between the rollers, the power device is closed and the rollers are pressed against the tube blank, so that the tube thickness 1 and the wall thickness and diameter as the tube moves further be reduced, and the rear end part receives the appearance shown in Figure 4.
  • the power device can be activated manually, but preferably the pre-reduction mill includes a scanning arrangement which, at a suitable distance, scans the passage of the rear end part and gives a signal, whereby the arms 8a, 8b and the pre-reduction rollers are pressed against the tube blank.
  • the hinge 9 is arranged on a pin 10, which can be placed in a corresponding hole in the frame of the Assel mill. This avoids the construction of a special and expensive frame for the reduction rollers.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reduzierung des Außendurchmessers und der Wanddicke einer hauptsächlich zylindrischen, hohlen Rohrluppe durch Walzen, die mit ihrem vorderen Teil in ein Walzwerk eingeführt wird. Um beim Walzen Trichterbildungen zu vermeiden und bisher bestehende Nachteile auszuschließen, wird vorgeschlagen, daß der Durchmesser und/oder die Wanddicke des Endteils der Rohrluppe reduziert wird, ehe der Endteil in die Reduktionszone des Walzwerkes eingeführt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch Walzen in einem Assel-walzwerk den Außendurchmesser und die Wanddicke einer Rohrluppe zu reduzieren, gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.
  • Beim Warmwalzen eines Stahlrohres werden der Durchmesser und die Wanddicke einer hohlen Rohrluppe bei einer Temperatur von etwa 1000 °C reduziert. Die Reduktion wird in einem Walzwerk mit Hilfe von äußeren Walzen vorgenommen, die symmetrisch um die Rohrachse angeordnet sind, wobei ein innerer Dorn in die Rohrluppe eingeführt wird. Während des Walzens fließt das Material hauptsächlich in Längsrichtung des Rohres und erhält aufgrund der Reduktionskräfte und der Walzgeometrie auch eine Tendenz zur Ausdehnung in Querrichtung, wenn es in die Reduktionszone hineinkommt. Die Ausdehnung der Rohrluppe ist abhängig von der Wanddicke des Rohres. Je dicker die Wanddicke ist, desto größere Anteile dehnen sich in Querrichtung aus. Beim Walzen des hinteren Endteiles dünnwandiger Rohre ist die Ausdehung des Rohres in Querrichtung und die damit einhergehende Vergrößerung des Rohrdurchmessers so hoch, daß die Walzen gegen das Rohr gleiten, weil man einen verbleibenden trichterförmigen, triangularen Enteil beim Rohr bekommt und das Rohr steckenbleibt.
  • Außer einer Verminderung der Ausbeute (der Trichter muß abgeschnitten werden) schafft der Trichter viele Probleme. Er bringt nämlich mit sich, daß man nicht jedes beliebige dünnwandige Rohr herstellen kann. Die infolge des Trichters steckengebliebenen Rohre müssen of in einer zeitraubenden und kostspieligen Demontage entfernt werden. Auch müssen in der Linie nachfolgende Rohre verschrottet werden, weil diese dann zu sehr abkühlen und in späteren Arbeitsstufen nicht verwendet werden können. Der Trichter bewirkt weiterhin große Beanspruchungen der Walzen und Betriebsteile, was zur Folge hat, daß sogar Walzen reißen und Kupplungen und Getriebe brechen können. Ein weiterer Nachteil ist, daß das Messen der Rohre, das am hinteren Endteil der Rohre geschieht, erschwert wird.
  • Aus der FR-A-10 96 090 ist ein Verfahren zur Vorbereitung der in einem Pilgerwalzwerk auszuwalzenden Luppe bekannt, bei dem die ein Schrägwalzwerk verlassende Luppe am vorderen und hinteren Ende vorreduziert wird. Diese Reduktion dient der Vorbereitung des Pilgerns und soll die bei diesem Verfahren auftretenden typischen Verdickungen minimieren.
  • Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Art zu schaffen, das beim Walzen in der Fertigstreckstufe die Trichterbildung vermeidet und zusätzlich eine Reduktion des Temperaturverlustes und eine hohe Betriebsleistung gewährleistet.
  • Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Durchmesser und die Wanddicke des hinteren Endteiles der Rohrluppe während des Walzens vorreduziert werden, ehe der hintere Endteil in die Reduktionszone des Assel-walzwerkes eingeführt wird.
  • Eine nähere Beschreibung des Verfahrens gemäß der Erfindung und der damit hergestellten Rohre sowie der Anordnung der Vorrichtungen erfolgt unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
  • Dabei zeigt:
    • Figur 1
    eine Prinzipskizze für das Warmwalzen von Rohren in einem Assel-Walzwerk;
    Figur 2
    die sogenannte Schlingenbildung, die beim Walzen in einem Assel-Walzwerk entsteht;
    Figur 3
    schematisch eine Anordnung der Vorrichtung für die on-line Reduktion des hinteren Endteiles einer Rohrluppe und
    Figur 4
    einen durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenes hinteres Endteil einer Rohrluppe.
  • Aus des Bild 1 geht hervor, wie das Warmwalzen einer Rohrluppe in einem Assel-Walzwerk normalerweise vor sich geht. In eine hohle Rohrluppe 1, die auf etwa 1000 °C erwärmt worden ist, wird ein langgestreckter Dorn 5 eingeführt. Die mit dem Dorn versehene Rohrluppe wird danach in den Einzugsteil 3 zwischen Walzen 2a, 2b, 2c des Walzwerkes eingeführt und wird an die für ein Assel-Walzwerk charakteristische Schulter 4 geschoben, wo die Reduktion durchgeführt wird, wonach das reduzierte Rohr durch den Glätteil 6, wo das Rohr seine endgültige Form erhält, bewegt wird. Infolge der Reibung zwischen den Walzen 2a, 2b, 2c und dem Rohr 1 rotiert das Rohr, Wobei gleichzeitig durch die Schrägstellung der Walzen ein Vorschub in Walzrichtung ausgeübt wird. Aufgrund der bei dünner Rohrwand relativ großen Breitung quer zur Walzrichtung in der Rohrluppe 1 entsteht eine dreieckähnliche sogenannte Schlinge in der Reduktionszone, siehe Bild 2.
  • Der Schlingenbildung wird von dem dahinter liegenden, nicht reduzierten Material entgegengewirkt. Beim hinteren Endteil der Rohrluppe, wo besonders bei dünnwandigen Rohren die Materialmenge gering ist, ist dieser stützende Effekt vermindert und die Schlinge kann sich ziemlich kräftig ausdehnen, wodurch das Rohr 1 einen ausgedehnten hinteren Endteil mit hauptsächlich triangularer Form erhält, was entweder mit sich bringt, daß das Rohr steckenbleibt oder daß Gleitung zwischen den Walzen 2a, 2b, 2c und dem Rohr 1 während des Vorschubes auftritt.
  • Um diese Trichterbildung zu eliminieren, die die vorgenannten Nachteile herbeiführen kann, werden der Durchmesser und die Wanddicke des hinteren Endteiles des Rohres reduziert, ehe dieser Teil in die Reduktionszone eingeführt wird. Die Vorreduktion kann zu beliebiger Zeit während des laufenden Walzvorganges, aber vor dem Eintritt des hinteren Endes der Rohrluppe in das Assel-Walzwerk ausgeführt werden sowie mit einer beliebigen geeigneten Methode, z.B. durch plastische Bearbeitungsmethoden, wie Schmieden oder Walzen
  • Eine geeignete Anordnung, um die gewünschte Vorreduktion on-line zustande zu bringen, wird auf Bild 3 gezeigt. Vier Vorreduktionswalzen 7a, 7b, 7c, 7d sind selbstzentrierend um die Rohrluppe 1 herum nahe am Assel-Walzwerk angeordnet. Diese Vorreduktionswalzen sind paarweise angeordnet auf zwei rings um eine Achse 9 drehbaren Armen 8a, 8b, wobei das Gelenk 9 unter der Rohrluppe 1 und den Walzen angeordnet ist. Die Arme können mittels einer Kraftvorrichtung, vorzugsweise eines Hydraulikzylinders, gegeneinander gedrückt werden, wodurch auch die Walzen 7a, 7b, 7c, 7d gegeneinander und gegen die Rohrluppe 1 geführt werden. In der Normallage geht die Rohrluppe 1 frei durch die Vorreduktionswalzen hindurch, aber wenn der hintere Endteil der Rohrluppe zwischen die Walzen gelangt, wird die Kraftvorrichtung geschlossen und die Walzen gegen die Rohrluppe gedrückt, so daß bei weiterer Bewegung der Rohrluppe 1 die Wanddicke und der Durchmesser reduziert werden, und der hintere Endteil das auf Bild 4 gezeigte Aussehen erhält. Die Kraftvorrichtung kann manuell aktiviert werden, aber vorzugsweise enthält das Vorreduktionswalzwerk eine Abtastanordnung, die in einer geeigneten Entfernung den Durchgang des hinteren Endteiles abtastet und ein Signal gibt, wodurch die Arme 8a, 8b und die Vorreduktionswalzen gegen die Rohrluppe gedrückt werden.
  • Das Gelenk 9 ist auf einem Zapfen 10 angeordnet, der in ein entsprechendes Loch im Gestell des Assel-Walzwerkes angebracht werden kann. Man vermeidet dadurch den Bau eines besonderen und teuren Gestelles für die Reduktionswalzen.

Claims (8)

  1. Verfahren, durch Walzen in einem Assel-walzwerk den Außendurchmesser und die Wanddicke einer Rohrluppe zu reduzieren, die mit ihrem vorderen Teil in das Assel-walzwerk eingeführt wird, indem das Rohr seine endgültige Form erhält,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß der Durchmesser und die Wanddicke des hinteren Endteiles der Rohrluppe während des Walzens vorreduziert werden, ehe der hintere Endteil in die Reduktionszone des Assel-walzwerkes eingeführt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß der hintere Endteil mittels plastischer Bearbeitung vorreduziert wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß der hintere Endteil mittels Walzung vorreduziert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 2,
    gekennzeichnet dadurch,
    daß der hintere Endteil mittels Schmieden vorreduziert wird.
  5. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1,
    gekennzeichnet durch in Längsvorschubrichtung vor dem Walzwerk angeordnete Vorreduktionswalzen (7a, 7b, 7c, 7d), die gegen die Rohrluppe (1) anstellbar und von dieser wegbewegbar sind und daß den Vorreduktionswalzen (7a, 7b, 7c, 7d) ein Abtastorgan zugeordnet ist, mit welchem der Durchlauf des hinteren Endteiles der Rohrluppe erfaßbar ist und welches ein Signal zum Anstellen der Vorreduktionswalzen gegen die Rohrluppe abgibt.
  6. Vorrichtung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorreduktionswalzen (7a, 7b, 7c, 7d) symmetrisch um die Rohrluppe (1) verteilt auf zwei gegen die Rohrluppe mittels einer Kraftvorrichtung beweglichen Armen (8a, 8b) angeordnet sind, welche in einem Gelenk gelagert sind.
  7. Vorrichtung nach Anspruch 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Kraftvorrichtung aus einem Hydraulikzylinder besteht, mit dessen Hilfe die Arme (8a, 8b) gegen die Rohrluppe andrückbar sind.
  8. Vorrichtung nach Anspruch 5 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    daß die Vorrichtung fest mit dem Walzgerüst verbunden ist.
EP89907063A 1988-07-05 1989-06-16 Methode und anordnung durch walzen den aussendurchmesser und die wanddicke einer hauptsächlich zylindrisch gehohlten rohrluppe zu reduzieren Expired - Lifetime EP0423159B1 (de)

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