EP1764167A1 - Verfahren und Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres - Google Patents

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EP1764167A1
EP1764167A1 EP06013879A EP06013879A EP1764167A1 EP 1764167 A1 EP1764167 A1 EP 1764167A1 EP 06013879 A EP06013879 A EP 06013879A EP 06013879 A EP06013879 A EP 06013879A EP 1764167 A1 EP1764167 A1 EP 1764167A1
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EP
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rolling
billet
mill
rolling mill
mandrel
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Thomas Leisten
Peter Thieven
Guiseppe Vigo
Walter Höffgen
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Original Assignee
SMS Meer GmbH
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    • B21B17/02—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length
    • B21B17/04—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length in a continuous process
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B17/14—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling without mandrel, e.g. stretch-reducing mills
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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
    • B21B19/04—Rolling basic material of solid, i.e. non-hollow, structure; Piercing, e.g. rotary piercing mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B25/02—Guides, supports, or abutments for mandrels, e.g. carriages or steadiers; Adjusting devices for mandrels
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    • B21B25/04—Cooling or lubricating mandrels during operation

Definitions

  • the invention relates to a method for producing a seamless tube, in which first material is formed in a piercing mill to form a hollow block, in which then in a continuous rolling of the recorded on a mandrel hollow block is rolled into a billet and wherein subsequently after the removal of the mandrel bar the billet is calibrated in a sizing mill to the desired outside diameter. Furthermore, the invention relates to a rolling mill for producing a seamless tube.
  • the raw material used is usually rolled round steel, mainly as round casting up to 350 millimeters in diameter, which is brought in lengths up to 5 meters in a rotary hearth furnace 12 to a rolling temperature of about 1280 ° C.
  • the solid block is punched on a piercing mill 1 to form a thin-walled hollow block 2.
  • a cross-rolling mill is usually used as the piercing mill.
  • the rollers are inclined to achieve a sufficient throughput by an angle between 10 ° and 12 ° to the rolling stock.
  • the hollow block 2 produced in the piercing mill 1 is then rolled in the same heat in the continuous rolling mill 3 via a mandrel bar 4 to the billet 5. It is achieved up to a fourfold extension, ie it comes to a reduction in cross section up to 75%.
  • the continuous rolling mill is also referred to as MPM (Multistand Plug Mill).
  • the continuous rolling mill 3 consists mostly of six to nine closely spaced rolling stands, of which three are provided with the reference numerals 9, 10 and 11.
  • the individual rolling stands are each rotated against each other, for example by 90 °.
  • the roller circumferential speeds are coordinated according to the cross-sectional decreases, so that between the stands no significant tensile or compressive forces act on the rolling stock.
  • the mandrel rod 4 is inserted or threaded into the hollow block 2 with the retainer arranged on the inlet side. After reaching a certain position hollow block 2 and mandrel 4 are then pushed into the continuous rolling mill 3.
  • the rolling stock is detected by the rollers and rolled by the rolling from stand to frame smaller rolling caliber on the mandrel 4.
  • the mandrel 4 is moved by means of a retainer at a constant speed.
  • the Luppenspitze runs into a continuous rolling mill 13 downstream of the continuous rolling mill 3 a.
  • a game between the mandrel 4 and the rolling stock is achieved, which is evenly distributed in the last round caliber around the circumference, so that the mandrel bar 4 can be solved more easily.
  • the retraction of the mandrel bar in the starting position an ejection of the rod and the insertion of a new rod.
  • a mandrel bar circuit is required.
  • about five to ten mandrel bars of the same dimensions are in circulation.
  • the billet 5 After removal of the mandrel bar 4 from the rolled billet 5, the billet 5 is conveyed to a furnace 7 where the billet is given a uniform temperature before being rolled in a further downstream sizing mill 6 to the final, desired outside diameter.
  • the previously known solutions are preferably designed for high annual capacities in pipe production and go hand in hand with high investment costs. Therefore, the known systems are from an economic point of view bad for low capacity.
  • a disadvantage of this known method that a relatively large investment is required. There must be a sufficient distance between the last MPM mill stand and the first extractor rolling stand, which results from the need to extract the billet from the mandrel bar with the extractor mill.
  • the extractor mill represents a hitherto necessary additional forming unit.
  • a corresponding tool storage (mandrel bars) for the required rod cycle is required, which also requires a correspondingly complex monitoring and maintenance of the tools.
  • For bar cooling an extensive mandrel bar cooling system with several cooling stations and transport facilities over the rack bed of the retainer is necessary. Overall, there is a large and therefore expensive rod park. Particularly disadvantageous are thus the complex rod park and the high expense that must be driven in connection with the extractor mill.
  • the disadvantages mentioned are particularly significant when only small annual production quantities of seamless pipes are to be produced.
  • the invention is therefore based on the object to provide a method for producing seamless pipes and an associated rolling mill, with or with which the mentioned disadvantages are avoided. It should in particular a Reduction of the rod park and thus a more cost-effective production of seamless pipes are possible, especially in plants with relatively low production capacity. Furthermore, a simpler and thus cheaper construction of the rolling mill is to be made possible.
  • the solution of this problem by the invention according to the method is characterized in that the billet is spent without the interposition of another rolling mill, in particular an extraction mill, directly from the continuous rolling mill, optionally through an oven, in the sizing mill, wherein before entering the billet in the sizing mill the mandrel bar is removed from the billet.
  • another rolling mill in particular an extraction mill, directly from the continuous rolling mill, optionally through an oven, in the sizing mill, wherein before entering the billet in the sizing mill the mandrel bar is removed from the billet.
  • a first special embodiment provides that the mandrel bar is moved in the rolling direction during rolling in the continuous rolling mill and that after completion of the rolling process of the billet in the continuous rolling mill, the mandrel bar is pulled out of the billet with the billet restrained against the rolling direction.
  • An alternative provides that the mandrel during the rolling in the continuous rolling is controlled moves against the rolling direction, so that it is at least largely, preferably completely moved out of the billet after completion of the rolling process of the billet in the continuous rolling mill.
  • the mandrel bar is cooled during the rolling process in the continuous rolling mill.
  • the rolling mill for producing a seamless tube has a piercing mill, with the starting material can be converted into a hollow block, also a continuous rolling mill, in which the recorded on a mandrel hollow block can be rolled into a billet, and finally a sizing mill, on the after Removal of the mandrel bar from the billet can be calibrated to the desired outside diameter.
  • the sizing mill follows without rolling mill, in particular without an extraction mill, in the rolling direction to the continuous rolling mill.
  • a furnace in particular an induction furnace, is advantageously arranged between the continuous rolling mill and the sizing mill for tempering the billet.
  • a chain cross transport can be used to compensate for the lupine temperature over the circumference and length.
  • movement means can be provided, with which the mandrel rod can be moved during rolling in the continuous rolling mill in or counter to the rolling direction.
  • a retaining device can be arranged between the continuous rolling mill and the sizing mill with which the billet can be retained against the rolling direction.
  • the said movement means may be suitable for oscillating movement of the mandrel bar in the rolling direction.
  • the cooling means may comprise line elements with which a cooling medium can be conducted into an inner bore extending over a predetermined axial extension in the mandrel rod.
  • the outer surface of the mandrel bar can be provided with a layer of wear-resistant material, in particular of ceramic material.
  • the individual rolling stands of the continuous rolling mill are designed as 3-roll stands.
  • the mandrel bar may have a slightly conical shape over its axial course, which favors the withdrawal of the mandrel bar from the finished billet.
  • the rod park can be minimized, with a reduction of the rod park can be achieved by at least two-thirds. Furthermore, significantly lower investment costs compared to conventional methods are needed.
  • the extractor mill can be omitted. As a result, a hall length of about 10 meters can be saved. Even a mandrel bar cycle can be omitted.
  • Another advantage is the associated reduced personnel costs due to the omission of an aggregate. Furthermore, it is due to less disturbances of the rolling mill. It is finally an improved monitoring of the wall thickness tolerances of the tube and the tube quality possible because only one mandrel per dimension must be checked for wear and surface defects.
  • Fig. 1 an embodiment is shown as known in the art; Reference is made to the explanations made at the outset.
  • Fig. 2 shows the embodiment according to the invention, wherein otherwise the constant elements of the rolling mill are constructed accordingly, so that in this respect reference is made to the above explanations.
  • FIG. 3 A first possibility of rolling the hollow block 2 to the billet 5 in the continuous rolling mill 3 is shown schematically in Fig. 3, wherein the position of the hollow block 2, the mandrel 4 and the billet 5 is shown at four consecutive times, namely at an initial time t A , at a later time t 1 , at an even later time t 2 and at the still later end time t E.
  • the mandrel bar 4 is inserted into the hollow block 2, wherein the tip of the mandrel bar 4 as viewed in the rolling direction W is located within the continuous rolling mill 3.
  • the hollow block is still in front of the roll stand 9.
  • the mandrel 4 together with the hollow block 2 is pushed in the rolling direction W in the continuous rolling mill 3.
  • the mandrel 4 thereby moves preferably at a constant speed v mandrel in the rolling direction W, s. Times t 1 and t 2 .
  • the billet 5 moves as a result of the decrease in cross section with a higher speed v doll through the continuous rolling mill 3 in the rolling direction.
  • the controlled movement of the mandrel 4 is caused by moving means, which are not shown in the figure.
  • the mandrel 4 When the end of the Luppen has left the Kontiwalzwerk, the mandrel 4 is still moved a short distance. Subsequently, a restraint device 8 is raised in the form of a fork between the last stand and the end of the roll, which tightly encloses the mandrel bar 4 except for a small gap. Then, the mandrel 4 is retracted by the retainer (not shown) against the rolling direction W and the billet 5 thus deducted from the rod.
  • the lubrication of the mandrel is done before threading the rod in the hollow block in the rolling line.
  • the billet runs over the furnace 7 directly into the sizing mill 6 (reducing mill) to produce the finished pipe dimensions.
  • the sizing mill 6 reducing mill
  • FIG. 4 Shown are the layers of hollow block, mandrel bar and billet at three consecutive times t A , t 1 and t E.
  • the mandrel 4 is threaded into the hollow block 2. Then, the hollow block 2 together with mandrel 4 is positioned as it can be seen in the upper part of Fig. 4 at time t A , so with a large template in the continuous mill 3.
  • the hollow block 2 is then rolled to the billet 5, wherein due to the movement the rolls of the stands 9, 10, 11, the billet 5 is conveyed in the rolling direction W. Meanwhile, the mandrel 4 is moved counter to the rolling direction W; it is preferably withdrawn at a constant speed v mandrel . At the end of rolling, the remaining length of the mandrel bar 4 in the billet 5 is minimized, and the necessary residual pull-out force can be applied by the following conveyor roller bar (not shown).
  • FIG. Another alternative solution is outlined in FIG. Again, the layers of hollow block, mandrel and billet are shown at three consecutive times t A , t 1 and t E.
  • the mandrel 4 together with threaded hollow block 2 are first positioned according to the upper partial figure before the rolling process begins.
  • the hollow block 2 is pushed in the inlet of the continuous rolling mill 3 on the fixedly positioned mandrel 4, which is then locked with a pivotable abutment, not shown.
  • the mandrel 4 is not or almost not moved, so that the hollow block 2 is rolled off during the transformation to the billet 5 of the mandrel bar 4.
  • the billet 5 has no contact with the mandrel 4.
  • the mandrel bar 4 is provided in the region of the forming zones under the rolls of the rolling stands with a wear-resistant material, for example with ceramic inserts.
  • the mandrel 4 can perform a small oscillating movement during the rolling process to avoid partial overheating in the working zone.
  • the mandrel 4 is subjected to continuous cooling during the rolling process in the continuous rolling mill 3. This is also possible with the displaceable arrangement of the mandrel bar 4 if, for example, via a cable towing device, a cooling channel running inside the mandrel bar 4 is supplied with coolant.
  • a further development provides a conical mandrel 4, which facilitates the removal or rolling of the billet 5 of the mandrel bar 4.
  • a conical mandrel 4 which facilitates the removal or rolling of the billet 5 of the mandrel bar 4.
  • three-roll mills are also provided.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)
  • Metal Extraction Processes (AREA)
  • Heat Treatment Of Steel (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, bei dem zunächst Vormaterial in einem Lochwalzwerk (1) zu einem Hohlblock (2) umgeformt wird, bei dem dann in einem Kontiwalzwerk (3) der auf einer Dornstange (4) aufgenommene Hohlblock (2) zu einer Luppe (5) gewalzt wird und wobei anschließend nach der Entfernung der Dornstange (4) aus der Luppe (5) diese in einem Maßwalzwerk (6) auf den gewünschten Außendurchmesser kalibriert wird. Um eine kürzere Bauweise des Walzwerks zu erreichen, ist erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Luppe (5) ohne Zwischenschaltung eines weiteren Walzwerks, insbesondere eines Extraktionswalzwerks, direkt vom Kontiwalzwerk (5), gegebenenfalls durch einen Ofen (7) hindurch, in das Maßwalzwerk (6) verbracht wird, wobei vor dem Eintritt der Luppe (5) in das Maßwalzwerk (6) die Dornstange (4) aus der Luppe (5) entfernt wird. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, bei dem zunächst Vormaterial in einem Lochwalzwerk zu einem Hohlblock umgeformt wird, bei dem dann in einem Kontiwalzwerk der auf einer Dornstange aufgenommene Hohlblock zu einer Luppe gewalzt wird und wobei anschließend nach der Entfernung der Dornstange aus der Luppe diese in einem Maßwalzwerk auf den gewünschten Außendurchmesser kalibriert wird. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres.
  • Nahtlose Rohre werden heute häufig im sog. Kontiwalzverfahren (kontinuierliches Rohrwalzverfahren) hergestellt. Das vorbekannte Verfahren ist in Figur 1 dargestellt. Als Ausgangsmaterial dient zumeist gewalzter Rundstahl, vorwiegend als Rundstrangguss bis 350 Millimeter Durchmesser, der in Längen bis zu 5 Meter in einem Drehherdofen 12 auf Walztemperatur von ca. 1.280 °C gebracht wird. Es erfolgt anschließend das Lochen des Massivblocks auf einem Lochwalzwerk 1 zu einem dünnwandigen Hohlblock 2. Als Lochwalzwerk wird dabei zumeist ein Schrägwalzwerk eingesetzt. Dabei sind die Walzen zwecks Erreichen einer hinreichenden Durchsatzleistung um einen Winkel zwischen 10° und 12° zur Walzgutachse geneigt. Der im Lochwalzwerk 1 gefertigte Hohlblock 2 wird dann in gleicher Wärme im Kontiwalzwerk 3 über einer Dornstange 4 zur Luppe 5 ausgewalzt. Dabei wird bis zu einer vierfachen Streckung erreicht, d. h. es kommt zu einer Querschnittsabnahme bis zu 75 %. Das Kontiwalzwerk wird auch als MPM (Multistand Plug Mill) bezeichnet.
  • Das Kontiwalzwerk 3 besteht zumeist aus sechs bis neun dicht hintereinander liegenden Walzgerüsten, von denen drei mit den Bezugszeichen 9, 10 und 11 versehen sind. Die einzelnen Walzgerüste sind gegeneinander jeweils verdreht angeordnet, beispielsweise um jeweils 90°. Die Walzenumfangsgeschwindigkeiten werden entsprechend den Querschnittsabnahmen aufeinander abgestimmt, so dass zwischen den Gerüsten keine nennenswerten Zug- oder Stauchkräfte auf das Walzgut wirken.
  • Vor dem Beginn des Walzvorgangs im Kontiwalzwerk 3 wird die Dornstange 4 mit einlaufseitig angeordnetem Retainer in den Hohlblock 2 eingeschoben bzw. eingefädelt. Nach dem Erreichen einer bestimmten Position werden dann Hohlblock 2 und Dornstange 4 in das Kontiwalzwerk 3 eingestoßen. Das Walzgut wird von den Walzen erfasst und durch die von Gerüst zu Gerüst kleiner werdenden Walzkaliber auf der Dornstange 4 ausgewalzt. Dabei wird die Dornstange 4 mittels Retainer mit einer konstanten Geschwindigkeit verfahren.
  • Ist der für das Kontiwalzwerk 3 vorgesehene Umformgrad für die Luppe 5 erreicht, läuft die Luppenspitze in ein dem Kontiwalzwerk 3 nachgeschaltetes Extraktorwalzwerk 13 ein. In diesem erfolgt das Abziehen der Dornstange 4 aus der soweit fertigen Luppe 5. Durch eine ovale Kalibrierung der zumeist eingesetzten Duowalzen kann hier ein Spiel zwischen der Dornstange 4 und dem Walzgut erreicht werden, das im letzten Rundkaliber gleichmäßig um den Umfang verteilt wird, so dass die Dornstange 4 leichter gelöst werden kann. Dann erfolgt der Rückzug der Dornstange in die Ausgangsstellung, ein Auswerfen der Stange sowie das Einlegen einer neuen Stange. Bevor eine Stange wieder verwendet werden kann, muss sie gekühlt werden, so dass ein Dornstangen-Kreislauf erforderlich ist. Üblicherweise sind etwa fünf bis zehn Dornstangen gleicher Abmessungen im Umlauf.
  • Nach dem Entfernen der Dornstange 4 aus der gewalzten Luppe 5 wird die Luppe 5 in einen Ofen 7 gefördert, wo der Luppe eine gleichmäßige Temperatur verliehen wird, bevor sie in einem weiter nachgeschaltetem Maßwalzwerk 6 auf den endgültigen, gewünschten Außendurchmesser gewalzt wird.
  • Die vorbekannten Lösungen sind bevorzugt für hohe Jahreskapazitäten bei der Rohrherstellung ausgelegt und gehen mit hohen Investitionskosten einher. Daher eignen sich die bekannten Anlagen aus wirtschaftlicher Sicht schlecht für niedrige Kapazitäten.
  • Nachteilig ist bei diesem vorbekannten Verfahren, dass eine relativ große Anlage erforderlich ist. Es muss ein genügender Abstand zwischen dem letzten MPM-Walzgerüst und dem ersten Extraktorwalzgerüst vorhanden sein, was sich aus der Notwendigkeit ergibt, mit dem Extraktorwalzwerk die Luppe von der Dornstange abzuziehen. Das Extraktorwalzwerk stellt ein bislang notwendiges zusätzliches Umformaggregat dar. Weiterhin ist eine entsprechende Werkzeugbevorratung (Dornstangen) für den benötigten Stangenkreislauf erforderlich, was auch eine entsprechend aufwändige Überwachung und Wartung der Werkzeuge erfordert. Für die Stangenkühlung ist ein umfangreicher Dornstangenkühlkreis mit mehreren Kühlstationen und Transporteinrichtungen über das Zahnstangenbett des Retainers notwendig. Insgesamt ergibt sich ein großer und damit teurer Stangenpark. Besonders nachteilig sind somit der aufwändige Stangenpark und der hohe Aufwand, der im Zusammenhang mit dem Extraktorwalzwerk getrieben werden muss. Die genannten Nachteile kommen besonders dann zum Tragen, wenn nur geringe Jahresproduktionsmengen an nahtlosen Rohren zu fertigen sind.
  • Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung nahtloser Rohre sowie ein zugehöriges Walzwerk zu schaffen, mit dem bzw. mit der die genannten Nachteile vermieden werden. Es soll insbesondere eine Reduzierung des Stangenparks und damit eine kostengünstigere Fertigung nahtloser Rohre möglich werden, insbesondere bei Anlagen mit relativ geringer Produktionsleistung. Weiterhin soll ein einfacherer und damit kostengünstigerer Aufbau des Walzwerks ermöglicht werden.
  • Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Luppe ohne Zwischenschaltung eines weiteren Walzwerks, insbesondere eines Extraktionswalzwerks, direkt vom Kontiwalzwerk, gegebenenfalls durch einen Ofen hindurch, in das Maßwalzwerk verbracht wird, wobei vor dem Eintritt der Luppe in das Maßwalzwerk die Dornstange aus der Luppe entfernt wird.
  • Eine erste spezielle Ausgestaltung sieht vor, dass die Dornstange während des Walzens im Kontiwalzwerk kontrolliert in Walzrichtung bewegt wird und dass nach Abschluss des Walzvorgangs der Luppe im Kontiwalzwerk die Dornstange bei zurückgehaltener Luppe gegen Walzrichtung aus der Luppe herausgezogen wird.
  • Eine Alternative sieht vor, dass die Dornstange während des Walzens im Kontiwalzwerk kontrolliert gegen die Walzrichtung bewegt wird, so dass sie nach Abschluss des Walzvorgangs der Luppe im Kontiwalzwerk zumindest weitgehend, vorzugsweise vollständig, aus der Luppe herausbewegt ist.
  • Eine weitere Alternative stellt darauf ab, dass die Dornstange während des Walzens im Kontiwalzwerk weitgehend ortsfest gehalten wird, so dass die Luppe nach Abschluss des Walzvorgangs der Luppe im Kontiwalzwerk zumindest weitgehend, vorzugsweise vollständig, über die Dornstange abgeschoben bzw. abgewalzt ist. Dabei ist bevorzugt vorgesehen, dass die Dornstange während des Walzens im Kontiwalzwerk mit einer geringen Verfahrbewegung in Walzrichtung bewegt wird.
  • Für alle Lösungen gilt, dass vorzugsweise die Dornstange während des Walzvorgangs im Kontiwalzwerk gekühlt wird.
  • Das Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres weist ein Lochwalzwerk auf, mit dem Vormaterial zu einem Hohlblock umgeformt werden kann, weiterhin ein Kontiwalzwerk, in dem der auf einer Dornstange aufgenommene Hohlblock zu einer Luppe gewalzt werden kann, und schließlich ein Maßwalzwerk, auf dem nach der Entfernung der Dornstange aus der Luppe diese auf den gewünschten Außendurchmesser kalibriert werden kann. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass sich das Maßwalzwerk ohne weiteres Walzwerk, insbesondere ohne ein Extraktionswalzwerk, in Walzrichtung an das Kontiwalzwerk anschließt.
  • Zum Ausgleich von Temperatur-Ungleichmäßigkeiten in der Luppe ist mit Vorteil zwischen dem Kontiwalzwerk und dem Maßwalzwerk ein Ofen, insbesondere ein Induktionsofen, zur Temperierung der Luppe angeordnet. Alternativ kann ein Kettenquertransport zum Ausgleich der Luppentemperatur über Umfang und Länge dienen.
  • Weiterhin können Bewegungsmittel vorgesehen werden, mit denen die Dornstange während des Walzens im Kontiwalzwerk kontrolliert in oder entgegen der Walzrichtung bewegt werden kann.
  • Ferner kann zwischen dem Kontiwalzwerk und dem Maßwalzwerk eine Rückhaltevorrichtung angeordnet sein, mit der die Luppe gegen die Walzrichtung zurückgehalten werden kann.
  • Die genannten Bewegungsmittel können zur oszillierenden Bewegung der Dornstange in Walzrichtung geeignet sein.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn Kühlmittel vorhanden sind, mit denen die Dornstange gekühlt werden kann. Die Kühlmittel können Leitungselemente umfassen, mit denen ein Kühlmedium in eine sich über eine vorgegebene axiale Erstreckung ausdehnende Innenbohrung in der Dornstange geleitet werden kann.
  • Die Außenoberfläche der Dornstange kann mit einer Schicht aus verschleißfestem Material, insbesondere aus keramischem Material, versehen sein.
  • Weiterhin ist bevorzugt vorgesehen, dass die einzelnen Walzgerüste des Kontiwalzwerks als 3-Walzen-Gerüste ausgebildet sind.
  • Schließlich kann die Dornstange über ihren axialen Verlauf eine leicht konische Form aufweisen, was den Abzug der Dornstange von der fertigen Luppe begünstigt.
  • Durch die vorgeschlagenen Maßnahmen kann der Stangenpark minimiert werden, wobei eine Reduzierung des Stangenparks um mindestens zwei Drittel erreicht werden kann. Ferner werden deutlich geringere Investitionskosten im Vergleich mit konventionellen Verfahren benötigt. Das Extraktorwalzwerk kann entfallen. Dadurch ist auch eine Hallenlänge von ca. 10 Meter einsparbar. Auch ein Dornstangenkreislauf kann entfallen. Von Vorteil ist auch der damit einher gehende reduzierte Personalaufwand wegen des Wegfalls eines Aggregats. Ferner kommt es aufgrund dessen zu weniger Störungen des Walzwerks. Es ist schließlich eine verbesserte Überwachung der Wanddickentoleranzen des Rohres und der Rohrqualität möglich, da nur noch eine Dornstange je Abmessung hinsichtlich Verschleiß und Oberflächenfehlern geprüft werden muss.
  • In der Zeichnung sind Ausführungsbeispiele der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
    • Fig. 1
    schematisch die Seitenansicht eines Walzwerks zur Herstellung nachtloser Rohre gemäß dem Stand der Technik;
    Fig. 2
    die zu Fig. 1 analoge Darstellung eines Walzwerks gemäß der Erfindung;
    Fig. 3
    für vier aufeinander folgende Zeitpunkte die Lage der Dornstange, des Hohlblocks bzw. der Luppe beim Walzen in einem Kontiwalzwerk nach einer ersten Ausgestaltung der Erfindung;
    Fig. 4
    für drei aufeinander folgende Zeitpunkte die Lage der Dornstange, des Hohlblocks bzw. der Luppe beim Walzen in einem Kontiwalzwerk nach einer zweiten Ausgestaltung der Erfindung; und
    Fig. 5
    für drei aufeinander folgende Zeitpunkte die Lage der Dornstange, des Hohlblocks bzw. der Luppe beim Walzen in einem Kontiwalzwerk nach einer dritten Ausgestaltung der Erfindung.
  • In Fig. 1 ist eine Ausführung dargestellt, wie sie im Stand der Technik bekannt ist; es wird auf die eingangs gemachten Erläuterungen verwiesen. Dem gegenüber zeigt Fig. 2 die Ausgestaltung nach der Erfindung, wobei ansonsten die gleichbleibenden Elemente des Walzwerks entsprechend aufgebaut sind, so dass insoweit auf die obigen Erläuterungen Bezug genommen wird.
  • Der Unterschied zwischen der Lösung gemäß dem Stand der Technik und der Erfindung ist, dass beim Walzwerk gemäß der Erfindung kein Extraktorwalzwerk (s. Position 13 in Fig. 1) mehr vorgesehen ist. Die im Kontiwalzwerk 3 gewalzte Luppe 5 gelangt direkt über den als Induktionserwärmvorrichtung ausgebildeten Ofen 7 in das Maßwalzwerk 6, in dem das Rohr auf den endgültigen gewünschten Außendurchmesser gewalzt wird.
  • Eine erste Möglichkeit des Walzens des Hohlblocks 2 zur Luppe 5 in dem Kontiwalzwerk 3 ist in Fig. 3 schematisch angegeben, wobei die Lage des Hohlblocks 2, der Dornstange 4 und der Luppe 5 zu vier aufeinander folgenden Zeitpunkten dargestellt ist, nämlich zu einem Anfangszeitpunkt tA, zu einer späteren Zeit t1, zu einer noch späteren Zeit t2 und zu der noch späteren Endzeit tE.
  • Zur Anfangszeit tA ist die Dornstange 4 in den Hohlblock 2 eingeschoben, wobei sich die Spitze der Dornstange 4 in Walzrichtung W betrachtet innerhalb des Kontiwalzwerks 3 befindet. Der Hohlblock liegt noch vor dem Walzgerüst 9. Dann wird die Dornstange 4 samt Hohlblock 2 in Walzrichtung W in das Kontiwalzwerk 3 eingestoßen. Die Dornstange 4 verfährt dabei bevorzugt mit konstanter Geschwindigkeit vDornstange in Walzrichtung W, s. Zeitpunkte t1 und t2. Die Luppe 5 bewegt sich infolge der Querschnittsabnahme mit höherer Geschwindigkeit vLuppe durch das Kontiwalzwerk 3 in Walzrichtung. Die kontrollierte Bewegung der Dornstange 4 wird durch Bewegungsmittel veranlasst, die in der Figur nicht dargestellt sind. Wenn das Luppenende das Kontiwalzwerk verlassen hat, wird die Dornstange 4 noch eine kurze Wegstrecke weiterbewegt. Anschließend wird zwischen dem letzten Walzgerüst und dem Luppenende eine Rückhaltevorrichtung 8 in Form einer Gabel hochgefahren, die die Dornstange 4 bis auf einen kleinen Spalt eng umschließt. Dann wird die Dornstange 4 durch den Retainer (nicht dargestellt) entgegen der Walzrichtung W zurückgefahren und die Luppe 5 damit von der Stange abgezogen.
  • Die Schmierung der Dornstange erfolgt vor dem Einfädeln der Stange in den Hohlblock in der Walzlinie.
  • Anschließend läuft die Luppe über den Ofen 7 direkt in das Maßwalzwerk 6 (Reduzierwalzwerk), um die Fertigrohrabmessungen zu erzeugen. Im Ofen erfolgt ein thermischer Ausgleich dahingehend, dass über den Umfang und die Länge der Luppe eine gleichförmige Temperatur erzeugt wird.
  • Eine alternative Lösung geht aus Fig. 4 hervor. Dargestellt sind die Lagen von Hohlblock, Dornstange und Luppe zu drei aufeinander folgenden Zeitpunkten tA, t1 und tE.
  • Hier ist vorgesehen, dass ebenfalls zunächst die Dornstange 4 in den Hohlblock 2 eingefädelt wird. Dann wird der Hohlblock 2 samt Dornstange 4 so positioniert, wie es im oberen Teilbild von Fig. 4 zum Zeitpunkt tA zu sehen ist, also mit großer Vorlage im Kontiwalzwerk 3. Der Hohlblock 2 wird dann zur Luppe 5 gewalzt, wobei infolge der Bewegung der Walzen der Gerüste 9, 10, 11 die Luppe 5 in Walzrichtung W gefördert wird. Indes wird die Dornstange 4 entgegen der Walzrichtung W bewegt; sie wird bevorzugt mit konstanter Geschwindigkeit vDornstange abgezogen. Zum Walzende ist die verbleibende Länge der Dornstange 4 in der Luppe 5 minimiert und die notwendige, verbleibende Ausziehkraft kann durch den folgenden Transportrollengang (nicht dargestellt) aufgebracht werden.
  • Eine weitere alternative Lösung ist in Fig. 5 skizziert. Auch hier sind die Lagen von Hohlblock, Dornstange und Luppe zu drei aufeinander folgenden Zeitpunkten tA, t1 und tE dargestellt.
  • Bei der Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass die Dornstange 4 samt aufgefädeltem Hohlblock 2 zunächst gemäß der oberen Teilfigur positioniert werden, bevor der Walzprozess einsetzt. Dabei wird der Hohlblock 2 im Einlauf des Kontiwalzwerks 3 auf die fest positionierte Dornstange 4 geschoben, die anschließend mit einem nicht dargestellten schwenkbaren Widerlager verriegelt wird. Die Dornstange 4 wird nicht oder fast nicht bewegt, so dass der Hohlblock 2 bei der Umformung zur Luppe 5 von der Dornstange 4 abgewalzt wird. Am Ende des Walzvorgangs hat die Luppe 5 also keinen Kontakt mehr mit der Dornstange 4.
  • Die Dornstange 4 ist im Bereich der Umformzonen unter den Walzen der Walzgerüste mit einem verschleißfesten Material versehen, beispielsweise mit Keramikeinsätzen.
  • Die Dornstange 4 kann während des Walzvorganges eine kleine oszillierende Bewegung ausführen, um eine partielle Überhitzung in der Arbeitszone zu vermeiden.
  • Bei allen Lösungen kann vorgesehen werden, dass die Dornstange 4 einer kontinuierlichen Kühlung während des Walzvorgangs im Kontiwalzwerk 3 unterzogen wird. Dies ist auch bei der verschieblichen Anordnung der Dornstange 4 dann möglich, wenn beispielsweise über eine Kabelschleppvorrichtung ein im Inneren der Dornstange 4 verlaufender Kühlkanal mit Kühlmittel versorgt wird.
  • Eine Weiterbildung sieht eine konisch ausgebildete Dornstange 4 vor, was das Abziehen bzw. Abwalzen der Luppe 5 von der Dornstange 4 erleichtert. Bevorzugt werden auch statt der üblicherweise vorgesehenen Walzgerüste mit zwei Walzen solche mit drei Walzen vorgesehen.
    • Bezugszeichenliste:
    • 1
    Lochwalzwerk
    2
    Hohlblock
    3
    Kontiwalzwerk
    4
    Dornstange
    5
    Luppe
    6
    Maßwalzwerk
    7
    Ofen
    8
    Rückhaltevorrichtung
    9
    Walzgerüst
    10
    Walzgerüst
    11
    Walzgerüst
    12
    Drehherdofen
    13
    Extraktorwalzwerk
    W
    Walzrichtung
    tA
    Anfangszeitpunkt
    t1
    Zeitpunkt
    t2
    Zeitpunkt
    tE
    Endzeitpunkt
    VDornstange
    Geschwindigkeit der Dornstange
    VLuppe
    Geschwindigkeit der Luppe

Claims (17)

  1. Verfahren zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, bei dem zunächst Vormaterial in einem Lochwalzwerk (1) zu einem Hohlblock (2) umgeformt wird, bei dem dann in einem Kontiwalzwerk (3) der auf einer Dornstange (4) aufgenommene Hohlblock (2) zu einer Luppe (5) gewalzt wird und wobei anschließend nach der Entfernung der Dornstange (4) aus der Luppe (5) diese in einem Maßwalzwerk (6) auf den gewünschten Außendurchmesser kalibriert wird,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Luppe (5) ohne Zwischenschaltung eines weiteren Walzwerks direkt vom Kontiwalzwerk (5) in das Maßwalzwerk (6) verbracht wird, wobei vor dem Eintritt der Luppe (5) in das Maßwalzwerk (6) die Dornstange (4) aus der Luppe (5) entfernt wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dornstange (4) während des Walzens im Kontiwalzwerk (3) kontrolliert in Walzrichtung (W) bewegt wird und dass nach Abschluss des Walzvorgangs der Luppe (5) im Kontiwalzwerk (3) die Dornstange (4) bei zurückgehaltener Luppe (5) gegen Walzrichtung (W) aus der Luppe (5) herausgezogen wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dornstange (4) während des Walzens im Kontiwalzwerk (3) kontrolliert gegen die Walzrichtung (W) bewegt wird, so dass sie nach Abschluss des Walzvorgangs der Luppe (5) im Kontiwalzwerk (3) zumindest weitgehend, vorzugsweise vollständig, aus der Luppe (5) herausbewegt ist.
  4. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dornstange (4) während des Walzens im Kontiwalzwerk (3) weitgehend ortsfest gehalten wird, so dass die Luppe (5) nach Abschluss des Walzvorgangs der Luppe (5) im Kontiwalzwerk (3) zumindest weitgehend, vorzugsweise vollständig, über die Dornstange (4) abgeschoben ist.
  5. Verfahren nach Anspruch 4,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dornstange (4) während des Walzens im Kontiwalzwerk (3) mit einer geringen Verfahrstrecke in Walzrichtung (W) bewegt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die geringe Verfahrstrecke durch eine Oszillationsbewegung durchgeführt wird.
  7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dornstange (4) während des Walzvorgangs im Kontiwalzwerk (3) gekühlt wird.
  8. Walzwerk zur Herstellung eines nahtlosen Rohres, das ein Lochwalzwerk (1) aufweist, mit dem Vormaterial zu einem Hohlblock (2) umgeformt werden kann, das weiterhin ein Kontiwalzwerk (3) aufweist, in dem der auf einer Dornstange (4) aufgenommene Hohlblock (2) zu einer Luppe (5) gewalzt werden kann, und das schließlich ein Maßwalzwerk (6) aufweist, auf dem nach der Entfernung der Dornstange (4) aus der Luppe (5) diese auf den gewünschten Außendurchmesser kalibriert werden kann, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass sich das Maßwalzwerk (6) ohne Zwischenschaltung eines weiteren Walzwerks, in Walzrichtung (W) an das Kontiwalzwerk (3) anschließt.
  9. Walzwerk nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen dem Kontiwalzwerk (3) und dem Maßwalzwerk (6) ein Ofen (7), insbesondere ein Induktionsofen, zur Temperierung der Luppe (5) angeordnet ist.
  10. Walzwerk nach Anspruch 8 oder 9,
    gekennzeichnet durch
    Bewegungsmittel, mit denen die Dornstange (4) während des Walzens im Kontiwalzwerk (3) kontrolliert in oder entgegen der Walzrichtung (W) bewegbar ist.
  11. Walzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass zwischen dem Kontiwalzwerk (3) und dem Maßwalzwerk (6) eine die Luppe (5) gegen die Walzrichtung (W) zurückhaltende Rückhaltevorrichtung (8) angeordnet ist.
  12. Walzwerk nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Bewegungsmittel zur oszillierenden Bewegung der Dornstange (4) in Walzrichtung (W) geeignet sind.
  13. Walzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 12,
    gekennzeichnet durch
    Kühlmittel, der Dornstange (4) zugeordnete Kühlmittel.
  14. Walzwerk nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Kühlmittel Leitungselemente umfassen, mit denen ein Kühlmedium in eine sich über eine vorgegebene axiale Erstreckung ausdehnende Innenbohrung in der Dornstange (4) einleitbar ist.
  15. Walzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 14,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Außenoberfläche der Dornstange (4) mit einer Schicht aus verschleißfestem Material, insbesondere aus keramischem Material, versehen ist.
  16. Walzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die einzelnen Walzgerüste (9, 10, 11) des Kontiwalzwerks (3) als 3-Walzen-Gerüste ausgebildet sind.
  17. Walzwerk nach einem der Ansprüche 8 bis 16,
    dadurch gekennzeichnet,
    dass die Dornstange (4) über ihren axialen Verlauf eine leicht konische Form aufweist.
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