EP0854762B1

EP0854762B1 - Calibre contour in a rolling mill roller for tubes

Info

Publication number: EP0854762B1
Application number: EP96943860A
Authority: EP
Inventors: Peter Thieven; Winfried Braun
Original assignee: SMS Demag AG
Current assignee: SMS Siemag AG
Priority date: 1995-10-11
Filing date: 1996-09-27
Publication date: 2000-04-26
Anticipated expiration: 2016-09-27
Also published as: WO1997013595A3; DE19539408C2; JP4012570B2; AR003823A1; DE59605068D1; JPH11513312A; US6065320A; PL180718B1; EP0854762A2; WO1997013595A2; RU2138347C1; CN1068804C; CN1199355A; DE19539408A1; TW314480B; PL326154A1

Abstract

The disclosure concerns a calibre contour in the substantially circular rollers of a reduction roller mill with three-high stands, intended in particular for use in rolling thick-walled tubes with wall thickness/diameter ratio which is greater than 0.25. The calibre contour of each roller (1) has a widening in the diameter (5) in the region of the contour floor in which the region of rolled material rolled to an upstream (in the direction of the roll) calibre can be deformed.

Description

Die Erfindung betrifft die Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen eines Reduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten, insbesondere zum Walzen dickwandiger Rohre mit einem Wanddicken-Durchmesserverhältnis von mehr als 0,25.The invention relates to the caliber contour of the essentially circularly calibrated Rolling a reduction rolling mill with three-roll stands, in particular for rolling thick-walled pipes with a wall thickness-diameter ratio of more than 0.25.

In Reduzierwalzwerken nach dem Stand der Technik werden zum Walzen dünnwandiger Rohre üblicherweise nicht kreisrunde, sondern von 3 Bögen gebildete ellipsenähnliche Kaliberformen angewendet, deren kurze Halbachsen im Kalibergrund liegen. Die lange Halbachse liegt im Kalibersprung und ist größer als die kurze Halbachse des vorhergehenden Kalibers. Damit versucht man, ein Austreten des Walzgutes in den Walzspalt und damit Walzspaltmarkierungen zu vermeiden. Derartige Kaliberformen erreichen walztechnisch jedoch Grenzen, wenn Rohre mit Wanddickenverhältnissen über 0,1 gewalzt werden. Dann nämlich tritt die sogenannte Polygonbildung auf, eine Abweichung der Innenkontur des Rohres von der gewünschten Kreisform. Diese Polygonbildung kann im Extremfall zu einem nahezu sechseckigen Innenquerschnitt führen, der die Verwendbarkeit des Rohres stark einschränkt.In prior-art reducing rolling mills are used for rolling thin-walled pipes usually not circular, but formed by 3 arches elliptical-like caliber shapes applied, the short semiaxes in the base of the caliber lie. The long semi-axis lies in the caliber jump and is larger than the short one Semi-axis of the previous caliber. This is an attempt to prevent the Avoid rolling material in the roll gap and thus roll gap markings. In terms of rolling technology, however, such caliber shapes reach their limits when pipes are used Wall thickness ratios over 0.1 are rolled. Then the so-called occurs Polygon formation on, a deviation of the inner contour of the tube from the desired circular shape. In extreme cases, this polygon formation can almost become a hexagonal inner cross-section, which strongly influences the usability of the pipe restricted.

Will man dickwandige Rohre walzen, so ist das mit den bekannten Ovalkalibrierungen kaum möglich, man muß dann auf Kalibrierungen zurückgreifen, die näher der Kreisform angesiedelt sind. Mit solchen Kalibrierungen kann die Polygonbildung besser unterdrückt werden; die Zusammenhänge sind in der Zeitschrift "Archiv für das Eisenhüttenwesen", Jahrgang 41, Heft 11, November 1970 auf Seiten 1047 - 1053 beschrieben. Im Ergebnis schlägt dieser bekannte Stand der Technik vor, für dickwandige Programmanteile einer Rohrwalztraße eine Sonderkalibrierung im Reduzierwalzwerk zu verwenden, die eine allseitige Umfassung des Rohres während des Walzvorganges anstrebt, also eine im wesentlichen kreisrunde Kalibrierung. Eine derartige Maßnahme ist deshalb möglich, weil dickwandige Rohre wesentlich weniger zur Bildung von Walzspaltmarkierungen auf der Außenoberfläche neigen, als dünnwandige Rohre. Die Wahl der Kaliberöffnung soll dabei so erfolgen, daß die Differenz aus kürzester und längster Kontaktflächenlänge minimal wird, d.h.,eine Kontaktfläche Walze/Rohr mit rechteckiger Form entsteht.If you want to roll thick-walled pipes, this is done with the known oval calibrations hardly possible, then you have to fall back on calibrations that are closer to Circular shape are located. With such calibrations, the polygon formation be better suppressed; the connections are in the magazine "Archive for Eisenhüttenwesen ", Volume 41, Issue 11, November 1970 on pages 1047-1053 described. As a result, this known prior art suggests for thick-walled program parts of a pipe rolling mill a special calibration in Reduce rolling mill to be used, which surrounds the pipe on all sides of the rolling process, that is to say an essentially circular calibration. A such a measure is possible because thick-walled pipes are much less tend to form nip marks on the outer surface as thin-walled pipes. The choice of the caliber opening should be made so that the Difference between the shortest and longest contact surface length becomes minimal, i.e., one Contact surface of roller / tube with a rectangular shape is created.

Bei der Anwendung der Lehre aus der vorstehend zitierten Veröffentlichung hat sich aber gezeigt, daß in Kaliberreihen mit geringer Kaliberöffnung keine gleichmäßige Kontaktfläche zwischen Rohr und Walze erreicht wird. Mit der üblichen Kaliberbearbeitungstechnik entsteht eine Kontaktfläche mit 3 Spitzen, nämlich im Kalibergrund und an den Kalibersprüngen. Dies ist auf Seite 1052, Bild 11 der genannten Druckschrift dargestellt. Die Spitzen in der Kontaktfläche zwischen Walze und Walzgut führen bei sehr dickwandigen Rohren mit Wanddicken /Durchmesserverhältnis größer als 0,25 wiederum zu Innenunrundheiten am Rohr und beeinflussen somit die Qualität deutlich negativ. Zusätzlich wird die Reibung erhöht, sodaß die Walzen stärker verschleißen.When applying the teaching from the above-cited publication but showed that in caliber series with small caliber opening no uniform Contact area between tube and roller is reached. With the usual Caliber machining technology creates a contact surface with 3 tips, namely in the Caliber base and at the caliber jumps. This is on page 1052, Figure 11 of the shown mentioned publication. The tips in the contact area between the roller and rolled stock lead with very thick-walled pipes with wall thickness / diameter ratio greater than 0.25 turn to internal roundness on the pipe and affect thus the quality is clearly negative. In addition, the friction is increased so that the Wear rollers more.

Ausgehend von dem Stand der Technik, wie er in "Archiv für Eisenhüttenwesen", 41, Heft 11, November 70 dargestellt ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen nach dem Stand der Technik so zu verbessern, daß unerwünschte Spitzen in der Kontaktfläche zwischen Walzgut und Walze vermieden bzw. mindestens abgeflacht werden.Based on the state of the art, as described in "Archive for ironworks", 41, Issue 11, November 70 is shown, the present invention has the task based on the caliber contour of the essentially circularly calibrated rolls to improve the prior art so that unwanted peaks in the Avoid contact area between rolling stock and roll or at least flattened become.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Walzenkontur jeder Walze im Bereich des Kalibergrundes eine Durchmessererweiterung aufweist, in der der im Walzensprung des in Walzrichtung jeweils vorgeordneten Kalibers gewalzte Materialbereich verformbar ist.To achieve the object, the invention proposes that the roller contour each roller has an enlarged diameter in the area of the caliber base, in the one rolled in the roll jump of the upstream caliber in each case in the rolling direction Material area is deformable.

Durch gezielte Vergrößerung des Kaliberdurchmessers im Kalibergrundbereich wird es möglich, die Kontaktlänge im Kalibergrund zu verkürzen, so daß eine gleichmäßige Kontaktfläche erreicht wird. Auf diese Weise wird nicht mehr das Rohr im Bereich des Kalibergrundes übermäßigen Spannungen ausgesetzt, da die beim Stand der Technik deutlich erkennbaren Spitzen weitgehend abgeflacht werden. By deliberately enlarging the caliber diameter in the basic caliber area, it becomes possible to shorten the contact length in the caliber base, so that a uniform Contact area is reached. In this way, the pipe in the area of the Excessive stresses due to the caliber because of the state of the art clearly recognizable peaks are largely flattened.

Besonders günstig ist es, wenn die Durchmessererweiterung vom Kaliberdurchmesser ausgehend etwa 0,5 % bis 1,0 % des Kaliberdurchmessers beträgt und sich beidseitig der Kalibergrundmitte auf einen Umfangswinkel von etwa 10° bis 15° erstreckt. Bei diesen Abmessungen haben sich gute Ergebnisse Rohr erkennen lassen, d. h. eine nahezu rechtwinklige Kontaktfläche zwischen Walze und Walzgut.It is particularly favorable if the diameter widening from the caliber diameter starting from about 0.5% to 1.0% of the caliber diameter and on both sides the center of the caliber extends to a circumferential angle of approximately 10 ° to 15 °. At These dimensions have shown good tube results, d. H. a almost right-angled contact surface between roller and rolling stock.

In einer die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, zusätzlich zur Durchmessererweiterung im Kalibergrund der Walze eine Durchmessererweiterung im Bereich des Kalibersprungs vorzunehmen. Diese Durchmessererweiterung kann z.B. durch Vergrößerung des Übergangsradius am Rand der Walze auf 3 mm bis 5 mm erreicht werden. Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Radien, die beim Stand der Technik unter 3 mm liegen, ebenfalls deutliche Verbesserungen der Verformungsverhältnisse im Kaliber erreicht werden und die Kontaktspitzen auch im Randbereich des Kalibers einer Walze deutlich reduziert werden können.In a measure improving the invention, it is provided in addition to Diameter expansion in the caliber base of the roller a diameter expansion in Range of the caliber jump. This diameter expansion can e.g. by increasing the transition radius at the edge of the roller to 3 mm to 5 mm can be achieved. It has been shown that with such radii at the state of Technology is less than 3 mm, also significant improvements in Deformation ratios can be achieved in the caliber and the contact tips in the Edge area of the caliber of a roller can be significantly reduced.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Figur 1: die Frontansicht einer teilgeschnittenen erfindungsgemäßen Kaliberwalze mit einlaufendem Rohr und
Figur 2: die Projektion der Kontaktfläche zwischen Rohr und erfindungsgemäßer Kaliberwalze in die Horizontale.

An embodiment of the invention is shown in the drawing and is described below. It shows:

Figure 1: the front view of a partially cut caliber roller according to the invention with an incoming tube and
Figure 2: the projection of the contact surface between the tube and the caliber roller according to the invention in the horizontal.

In Figur 1 ist mit 1 eine von drei das gesamte Kaliber aufbauenden erfindungsgemäßen Kaliberwalzen bezeichnet, die um die Rotationsachse 2 rotiert. Das zu walzende Rohr ist bei 3 schematisch angedeutet. Das im wesentlichen kreisförmige Kaliber 4 der Walze 1 weist im Bereich des Kalibergrundes bei 5 eine Durchmessererweiterung auf, also eine Vertiefung des Kalibergrundes. Weitere Durchmessererweiterungen sind erfindungsgemäß im Bereich des Kalibersprungs bei 6 vorgesehen, und zwar in Form von Radienvergrößerungen am Rand der Kaliberwalze 2. In der Zeichnungsfigur 1 ist zum besseren Verständnis bei 7 gestrichelt die konventionelle Kaliberform eingezeichnet. Diese konventionelle Kaliberform ist in Figur 2, die die Projektion der Kontaktfläche zwischen Rohr 3 und Walze 1 darstellt, ebenfalls eingezeichnet. Deutlich erkennbar sind beim konventionellen Kaliber entstehende Kontaktspitzen bei 8 im Bereich des Kalibergrundes 9 der Kaliberwalze 1 und im Bereich des Kalibersprunges 10 auf beiden Randseiten der Walze 2. Diese Spitzen 8 und 10 entstehen auf der Einlaufseite der Walze 2 und führen zur beschriebenen Innenunrundbildung am fertigen Rohr 3.In Figure 1, 1 is one of three according to the invention building up the entire caliber Designated caliber rolls, which rotates about the axis of rotation 2. That too rolling tube is indicated schematically at 3. The essentially circular Caliber 4 of the roller 1 has a 5 in the area of the caliber base Expansion of the diameter, i.e. a deepening of the caliber base. Further According to the invention, diameter expansions are in the area of the caliber jump 6 provided, namely in the form of radius increases at the edge of the Caliber roller 2. In the drawing figure 1 is dashed at 7 for better understanding the conventional caliber shape is drawn. This conventional caliber shape is in FIG. 2, which represents the projection of the contact surface between tube 3 and roller 1, also drawn. Are clearly recognizable with the conventional caliber contact peaks at 8 in the area of the caliber base 9 of the caliber roller 1 and in the area of the caliber jump 10 on both edge sides of the roller 2. This Tips 8 and 10 arise on the inlet side of the roller 2 and lead to described inner non-circular formation on the finished tube 3.

Betrachtet man die Kontaktfläche des Rohres an der Walze gemäß der Erfindung, die in Figur 2 dunkel angelegt ist, so stellt man fest, daß die Spitzen 8 und 10 weitgehend abgebaut sind, so daß sich eine nahezu rechteckige Kontaktfläche mit der Kontaktlänge 11 ergibt. Für diese Veränderung der Kontaktfläche sind die Durchmessererweiterungen 5 im Kalibergrund und 6 im Bereich des Kalibersprungs verantwortlich.Considering the contact area of the tube on the roller according to the invention, the is dark in Figure 2, it can be seen that the tips 8 and 10 largely are broken down, so that there is an almost rectangular contact area with the Contact length 11 results. For this change in the contact area are the Diameter expansions 5 in the caliber base and 6 in the area of the caliber jump responsible.

Claims

A roll groove contour of the rolls of substantially circular design of a reducing rolling mill having three-high rolling stands, in particular for rolling thick-walled pipes having a ratio of wall thickness to diameter of more than 0.25,
characterised in that the roll groove contour of each roll (1) has a widened diameter (5) in the region of the groove base, in which the region of material rolled in the roll step of the groove which is located first each time in the direction of rolling can be deformed.
A roll groove contour according to Claim 1,
characterised in that the widened diameter (5), starting from the groove diameter, is approximately 0.5% to 1.0% of the groove diameter and extends to a peripheral angle of about 10° to 15° on either side of the centre of the groove base.
A roll groove contour according to Claims 1 and 2,
characterised in that a widened diameter (6) is provided in the region of the roll step in addition to the widened diameter (5) in the groove base of the roll (1).