EP2585235B1 - Verfahren zum warmwalzen metallischer hohlkörper - Google Patents

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EP2585235B1
EP2585235B1 EP11779565.8A EP11779565A EP2585235B1 EP 2585235 B1 EP2585235 B1 EP 2585235B1 EP 11779565 A EP11779565 A EP 11779565A EP 2585235 B1 EP2585235 B1 EP 2585235B1
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EP
European Patent Office
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lubricant
rolling
hot
rolling rod
rod
Prior art date
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Not-in-force
Application number
EP11779565.8A
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English (en)
French (fr)
Other versions
EP2585235A2 (de
Inventor
Hans-Joachim Pehle
Peter Thieven
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Filing date
Publication date
Application filed by SMS Group GmbH filed Critical SMS Group GmbH
Publication of EP2585235A2 publication Critical patent/EP2585235A2/de
Application granted granted Critical
Publication of EP2585235B1 publication Critical patent/EP2585235B1/de
Not-in-force legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

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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
    • B21B25/04—Cooling or lubricating mandrels during operation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B19/00—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work
    • B21B19/02—Tube-rolling by rollers arranged outside the work and having their axes not perpendicular to the axis of the work the axes of the rollers being arranged essentially diagonally to the axis of the work, e.g. "cross" tube-rolling ; Diescher mills, Stiefel disc piercers or Stiefel rotary piercers
    • B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B23/00—Tube-rolling not restricted to methods provided for in only one of groups B21B17/00, B21B19/00, B21B21/00, e.g. combined processes planetary tube rolling, auxiliary arrangements, e.g. lubricating, special tube blanks, continuous casting combined with tube rolling

Definitions

  • the invention relates to a method for hot rolling metallic hollow body and a corresponding hot rolling mill.
  • the invention relates to a method for hot rolling metallic elongated hollow body by means disposed in the hollow body rolling rod, on which before the hot rolling process lubricant is applied.
  • the invention also relates to a hot rolling mill for hot rolling metallic elongated hollow body by means disposed in the hollow body roll bar, with a hot rolling device and with a previously arranged lubricant application station.
  • this invention does not relate to the chrome plating and subsequent polishing of rolling rods, as this example in the JP 2000-246312 A disclosed and, however, already known much longer and which naturally also lowers the coefficient of friction of the rolling rods in particular by the polishing process.
  • a chromium layer remains a plurality of rolling operations on the rolling rod, while associated lubricant layers are applied before each rolling on the roll bar, so that lubricant is therefore regarded as a genuine commodity in such rolling operations.
  • the DE 100 44 111 A1 discloses a method for lubricating forming tools, in particular hot forging tools, in which a graphite powder or a graphite-containing powder is charged electrically or electrostatically and then brought to the respective tool with the aid of an electric field. Similar reveals the EP 0 076 170 A1 , Here, a liquid, optionally with suspended in the liquid lubricant particles, as this also in the US 5,492,639 or the GB 2 022 471 A is applied, while after the DE 100 44 111 A1 the order of a solid but powdery so also done via a fluid lubricant.
  • EP 1 775 038 B1 and the US 2009/0293569 A1 disclose the use of a powdered, ie fluid or flowable lubricant, which, however, is obviously applied without the use of an electric field with the aid of a carrier gas flow.
  • a lubricating layer on the one hand on the inside of the hollow block to be machined so the workpiece are applied.
  • a corresponding Lubrication may be provided on the rolling rod, that is on a tool, wherein as a lubricant graphite-based lubricants, for example by adding a plastic-based organic binder or mica-based lubricant with an inorganic binder based on borates can be used.
  • Solid lubricants for rolling rods are also in the US 4,575,430 or the EP 0 116 882 A2 discloses where there is a application of the solid lubricant to the roll bar via abrasive or reflowing processes, so that the lubricant is lubricated there itself. While the latter processes lead directly to a liquid application of the lubricant, as has already been explained above, the former processes themselves seem, at first sight, apparently to impose an order of the lubricant in solid form on a corresponding rolling rod. However, due to the abrasive carryover of lubricant, the seemingly solid structure of the abrasive lubricant is broken up on a microscopic scale and a solid structure only forms again after application to the rolling rod.
  • a "solid form” emanates from a macroscopic and to a certain extent inherently stable form of the lubricant, which can be fluidized or spreadable states, which are known as many-body mass flow, be it ablative or ablative Processes, in a stream of powder, in a suspension or may be entirely as a liquid flow, distinguished in that the characteristic dimensions of the solid lubricant present at the time in which the lubricant is brought to the roll bar, are substantially larger , as the final layer thickness.
  • films, plates or other thin sheet-like but also bars are to be regarded as solid, as they are substantially larger than the layer thickness, namely as the rod diameter or as at least in one dimension in bars and the like or in two dimensions in plates or films the thickness of the sheets or plates are while dry powders can flow and are not inherently solid.
  • the lubricant is first prefabricated in a first process step and then brought the pre-assembled lubricant in a second process step to the rolling rod.
  • the associated precession in the prefabrication in particular without adversely affecting the rolling process itself or a working path of the rolling rod and its cycle speed or assemblies of the rolling train or the temperatures prevailing there. This applies in particular when the two method steps are not synchronized, so that the prefabrication can also take place independently of time of application or attachment to the Waltzstange.
  • a hot rolling mill for hot rolling metallic elongated hollow body is proposed by means arranged in the hollow body roll bar, with a hot rolling device and with a previously arranged lubricant application station, which is characterized by a lubricant preparation station, which is arranged separately from the lubricant application station ,
  • a lubricant preparation station which is arranged separately from the lubricant application station
  • Such a non-synchronized prefastening is particularly advantageous when the lubricant is brought in solid form to the rolling rod.
  • films or tapes can be prepared accordingly as a roll goods to then wrap them in the current production process on the rolling rods.
  • plates or films can be preparatory cut or even - possibly only locally, for example in the field or just behind a roll stand tip - be prepared in several layers to this quickly and reliably put around a rolling rod in the current production process around.
  • lubricant be it in solid or in non-solid form, can first be applied to a preforming process step in a die and then applied to the roll bar in the second process step, it is quite conceivable during the second process step that the lubricant is solid or not solid as long as it remains sufficiently stable in the die until it is transferred to the rolling rod.
  • the invention also proposes a method for hot rolling metallic elongated hollow body with a arranged in the hollow body rolling rod, on which prior to the rolling lubricant is applied, this hot rolling process is characterized in that the lubricant in a the roll bar adapted template is applied and then applied to the roll bar.
  • the lubricant can be introduced into the die in solid form.
  • the lubricant film can be inserted into the die.
  • liquid or fluid lubricant can also be applied to the matrix, with the possibility in particular of carrying out this process thoroughly and over a relatively long period of time, so that it runs accordingly controlled.
  • evaporation or drying processes take place, so that an uncontrolled evaporation of these liquids, when they come into contact with the rolling rod, does not occur.
  • fluidic lubricants such as in particular suspensions or pastes
  • a self-supporting molded body is formed in the die, which then according to the former solution leads to the lubricant is brought in solid form to the rolling rod.
  • this is not absolutely necessary as long as the lubricant is sufficiently stabilized by the die in its shape; then not self-supporting forms of lubricant on the die and supported by the die can be reliably brought to the roll bar.
  • the lubricant is transferred from the die to the rolling rods by either placing the rolling rod in the die or the die around the rolling rod.
  • This allows in particular a suitable pressing of the lubricant to the rolling rod, so that this reliable even during the subsequent processes, such as during transport to the hot rolling device and the introduction into the hollow body, on the rolling rod remains. It is understood that a corresponding pressing or pressing of the lubricant can also be done in other ways, as will be explained below.
  • the lubricant in foil or plate form can be brought to the roll bar, as already indicated above.
  • pre-cut parts can be used, so that a layer thickness variation of the lubricant can be readily and reliably already realized in the preparation.
  • correspondingly thin shaped bodies of lubricant be they arranged within a die or preformed cantilever in some other way, are to be designated as films.
  • lubricant in foil or plate form is preferably pressed or pressed against the roll bar.
  • the pressing or pressing on rollers or other modules can be done.
  • the present invention independently of the other features of this invention, proposes a method of hot rolling metallic elongated hollow bodies by means of a rolling rod arranged in the hollow body as a solution to the above-mentioned problem Lubricant is applied to the rolling rod before the hot rolling process and the process is characterized in that the lubricant is pressed against the rolling rod.
  • a "pressing on” is understood to be a force application by mechanical means.
  • a hot rolling mill for hot rolling metallic elongated hollow body is also proposed by means of a rolling rod arranged in the hollow body, wherein the hot rolling mill comprises a hot rolling device and a previously arranged Schmierstoffssensstation and is characterized by a device for pressing lubricants.
  • the layer thickness can be selectively influenced, for example, by lubricant plates or foils or by moist powder, by sufficiently pasty lubricant or by appropriate molding dies, wherein the pressing device can comprise at least one lubricant application roller, which ensures a particularly controlled and controllable lubricant application.
  • the risk of sudden evaporation of large amounts of liquid as already explained above, can be specifically minimized.
  • the pressing device comprises at least one lubricant press, which can be realized for example by the aforementioned chains, in particular prism chains, or else by conveyor belts.
  • the pressing device comprises at least one film winding device.
  • the film tension may optionally already serve a pressing, wherein - depending on the specific implementation - nor a lubricant press or a corresponding pressure roller, which may possibly also serve as a lubricant application devices or as applicator rollers may be provided to ensure sufficient pressure forces can.
  • a hot rolling mill for hot rolling metallic elongated hollow body is proposed by means disposed in the hollow body rolling bar, the hot rolling mill comprises a hot rolling device and a previously arranged Schmierstoff convincedsstation and is characterized in that the lubricant application station, a device for varying the Has layer thickness of the lubricant along the rolling rod.
  • a method for hot rolling metal elongated hollow body by means of a arranged in the hollow body roll bar, on which before the hot rolling process lubricant is applied proposed, this method is characterized in that the layer thickness of the lubricant during application along the roll bar is varied.
  • the layer thickness can be adapted to individual needs.
  • a layer thickness variation over the axial extent of the rolling rod can be provided, for example with a maximum at 0.3 times the rolling rod length.
  • the amount of lubricant can be minimized, whereby the total cost of hot rolling can be optimized accordingly.
  • a suitably adapted layer thickness of the lubricant can be ensured that only the amount of lubricant is present at the appropriate points, which is actually required.
  • the layer thickness can also be measured locally and the measurement result can be used for a control loop for regulating the layer thickness.
  • the latter applies in particular when fluidic lubricants, ie pasty, liquid or powdered lubricants, are applied, since possible deviations from target specifications due to small disturbances are to be feared to a greater extent than is the case with solid lubricants.
  • the lubricant can be applied in multiple layers to the rolling rod. This can be done in particular by different application methods, whereby this can be done a more accurate and easy coating thickness control and adaptation to individual needs, especially if the number of lubricant layers is chosen locally different.
  • the nature of the lubricant layers can be correspondingly be adapted to the requirements, wherein it is also possible to apply different types of lubricants in different layers.
  • a multi-layer application of lubricant on the roll bar is also independent of the other features of the present invention for a method for hot rolling metallic elongated hollow body by means disposed in the hollow body roll bar on which lubricant is applied before the hot rolling process, is advantageous , This particular also in demarcation to the EP 1 775 038 B1 in which lubricant is provided on the one hand on the rolling rod and on the other hand, however, in the hollow body, in particular the latter very high demands on the lubricant order, since the corresponding hollow body has relatively high temperatures and the lubricant must be applied from the inside.
  • the lubricant layers may have different material properties, so that in this way the lubricating behavior can be influenced in the desired manner, wherein in particular the lubricant layers can also be locally varied and adapted to the requirements.
  • the lubricant Before the lubricant is applied to the rolling rod, the lubricant may be provided with a functional agent. Thereby, the risk of uncontrolled or sudden evaporation of any liquids can be minimized, since the functional agent, even if it is applied to the lubricant in liquid or powder form, has time to make a good connection with the lubricant before the lubricant itself together with the functional agent is applied to the roll bar.
  • an adhesive such as, for example, lime or borax, and / or an insulating agent, in particular a thermal insulation agent, can be used as the functional agent.
  • a release agent such as, for example, lime or borax
  • an insulating agent in particular a thermal insulation agent
  • any suitable additional material which still has to be applied to the roll bar, are used.
  • the risk of evaporation of liquid can be further minimized if the functional agent is also applied in solid form.
  • the functional agent can be applied in foil or plate form on the roll bar.
  • the lubricant is applied directly to the rolling rod. In this respect, it is dispensed with an application of liquids or fluidic or flowable materials before the lubricant comes into contact with the rolling rod. As a result, any disadvantages may occur, such as an uncontrolled evaporation or a relocation of any materials are avoided because prior to the actual application of lubricant no such materials reach the roll bar.
  • these may be of lubricant and / or of functional agents, in particular also as an alternative to reusable, usually metallic matrices, carrier materials, such as cellulose or paper, find use, to which the means So the lubricant and / or functional means are applied before they are applied to the roll bar or introduced into the die.
  • carrier materials such as cellulose or paper
  • the support materials can be removed after the lubrication of the rolling rod or after an introduction of the lubricant or the functional agent in the die and disposed of or re-use to be performed.
  • the carrier materials can also remain on the rolling rod and be lost during rolling, for example burn, and if necessary can also be used as a functional agent.
  • solid lubricant causes a low water or liquid content of the lubricant, which may possibly also minimize aging processes.
  • inventive method but also the device according to the invention, are particularly suitable for lumps, tubes or other elongated hollow body to be hot rolled using a roll bar.
  • any type of lubricants that are suitable for hot rolling can be used.
  • Particularly preferred is layered graphite, in particular when this has been lowered by known measures in its electrical conductivity.
  • graphite-rich or graphite-free lubricants are also conceivable.
  • a workpiece 1 for example, a hollow block in which a corresponding rolling rod 2 is arranged on rollers, be it inclined rollers 3 (see FIG. 1 ) or longitudinal rollers 4 (see FIG. 2 ), with the rollers 3, 4 correspondingly shaping the workpiece 1 onto the roller bar 2, which accordingly counteracts the rollers 3, 4 with a counter resistance, so that an elongated internal opening remains in the workpiece 1 after rolling.
  • the rolling rod 2 with the workpiece 1 occurs not only on pressure but also sliding or rubbing in interaction.
  • a lubricant is usually provided between the workpiece 1 and the rolling rod 2 in order to correspondingly reduce the load for both the workpiece 1 and the rolling rod 2. It should also be borne in mind that such rolling operations take place at relatively high temperatures, in particular also at temperatures above 1000 ° C.
  • the lubricant film 8 prior to winding - depending on requirements - can be provided with a functional agent, such as a binder, an adhesive or the like.
  • the lubricant film 8 may in particular also be designed to be self-adhesive or a suitable adhesive is previously applied to the rolling rod 2.
  • the lubricant film 8 comprises a carrier layer, for example made of paper, cellulose or the like, wherein - optionally - the carrier layer after applying the lubricant to the roll bar 2 can be withdrawn again, if the lubricant layer then sufficient intrinsically stable the rolling rod 2 remains, which can be ensured for example by a suitable adhesive or even by pressing.
  • the lubricant film 8 can also be unwound longitudinally from a supply roll 9 and applied to the roll bar 2, for example by means of two semicircular rolls 10, wherein in the embodiment according to FIG. 6 with two separate lubricant films 8, which are applied on both sides via a respective applicator roll 10, is working.
  • even further supply rolls 9 with lubricant foils 8 may be arranged around the rolling rod 2 and interact with corresponding applicator rolls 10. It is also conceivable that only a lubricant film 8 from a supply roll 9 runs, which is then placed by rollers or corresponding nozzles around the rolling rod 2 around.
  • the lubricant film 8 can first be formed into a tube and then pulled or slipped over the roll bar 2.
  • the applicator rollers 10 in the embodiment after FIG. 6 in that the lubricant film 8 is pressed or pressed against the rolling rod 2, whereby the risk of lubricant being lost in an uncontrolled manner can be minimized.
  • the latter can also after the implementation FIG. 5 but also be advantageous when using a hose for use.
  • such a mechanical pressing or pressing can also - according to the in FIG. 7 illustrated embodiment - are also used advantageously in fluid lubricants, for example, dry or at best only slightly moistened lubricant powder but also in a corresponding pasty material.
  • the fluidic lubricant is applied, for example, from a lubricant reservoir 11 to an application belt 12, which rotates over deflection rollers 13.
  • the application tape 12 is arranged slightly inclined to the direction of movement of the rolling rod 2, which rolls over the application tape 12, so that the lubricant is pressed against the rolling rod 2.
  • the layer thickness can be controlled on the one hand by the speed of the application belt 12, by the withdrawal speed from the lubricant reservoir 11 and / or by the inclination between the rolling rod 2 and the application belt 12.
  • Flowable lubricant can, as in FIG. 8 as exemplified, are also applied from a reservoir 11 via a blast wheel 14 on a rolling rod 2, this blast wheel 14 is preferably provided in a closed space to minimize in this way leakage of lubricant and contamination of the workplace. Even with such a configuration, as, moreover, in the case of the other embodiments mentioned above, it is possible to have the lubricant thickness of the lubricant layer 15 to measure in order to locally adjust the lubricant thickness to the desired requirements.
  • the lubricant can be mixed with a corresponding functional agent having adhesive properties or other properties in order to promote adhesion to the rolling rod 2.
  • a rotating application belt 12 also applied to the roll bar 2 application rollers, similar to the applicator rollers 10 in the application example FIG. 6 , can be used.
  • other or more pressing-effective facilities such as nozzle arrangements or link chains or prismatic chains can be used accordingly, which may possibly also serve as application facilities. It is also conceivable that apply lubricant via brushes on the rolling rod 2.
  • loose scale is blown out on the inner surface of the hollow block 21 and injected a borate and / or phosphate powder for dissolution firmly adhering Zunders.
  • the hollow block 21 is positioned in front of a corresponding rolling mill 24 (in this case a longitudinal rolling mill) and a rolling rod 2 coated with lubricant is inserted into the hollow block 21.
  • a rolling mill 24 in this case a longitudinal rolling mill
  • a rolling rod 2 coated with lubricant is inserted into the hollow block 21.
  • the latter takes place in this embodiment, a retaining device 25 which positions the roller bar 2 accordingly and also holds during the subsequent rolling.
  • the rolling rod 2 can run freely without restraint, in which case preferably a corresponding positioning device for the rolling rod 2 is provided in order to introduce it into the hollow block 1 and then, if necessary, to further convey it.
  • the rolling rod 2 After rolling, the rolling rod 2 is pulled back and driven by a transverse transport 26 from the rolling line. After the transverse transport, the rolling rod 2 is conveyed in this embodiment via roller tables 27 by a cooling device 28 and cooled there to the temperature necessary for later lubrication. Depending on the specific implementation of the present invention, it may also be possible to dispense with separate cooling.
  • the rolling rod 2 is again transversely transported in a transverse transport 29 and fed to a lubricant application station 30 according to the invention, which in this embodiment is connected to a separate lubricant preparation station 33, from which pre-assembled lubricant is provided.
  • a lubricant application station 30 can be any of the above-described application stations, or implement each of the application methods described above.
  • the bar After lubrication, the bar is transported via further roller conveyors 31 or via a further transverse transport 32 to a waiting position, from which they can be picked up by the restraint device 25 when it is retracted (shown dotted) and introduced into a hollow block 21 provided ,

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Warmwalzen metallischer Hohlkörper sowie ein entsprechendes Warmwalzwerk. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange, auf welche vor dem Warmwalzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird. Auch betrifft die Erfindung ein Warmwalzwerk zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange, mit einer Warmwalzeinrichtung sowie mit einer davor angeordneten Schmiermittelauftragsstation.
  • Hierbei sei insbesondere betont, dass sich vorliegende Erfindung nicht auf das Verchromen und anschließende Polieren von Walzstangen bezieht, wie dieses beispielsweise in der JP 2000-246312 A offenbart und allerdings schon wesentlich länger bekannt ist und welches naturgemäß insbesondere durch den Poliervorgang ebenfalls die Reibbeiwerte der Walzstangen senkt. Eine derartige Chromschicht verbleibt jedoch eine Vielzahl an Walzvorgängen an der Walzstange, während zugehörige Schmiermittelschichten vor jedem Walzvorgang auf die Walzstange aufgebracht werden, so dass Schmiermittel mithin als echtes Verbrauchsgut bei derartigen Walzvorgängen anzusehen ist.
  • Derartige Verfahren und Vorrichtungen sind beispielsweise aus der DE 100 44 111 A1 sowie aus der EP 0 076 170 A1 bekannt, wobei die DE 100 44 111 A1 ein Verfahren zum Schmieren von Umform- bzw. Urformwerkzeugen, insbesondere auch von Warmschmiedewerkzeugen, offenbart, bei welchem ein aus Graphit bestehendes Pulver bzw. ein graphithaltiges Pulver elektrisch bzw. elektrostatisch aufgeladen und anschließend unter Zuhilfenahme eines elektrischen Feldes an das jeweilige Werkzeug gebracht wird. Ähnliches offenbart auch die EP 0 076 170 A1 , wobei hier eine Flüssigkeit, gegebenenfalls mit in der Flüssigkeit suspendierten Schmiermittelpartikeln, wie dieses auch in der US 5,492,639 oder der GB 2 022 471 A offenbart ist, aufgetragen wird, während nach der DE 100 44 111 A1 der Auftrag über ein festes aber pulverförmiges also ebenfalls über ein fluidisches Schmiermittel erfolgt. Auch die EP 1 775 038 B1 und die US 2009/0293569 A1 offenbaren die Verwendung eines pulverförmigen also fluidischen bzw. fließfähigen Schmiermittels, welches jedoch offensichtlich ohne die Verwendung eines elektrischen Feldes unter Zuhilfenahme eines Trägergasstromes aufgetragen wird. Hierbei kann eine Schmierschicht einerseits auf der Innenseite des zu bearbeitenden Hohlblocks also des Werkstücks, aufgebracht werden. Ebenso kann eine entsprechende Schmierung an der Walzstange, also an einem Werkzeug, vorgesehen sein, wobei als Schmiermittel Graphit-basierte Schmiermittel, beispielsweise unter Hinzufügen eines Kunststoffbasierten organischen Bindemittel bzw. Glimmer-basierte Schmiermittel mit einem anorganischen Binder auf der Basis von Boraten zur Anwendung kommen können.
  • Die Verwendung fester Schmiermittel ist andererseits beim Schmieden, also bei gänzlich gattungsfremden Umformungsverfahren, aus der US 2004/144643 A1 für die Herstellung von zu beschichtenden Körpern aus nicht-Eisen-Metallen für die physikalische Gasphasenabscheidung bekannt.
  • Feste Schmiermittel für Walzstangen sind an sich auch in der US 4,575,430 oder der EP 0 116 882 A2 offenbart, wobei dort eine Auftragen des festen Schmiermittels auf die Walzstange über abrasive oder aufschmelzende Prozesse erfolgt, so dass das Schmiermittel dort an sich aufgeschmiert wird. Während letztere Prozesse unmittelbar zu einem flüssigen Auftragen des Schmiermittels, wie dieses bereits vorstehend erläutert wurde, führen, bedingen erstere Prozesse an sich auf den ersten Blick scheinbar einen Auftrag des Schmiermittels in fester Form auf eine entsprechende Walzstange. Jedoch bedingt der abrasive Übertrag von Schmiermittel, dass auf mikroskopischer Skala die scheinbar feste Struktur des abrasiv aufgetragenen Schmiermittels aufgebrochen wird und sich eine feste Struktur erst wieder nach dem Auftragen auf der Walzstange ausbildet.
  • All diese Verfahren haben mithin gemein, dass sich während des Abreibens bzw. abrasiven Auftragens oder auch während des Aufsprühens - sei es ein trockenes Pulver oder sei es eine Flüssigkeit - die Schmiermitteldicke nur sehr schwer beherrschen und auf ein Minimum beschränken lässt, da für das Auftragen des Schmiermittels möglichst wenig Zeit verstreichen sollte, sodass die jeweilige Walzstange möglichst wenig abkühlt und möglichst schnell für den nächsten Walzvorgang zur Verfügung steht, und dass die lokale Schmiermitteldickenverteilung sich durch derartige Sprühvorgänge nur schwer kontrollieren lässt.
  • Es ist Aufgabe vorliegender Erfindung, hier Abhilfe zu schaffen.
  • Als Lösung wird ein Verfahren zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange, auf welche vor dem Warmwalzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird, vorgeschlagen, wobei das Schmiermittel in fester Folien- oder Plattenform bzw. in fester Form als Formkörper an die Walzstange gebracht wird.
  • In Abweichung von Schmiermittel, welches fluidisch, als Pulver, Pasten, Suspension oder in sonstiger flüssiger Form, aufgebracht wird, ermöglicht der Auftrag in fester Form, beispielsweise in Form von Folien, Platten oder sonstigen Formkörpern, ein schnelleres und betriebssicheres Aufbringen, insbesondere da die Gefahren, dass Schmiermittel unkontrolliert wieder abfällt oder durch nahezu explosionsartige Verdampfungsprozesse eines Trägerfluides wieder entfernt wird, auf ein Minimum reduziert werden kann. In diesem Zusammenhang sei betont, dass eine "feste Form" von einer makroskopischen und in gewissen Grenzen eigenstabilen Form des Schmiermittels ausgeht, die sich von fluidischen also fließ- oder streichfähigen Zuständen, welche als Vielteilchen- bzw. Vielkörpermassestrom, sei es bei abtragenden oder ablativen Prozessen, in einem Pulverstrom, in einer Suspension oder sei es zur Gänze als Flüssigkeit, fließen können, dadurch unterscheidet, dass die charakteristischen Dimensionen des in fester Form vorliegenden Schmiermittels in dem Zeitpunkt, in welchem das Schmiermittel an die Walzstange gebracht wird, wesentlich größer sind, als die letztliche Schichtdicke. Insofern werden insbesondere Folien, Platten oder sonstige dünne Flächengebilde aber auch Stangen als fest anzusehen sein, da diese zumindest in einer Dimension bei Stangen und ähnlichem bzw. in zwei Dimensionen bei Platten oder Folien wesentlich größer als die Schichtdicke, nämlich als der Stangendurchmesser bzw. als die Dicke der Folien oder Platten, sind, während trockene Pulver fließen können und an sich nicht fest sind. Selbiges gilt für Pasten, die insbesondere bei den Temperaturen, bei welchen die Walzstangen geschmiert werden bzw. werden müssen, in der Regel unmittelbar zu fließen anfangen und mithin dieselben Nachteile wie sprühfähige Flüssigkeiten zeigen, und für Schmiermittel, die durch abrasive Prozesse oder Ablation auf die Walzstange gebracht werden, da auch dort die während des Abreibens die feste Struktur lokal aufgebrochen werden und charakteristischen Dimensionen in kleinsten Schmiermittelpartikeln oder Tröpfchen zu finden sind, die einzeln durch das Abreiben von einer Oberfläche auf die andere übertragen werden.
  • Vorzugsweise wird das Schmiermittel zu nächst in einem ersten Verfahrensschritt vorkonfektioniert und anschließend das vorkonfektionierte Schmiermittel in einem zweiten Verfahrensschritt an die Walzstange gebracht. Hierdurch kann bei dem Vorkonfektionieren mit der zugehörigen Präzession gearbeitet werden, insbesondere ohne dass der Walzprozess selbst bzw. ein Arbeitsweg der Walzstange und deren Taktgeschwindigkeit bzw. Baugruppen der Walzstraße oder die dort herrschenden Temperaturen dieses Vorkonfektionieren beeinträchtigen. Dieses gilt insbesondere dann, wenn die beiden Verfahrensschritte nicht synchronisiert sind, so dass das Vorkonfektionieren auch zeitlich unabhängig von dem Auftragen oder Anbringen an die Waltzstange erfolgen kann.
  • Dementsprechend wird unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung auch ein Warmwalzwerk zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange, mit einer Warmwalzeinrichtung sowie mit einer davor angeordneten Schmiermittelauftragsstation vorgeschlagen, welches sich durch eine Schmiermittelkonfektionierungsstation auszeichnet, die separat von der Schmiermittelauftragsstation angeordnet ist. Dieses ermöglicht erstmals ein gezieltes Aufbringen von Schmiermittel außerhalb eines während der Produktion bzw. während des Wälzens stattfindenden Kreisprozesses, welchen die Walzstangen durchlaufen und welcher letztlich durch die Taktgeschwindigkeit diese Umlaufs vorgegeben ist, wobei es schon aus energetischen Gründen und auch aus Gründen der Anschaffungskosten das Ziel ist, die Walzstangen mit möglichst kurzer Taktfrequenz umlaufen und möglichst nicht abkühlen zu lassen. Ggf. ist es auch denkbar, mehrere Schmiermittelkonfektionierungsstationen parallel laufen zu lassen, wenn die Taktfrequenz der Walzstangen derart hoch ist, dass eine Schmiermittelkonfektionierungsstation nicht ausreichend schnell das Schmiermittel vorkonfektionieren kann.
  • Ein derartiges nicht synchronisiertes Vorkonfektionieren ist insbesondere dann von Vorteil, wenn das Schmiermittel in fester Form an die Walzstange gebracht wird. Beispielsweise können Folien oder Bänder entsprechend als Rollenware vorbereitet werden, um diese anschließend in dem laufenden Produktionsprozess auf die Walzstangen zu wickeln. Ebenso können Platten oder Folien vorbereitend zugeschnitten oder auch - möglicherweise lediglich lokal, beispielsweise im Bereich oder kurz hinter einer Walzstangespitze - mehrlagig vorbereitet werden, um dieses anschließend im laufenden Produktionsprozess schnell und betriebssicher um eine Walzstange herum zu legen. Andererseits kann aber auch Schmiermittel, sei es in fester oder in nicht fester Form, ein einem vorkonfektionierendem Verfahrensschritt zunächst in eine Matrize aufgetragen und anschließend in dem zweiten Verfahrensschritt auf die Walzstange aufgebracht werden, wobei es während des zweiten Verfahrensschrittes durchaus denkbar ist, dass das Schmiermittel fest oder nicht fest ist, so lange es in ausreichendem Maße in der Matrize stabil verbleibt, bis es auf die Walzstange übertragen ist.
  • Unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung schlägt die Erfindung dementsprechend auch ein Verfahren zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mit einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange vor, auf welche vor dem Walzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird, wobei sich dieses Warmwalzverfahren dadurch auszeichnet, dass das Schmiermittel in eine an die Walzstange angepassten Matrize aufgetragen und anschließend auf die Walzstange aufgebracht wird.
  • Letztere Lösung ermöglicht es kumulativ bzw. alternativ zu dem Schmiermittelauftrag in fester Form einen kontrollierten und kontrollierbaren Schmiermittelauftrag, bei welchem ebenfalls die Gefahr von plötzlichen Verdampfen großer Flüssigkeitsmengen aber auch eine genaue Schichtdickenkontrolle ohne weiteres Erfolgen kann, da letztlich die Matrize ohne weiteres vorbereitet und in der Schmiermittelmenge auch lokal an die entsprechenden Erfordernisse angepasst werden kann, bevor das Schmiermittel von der Matrize ausgehend auf die Walzstange übertragen wird. Der letztere Vorgang kann dann sehr schnell geschehen, sodass der Gesamtprozess hierdurch nur unwesentlich verlangsamt wird.
  • Unter Verwendung einer entsprechenden Matrize kann das Schmiermittel in fester Form in die Matrize eingebracht werden. Hierzu können beispielsweise einzelne oder mehrere Lagen von Schmiermittelfolie in die Matrize eingelegt werden. Ebenso kann jedoch auch flüssiges bzw. fluidisches Schmiermittel in die Matrize aufgetragen werden, wobei insbesondere die Möglichkeit besteht, diesen Vorgang gründlich und über einen längeren Zeitraum durchzuführen, sodass er dementsprechend kontrolliert abläuft. Insbesondere können bei flüssigen Schmiermitteln bzw. Schmiermitteln, welche im Zusammenhang mit einer Flüssigkeit in die Matrize aufgetragen werden, Verdampfungs- bzw. Trocknungsprozesse stattfinden, sodass ein unkontrolliertes Verdampfen dieser Flüssigkeiten, wenn diese mit der Walzstange in Kontakt kommen, nicht auftritt.
  • Je nach konkreter Umsetzung ist es hierbei somit denkbar, dass auch fluidische Schmiermittel, wie insbesondere Suspensionen oder Pasten, derart aushärten oder aber durch Anpressen verdichtet werden, dass ein selbsttragender Formkörper in der Matrize ausgeformt wird, der dann entsprechend der erstgenannten Lösung dazu führt, dass das Schmiermittel in fester Form an die Walzstange gebracht wird. Dieses ist jedoch nicht zwingend notwendig, solange das Schmiermittel durch die Matrize ausreichend in seiner Form stabilisiert wird; dann können auch nicht selbsttragende Ausformungen an Schmiermittel über die Matrize und von der Matrize gestützt betriebssicher an die Walzstange gebracht werden.
  • Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn, nachdem das Schmiermittel in die Matrize aufgetragen wurde, das Schmiermittel von der Matrize auf die Walzstangen übertragen wird, indem entweder die Walzstange in die Matrize oder die Matrize um die Walzstange gelegt wird. Dieses ermöglicht insbesondere auch ein geeignetes Andrücken des Schmiermittels an die Walzstange, sodass dieses betriebssicher auch während der Folgeprozesse, wie beispielsweise während des Transports zu der Warmwalzeinrichtung und des Einführens in den Hohlkörper, an der Walzstange verbleibt. Hierbei versteht es sich, dass ein entsprechendes Andrücken bzw. Anpressen des Schmiermittels auch auf andere Weise erfolgen kann, wie nachfolgend noch erläutert wird.
  • Insbesondere kann das Schmiermittel in Folien- oder Plattenform an die Walzstange gebracht werden, wie bereits vorstehend angedeutet. Hierbei können insbesondere auch vorgeschnittene Teile zur Anwendung kommen, sodass eine Schichtdickenvariation des Schmiermittels ohne weiteres und betriebssicher bereits bei der Vorbereitung realisiert werden kann. Andererseits ist es jedoch auch denkbar Schmiermittelfolien oder -platten in eine Matrize einzulegen und anschließen, wie bereits vorstehend erläutert, an die Walzstange zu bringen. In diesem Zusammenhang sei auch erläutert, dass entsprechend dünne Formkörper aus Schmiermittel, seien sie innerhalb einer Matrize angeordnet oder auf sonstige Weise freitragend vorgeformt, als Folien zu bezeichnen sind.
  • Auch Schmiermittel in Folien- oder Plattenform wird vorzugsweise an die Walzstange angedrückt bzw. angepresst. Bei der Verwendung einer Matrize geschieht dieses unmittelbar, wenn die Matrize um die Walzstangen gelegt wird bzw. wenn die Walzstange in die Matrize gelegt wird. Andererseits kann das Andrücken bzw. Anpressen auch über Walzen oder sonstige Baugruppen geschehen.
  • Insbesondere wenn das in Folien- oder Plattenform vorliegende Schmiermittel auf die Walzstange aufgewickelt wird, kann schon der für das Aufwickeln aufgebrachte Längszugs in der entsprechenden Schmiermittelmaterialbahn ein ausreichendes Andrücken des Schmiermittels gewährleisten.
  • Die vorstehenden Lösungen bedingen jeweils, dass das Schmiermittel entweder in fester Form, sei es in Folien- oder Plattenform bzw. als Formkörper, oder sei es in noch fluidischer, d. h. in fließfähiger Form, durch eine Matrize gestützt an die Walzstange gebracht wird. Hierdurch kann ein besonders kontrollierter und kontrollierbarer Schmiermittelauftrag, insbesondere ohne die Gefahr von plötzlichem Verdampfen großer Flüssigkeitsmengen oder aber eines unbeabsichtigten Abtropfen von fluidischen Bestandteilen umgesetzt werden. Insbesondere kann, je nach konkreten Erfordernissen, die Schichtdicke sowie das Maß, in welchem das Schmiermittel angedrückt wird, je nach konkreter Umsetzung vorliegender Erfindung an die bestehenden Erfordernisse angepasst werden.
  • Dementsprechend schlägt vorliegende Erfindung unabhängig von den übrigen Merkmalen dieser Erfindung ein Verfahren zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange als Lösung der oben genannten Aufgabe vor, wobei auf die Walzstange vor dem Warmwalzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird und sich das Verfahren dadurch auszeichnet, dass das Schmiermittel an die Walzstange angedrückt wird. Durch dieses Andrücken kann unabhängig von den übrigen Merkmalen der Erfindung die Gefahr eines plötzlichen Verdampfens sowie ein unkontrolliertes Abtropfen von Schmiermittel minimiert werden. Hierbei wird vorliegend unter einem "Andrücken" ein Kraftaufbringen mit mechanischen Mitteln verstanden.
  • Insofern wird ebenfalls ein Warmwalzwerk zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange vorgeschlagen, wobei das Warmwalzwerk eine Warmwalzeinrichtung sowie eine davor angeordnete Schmiermittelauftragsstation umfasst und sich durch eine Vorrichtung zum Andrücken von Schmiermitteln auszeichnet. Durch das Andrücken kann eine einfache Beherrschung der Schichtdicke garantiert werden, insbesondere wenn letztere variiert werden soll. Hierbei kann die Schichtdicke beispielsweise durch Schmiermittelplatten oder -folien bzw. durch feuchtes Pulver, durch ausreichen pastöses Schmiermittel oder durch entsprechende Formmatrizen gezielt beeinflusst werden, wobei die Andrückvorrichtung wenigstens eine Schmiermittelauftragswalze umfassen kann, welche einen besonders kontrollierten und kontrollierbaren Schmiermittelauftrag gewährleistet. Insbesondere kann die Gefahr von plötzlichem Verdampfen großer Flüssigkeitsmengen, wie bereits vorstehend erläutert, gezielt minimiert werden.
  • Dementsprechend ist es auch in der Verfahrensführung vorteilhaft, wenn das Schmiermittel aufgewalzt wird, was insbesondere eben durch Walzen aber auch durch Bürsten bzw. durch Raupenketten, Gliederketten oder Prismenketten, also Matrizen tragende Ketten, geschehen kann. Da letztere Einrichtung nicht als Auftragswalzen bezeichnet werden können, ist es dementsprechend vorteilhaft, wenn die Andrückvorrichtung wenigstens eine Schmiermittelpresse umfasst, die beispielsweise durch die vorgenannten Ketten, insbesondere Prismenketten, oder aber auch durch Förderbänder realisiert sein kann.
  • Wie bereits vorstehend erläutert, können auch Folien auf die Walzstange aufgebracht werden. Dementsprechend ist es vorteilhaft, wenn die Andrückvorrichtung wenigstens eine Folienwickelvorrichtung umfasst. Hierbei kann die Folienspannung gegebenenfalls schon einem Andrücken dienen, wobei - je nach konkreter Umsetzung - noch eine Schmiermittelpresse bzw. eine entsprechende Andrückwalze, die ggf. auch als Schmiermittelauftragseinrichtungen bzw. als Auftragswalzen dienen können, vorgesehen sein können, um ausreichende Andrückkräfte sicherstellen zu können.
  • Unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung wird darüber hinaus ein Warmwalzwerk zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange vorgeschlagen, wobei das Warmwalzwerk eine Warmwalzeinrichtung sowie eine davor angeordnete Schmiermittelauftragsstation umfasst und sich dadurch auszeichnet, dass die Schmiermittelauftragsstation eine Vorrichtung zur Variation der Schichtdicke des Schmiermittels entlang der Walzstange aufweist. Dementsprechend wird auch ein Verfahren zum Warmwalzen metalischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange, auf welche vor dem Warmwalzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird, vorgeschlagen, wobei sich dieses Verfahren dadurch auszeichnet, dass die Schichtdicke des Schmiermittels beim Auftragen entlang der Walzstange variiert wird.
  • Durch eine Schichtdickenvariation, und insbesondere durch eine Schichtdickenkontrolle, kann die Schichtdicke an die individuellen Bedürfnisse angepasst werden. Insbesondere kann eine Schichtdickenvariation über die axiale Erstreckung der Walzstange vorgesehen sein, beispielsweise mit einem Maximum beim 0,3-fachen der Walzstangenlänge. Auf diese Weise kann die Menge an Schmiermittel minimiert werden, wodurch die Gesamtkosten für das Warmwalzen dementsprechend optimiert werden können. Ebenso ist es denkbar, insbesondere im Einlaufbereich eine Variation der Schichtdicke in Umfangsrichtung um die Walzstange vorzusehen. Dieses trägt insbesondere der Tatsache Rechnung, dass in der Regel beim Warmwalzen auch im Umfang lediglich ausgewählte Gebiete zu einem bestimmten Zeitpunkt mit der Walzstange in Kontakt kommen, insbesondere beim Beginn des Walzvorganges. Durch eine entsprechend angepasste Schichtdicke des Schmiermittels kann sichergestellt werden, dass lediglich die Menge an Schmiermittel an den entsprechenden Stellen vorliegt, die auch tatsächlich benötigt wird.
  • In diesem Zusammenhang versteht es sich, dass insbesondere die Schichtdicke auch lokal gemessen und das Messergebnis für einen Regelkreis zur Regelung der Schichtdicke genutzt werden kann. Letzteres gilt insbesondere auch wenn fluidische Schmiermittel, also pastöse, flüssige oder pulverförmige Schmiermittel, aufgetragen werden, da hier mögliche Abweichungen von Sollvorgaben durch kleiner Störungen in größerem Maße zu befürchten sind, als dieses bei festen Schmiermitteln der Fall ist.
  • Insbesondere kann das Schmiermittel mehrlagig an der Walzstange angebracht werden. Dieses kann insbesondere auch durch verschiedene Auftragsverfahren geschehen, wobei hierdurch eine genauere und leichte Schichtdickenkontrolle sowie eine Anpassung an individuelle Bedürfnisse erfolgen kann, insbesondere auch wenn die Zahl der Schmiermittellagen lokal unterschiedlich gewählt wird. Insbesondere kann auch die Art der Schmiermittellagen entsprechend der Erfordernisse angepasst werden, wobei es auch möglich ist, unterschiedliche Arten von Schmiermitteln in verschiedenen Lagen aufzubringen. Hierbei versteht es sich, dass ein mehrlagiges Anbringen von Schmiermittel auf der Walzstange auch unabhängig von den übrigen Merkmalen vorliegender Erfindung für ein Verfahren zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange, auf welche vor dem Warmwalzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird, von Vorteil ist. Dieses insbesondere auch in Abgrenzung zu der EP 1 775 038 B1 , bei welcher Schmiermittel einerseits auf der Walzstange und andererseits jedoch in dem Hohlkörper vorgesehen ist, wobei insbesondere letzteres sehr hohe Anforderungen an den Schmiermittelauftrag stellt, da der entsprechende Hohlkörper verhältnismäßig hohe Temperaturen aufweist und der Schmiermittelauftrag von innen erfolgen muss.
  • Wie bereits vorstehend angedeutet können die Schmiermittellagen unterschiedliche Materialeigenschaften aufweisen, sodass hierdurch das Schmierverhalten in gewünschter Weise beeinflusst werden kann, wobei insbesondere die Schmiermittellagen auch lokal variiert und den Erfordernissen angepasst werden können.
  • Vor dem Schmiermittelauftrag auf die Walzstange kann das Schmiermittel mit einem Funktionsmittel versehen sein. Hierdurch kann die Gefahr eines unkontrollierten oder plötzlichen Verdampfens irgendwelcher Flüssigkeiten minimiert werden, da das Funktionsmittel, auch wenn es flüssig oder in Pulverform auf das Schmiermittel aufgebracht wird, Zeit hat, mit dem Schmiermittel eine gute Verbindung einzugehen, bevor das Schmiermittel selbst gemeinsam mit dem Funktionsmittel auf die Walzstange aufgebracht wird.
  • Andererseits ist es auch möglich, eine Schicht Funktionsmittel unmittelbar auf die Walzstange aufzutragen, bevor der Schmiermittelauftrag erfolgt. Letzteres ist insbesondere dann ohne die Gefahr eines unkontrollierten oder plötzlichen Verdampfens von Flüssigkeit bzw. ohne die Gefahr eines Abtropfens von Funktionsmittel möglich, wenn das Funktionsmittel fest ist. Sollte das Funktionsmittel fluidisch sein, so kann durch die Verwendung von Platten oder Folien als Schmiermittel bzw. durch die Verwendung von Formkörpern als Schmiermittel oder aber durch die geeignete Verwendung von Auftragsvorrichtungen, wie Walzen oder Matrizen, ein gleichmäßiger Auftrag von Schmiermittel sichergestellt werden, auch wenn das Funktionsmittel möglicherweise unkontrolliert bzw. mehr oder weniger unkontrolliert auf die Walzstange aufgetragen wird. In konkreter Verfahrensführung ist es jedoch auch denkbar, dass der Auftrag des Funktionsmittels auf die Walzstange unmittelbar vor dem Schmiermittelauftrag erfolgt, sodass die Zeitspanne, in welcher das Funktionsmittel unkontrolliert reagieren kann, minimiert ist.
  • Als Funktionsmittel kann insbesondere ein Klebemittel, ein Bindemittel, ein Trennmittel, wie beispielsweise Kalk oder Borax, und/oder ein Isolationsmittel, insbesondere ein thermisches Isolationsmittel, zur Anwendung kommen. Diesbezüglich kann ergänzend zu dem Schmiermittel jedes geeignete Zusatzmaterial, welches noch auf die Walzstange aufgebracht werden muss, zur Anwendung kommen.
  • Wie bereits vorstehend angedeutet, kann die Gefahr eines Verdampfens von Flüssigkeit weiter minimiert werden, wenn auch das Funktionsmittel in fester Form aufgebracht wird. Insbesondere kann das Funktionsmittel in Folien- oder Plattenform auf die Walzstange aufgebracht werden. Insbesondere wenn das Funktionsmittel nicht zwischen Schmiermittel und Walzstange vorgesehen sein muss, ist es von Vorteil, wenn das Schmiermittel unmittelbar auf die Walzstange aufgebracht wird. Insofern wird auf ein Auftragen von Flüssigkeiten bzw. fluidischen oder fließfähigen Werkstoffen verzichtet, bevor das Schmiermittel mit der Walzstange in Kontakt kommt. Hierdurch können etwaige Nachteile kommen, wie ein unkontrolliertes Verdampfen bzw. ein verlagern irgendwelcher Werkstoffe vermieden werden, da vor dem eigentlichen Schmiermittelauftrag keine derartigen Werkstoffe auf die Walzstange gelangen.
  • Bei der Verwendung von Folien, Platten oder Formkörpern, sei diese aus Schmiermittel und/oder aus Funktionsmittel können, insbesondere auch als Alternative zu wiederverwendbaren, in der Regel metallischen Matrizen, Trägermaterialien, wie Beispielsweise Zellulose oder Papier, Verwendung finden, auf welche die Mittel, also die Schmiermittel und/oder Funktionsmittel, aufgebracht sind, bevor diese auf die Walzstange aufgebracht oder in die Matrize eingebracht werden. Dieses ermöglicht es auch bei sehr dünnen Schichtdicken eigentragende Strukturen für das Schmiermittel bzw. das Funktionsmittel auszubilden, auch wenn diese Schichtdicken in sich nicht ausreichen, um das Material in sich ausreichend zu stabilisieren. Je nach konkreter Umsetzung können die Trägermaterialien nach dem Schmieren der Walzstange bzw. nach einem Einbringen des Schmierstoffs oder des Funktionsmittels in die Matrize wieder entfernt und entsorgt oder einer Wiederverwendung zu geführt werden. Andererseits können die Trägermaterialien auch an der Walzstange verbleiben und während des Walzens verloren gehen, beispielsweise verbrennen, wobei sie ggf. auch als Funktionsmittel genutzt werden können.
  • Insbesondere die Verwendung fester Schmiermittel bedingt einen geringen Wasser- oder Flüssigkeitsgehalt der Schmiermittel, was ggf. auch Alterungsprozesse zu minimieren vermag.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren, aber auch die erfindungsgemäße Vorrichtung, eignen sich insbesondere für Luppen, Rohre oder andere längliche Hohlkörper, die unter Verwendung einer Walzstange warmgewalzt werden sollen.
  • Es versteht sich, dass die Merkmale der vorstehend bzw. in den Ansprüchen beschriebenen Lösungen gegebenenfalls auch kombiniert werden können, um die Vorteile entsprechend kumuliert umsetzten zu können.
  • Je nach konkreter Umsetzung vorliegender Erfindung lassen sich folgende Vorteile kumulierend oder alternierend umsetzten:
    • Verbesserung der Schmierung zwischen Walzstange und Walzgut;
    • Herstellung einer über die Walzstangenlänge variablen und an die Walzstangenbelastung angepassten Schmierstoff dicke;
    • Verringerung des Schmiermittelverbrauchs, da optimale Schmiermittelkontrolle;
    • Verringerung der Umwelt- und Arbeitsplatzbelastung, insbesondere durch Verminderung der Emissionen aus verdampfender Flüssigkeit bzw. der Feinstaubbelastung;
    • Aufbau strukturierter oder mehrlagiger Schmierschichten und Trennschichten; und/oder
    • die Gefahr eines Eindringens von Wasser in das Werkstück.
  • Als Schmierstoffe können bei vorliegender Erfindung jede Art Schmierstoffe, die für Warmwalzen geeignet sind, zur Anwendung kommen. Besonders bevorzugt wird schichtförmiger Graphit, insbesondere wenn dieser durch an sich bekannte Maßnahmen in seiner elektrischen Leitfähigkeit abgesenkt wurde. Insbesondere für hochlegierte Stähle oder Spezialstähle sind auch graphitarme oder graphitfreie Schmiermittel denkbar.
  • Weitere Vorteile, Ziele und Eigenschaften vorliegender Erfindung werden anhand nachfolgender Beschreibung von Ausführungsbeispielen erläutert, die insbesondere auch in anliegender Zeichnung dargestellt sind. In der Zeichnung zeigen:
    • Figur 1
    das Prinzip des Rohrwalzens mit innenliegender Walzstange, in diesem Fall ein Schrägwalzverfahren;
    Figur 2
    das Prinzip des Rohrwalzens mit innenliegender Walzstange, in diesem Fall ein Längswalzverfahren;
    Figur 3
    ein Aufsprühen flüssiger Schmiermitteldispersion durch einen Düsenring in einer schematischen Längsansicht;
    Figur 4
    die Anordnung nach Figur 3 in einer Schnittansicht durch die Walzstange;
    Figur 5
    eine Beschichtung einer Walzstange durch Aufwickeln einer Schmiermittelfolie;
    Figur 6
    eine Walzstangenschmierung, bei welcher eine Schmiermittelfolie von Rollen abgewickelt und längs über die Walzstange aufgezogen wird;
    Figur 7
    ein nicht erfindungsgemäßes und der Erläuterung des allgemeinen Umfelds dienendes Andrücken von Schmiermittel an eine rotierende Dornstange über ein Auftragsband;
    Figur 8
    ein nicht erfindungsgemäßes und der Erläuterung des allgemeinen Umfelds dienendes Aufwerfen von Schmiermittelpulver auf eine Walzstange;
    Figur 9
    einen Walzstangenkreislauf eines Warmwalzwerks mit einer Schmiermittelauftragsstation.
  • Beim Warmwalzen eines Werkstücks 1 mittels einer Walzstange 2 wird, wie in Figuren 1 und 2 schematisch dargestellt, als Werkstück 1 beispielsweise ein Hohlblock, in welchem eine entsprechende Walzstange 2 angeordnet ist, an Walzen, seien es Schrägwalzen 3 (siehe Figur 1) oder Längswalzen 4 (siehe Figur 2), vorbeigeführt, wobei die Walzen 3, 4 das Werkstück 1 entsprechend auf die Walzstange 2 hin umformen, welche dementsprechend den Walzen 3, 4 einen Gegenwiderstand entgegensetzt, sodass nach dem Walzen eine längliche Innenöffnung in dem Werkstück 1 verbleibt. Hierbei tritt die Walzstange 2 mit dem Werkstück 1 jedoch nicht nur auf Druck sondern auch gleitend bzw. reibend in Wechselwirkung. Dementsprechend wird in der Regel zwischen Werkstück 1 und Walzstange 2 ein Schmiermittel vorgesehen, um entsprechend die Belastung sowohl für das Werkstück 1 als auch für die Walzstange 2 zu vermindern. Auch ist zu berücksichtigen, dass derartige Walzvorgänge bei verhältnismäßig hohen Temperaturen, insbesondere auch bei Temperaturen über 1 000°C, ablaufen.
  • Hierbei ist es aus dem Stand der Technik an sich bekannt, eine Schmiermitteldispersion 6 aus einem Düsenring 7 auf eine Walzstange 2 aufzutragen, welche beispielsweise mittels Transportrollen 5 an dem Düsenring 7 vorbeigeführt wird (siehe Figuren 3 und 4), um eine entsprechende Schmiermittelschicht 15 bereitzustellen. Entsprechende Suspensionen haben jedoch den Nachteil, dass das Lösungsmittel an sich an der heißen Walzstange 2 unkontrolliert verdampfen kann, sodass - um eine ausreichende Menge an Schmiermittel sicherzustellen - verhältnismäßig viel Schmiermittel aufgesprüht werden muss. Darüber hinaus besteht das Risiko, dass sich das Schmiermittel nach einem Verdampfen des Lösungsmittels als Abrieb verflüchtigt und mithin für den Walzprozess nicht mehr zur Verfügung steht. Diesem wird nach dem Stand der Technik dadurch abzuhelfen, dass trockenes Pulver über ein elektrisches Feld gerichtet, aufgebracht werden soll. Hiermit lässt sich jedoch die Gefahr eines unkontrollierten Abriebs nicht beseitigen. Ebenso gestaltet sich ein gezielter Auftrag nachwievor als sehr schwierig, zumal dass entsprechende elektrische Feld unter den tatsächlichen Betriebsbedingungen nur sehr schwer kontrolliert und in der gewünschten Weise aufrecht erhalten werden kann. Vorliegend wird dieses durch eine nicht dargestellte Kontrolle der Schmiermittelschicht sichergestellt, mittels welcher die Schichtdicke des Schmiermittels vor einem Einbringen der geschmierten Walzstange 2 in den Hohlblock 1 gemessen und dann regelnd auf den Durchsatz durch den Düsenring 7 eingegriffen wird, um etwaige Verluste durch Abrieb oder Abfallen kompensieren zu können.
  • Durch die Verwendung einer Schmiermittelfolie 8 (siehe Figur 5), welche von einer Vorratsrolle 9 auf die Walzstange 2 zur Bildung einer Schmiermittelschicht 15 aufgebracht wird, kann diesem Nachteil ebenfalls einfach und betriebssicher begegnet werden. Dadurch, dass das Schmiermittel in fester Form aufgebracht wird, besteht das Risiko eines unkontrollierten Verdampfens von Flüssigkeit nicht. Ebenso kann durch diese feste Form die Gefahr eines unkontrollierten Abriebs minimiert werden. Hierbei versteht es sich, dass, wie aus Figur 5 unmittelbar ersichtlich, die Schmiermittelfolie 8 auf Stoß spiralförmig um die Walzstange 2 herumgewickelt werden kann. Ebenso kann jedoch auch ein Überlapp oder ein gewisser Spalt zwischen den einzelnen Wicklungen verbleiben, wodurch die Menge an Schmiermittel gezielt kontrolliert und auch lokal variiert werden kann. Ebenso ist offensichtlich, dass auf diese Weise auch mehrere Lagen, insbesondere auch mehrere Lagen verschiedener Schmiermittelfolien 8 dementsprechend auf die Walzstange 2 aufgewickelt werden können. Auch versteht es sich, dass die Schmiermittelfolie 8 vor dem Aufwickeln - je nach Erfordernissen - mit einem Funktionsmittel, wie beispielsweise einem Binder, einem Kleber oder Ähnlichem, versehen sein kann. Hierbei kann die Schmiermittelfolie 8 insbesondere auch selbstklebend ausgebildet werden oder es wird ein geeignetes Haftmittel vorher auf die Walzstange 2 aufgetragen. Ebenso ist es denkbar, dass die Schmiermittelfolie 8 eine Trägerschicht, beispielsweise aus Papier, Zellulose oder dergleichen, umfasst, wobei - gegebenenfalls - die Trägerschicht nach dem Aufbringen des Schmiermittels auf die Walzstange 2 auch wieder abgezogen werden kann, wenn die Schmierstoffschicht dann ausreichend eigenstabil auf der Walzstange 2 verbleibt, was beispielsweise durch ein geeignetes Haftmittel oder aber auch durch ein Andrücken gewährleistet werden kann.
  • Wie in Figur 6 exemplarisch dargestellt, kann die Schmiermittelfolie 8 auch längs von einer Vorratsrolle 9 abgewickelt und an der Walzstange 2 appliziert werden, beispielsweise mittels zweier halbrunder Walzen 10, wobei bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6 mit zwei getrennten Schmiermittelfolien 8, welche beidseits über je eine Auftragswalze 10 aufgetragen werden, gearbeitet wird. Ebenso können auch noch weitere Vorratsrollen 9 mit Schmiermittelfolien 8 um die Walzstange 2 herum angeordnet sein und mit entsprechenden Auftragswalzen 10 wechselwirken. Auch ist es denkbar, dass lediglich eine Schmiermittelfolie 8 von einer Vorratsrolle 9 abläuft, welche dann durch Walzen oder auch entsprechende Düsen um die Walzstange 2 herum gelegt wird. In einer alternativen Umsetzung kann die Schmiermittelfolie 8 zunächst zu einem Schlauch geformt und anschließend über die Walzstange 2 gezogen oder gestülpt werden.
  • Insbesondere bei letzteren Umsetzungen ist es denkbar, dass Folien mit variierender Schichtdicke zum Einsatz kommen, sodass auf die Walzstangen ein variierendes Schichtdickenprofil der Schmiermittelschicht 15 unmittelbar aufgetragen wird. Andererseits versteht es sich, dass ein entsprechendes Profil auch durch mehrere Lagen, welche aufgetragen bzw. aufgebracht werden, bereitgestellt werden kann.
  • Wie unmittelbar ersichtlich, bedingen die Auftragswalzen 10 bei dem Ausführungsbeispiel nach Figur 6, dass die Schmiermittelfolie 8 an die Walzstange 2 angedrückt bzw. angepresst wird, wodurch die Gefahr, dass Schmiermittel unkontrolliert verloren geht, minimiert werden kann. Letzteres kann auch bei der Umsetzung nach Figur 5 aber auch bei der Verwendung eines Schlauchs entsprechend vorteilhaft zur Anwendung kommen.
  • Ein derartiges, mechanisches Andrücken bzw. Anpressen kann aber auch - entsprechend des in Figur 7 dargestellten Ausführungsbeispiels - auch bei fluidischen Schmiermitteln, beispielsweise bei trockenem oder bestenfalls nur leicht befeuchteten Schmiermittelpulver aber auch bei einem entsprechenden pastösen Material vorteilhaft genutzt werden. Hierzu wird das fluidische Schmiermittel beispielsweise aus einem Schmiermittelvorrat 11 auf ein Auftragsband 12 aufgebracht, welches über Umlenkrollen 13 umläuft. Hierbei ist das Auftragsband 12 leicht geneigt zur Bewegungsrichtung der Walzstange 2 angeordnet, welche über das Auftragsband 12 abrollt, sodass das Schmiermittel an die Walzstange 2 angedrückt wird. Auch auf dieser Weise lässt sich das Schmiermittel gezielt und betriebssicher bei minimalem Verlust auf eine Walzstange 2 auftragen. Die Schichtdicke lässt sich einerseits durch die Geschwindigkeit des Auftragsbandes 12, durch die Abzugsgeschwindigkeit aus dem Schmiermittelvorrat 11 und/oder durch die Schrägstellung zwischen Walzstange 2 und Auftragsband 12 kontrollieren.
  • Fließfähiges Schmiermittel kann, wie in Figur 8 exemplarisch dargestellt, auch aus einem Vorratsbehälter 11 über ein Schleuderrad 14 auf eine Walzstange 2 aufgetragen werden, wobei dieses Schleuderrad 14 vorzugsweise in einem abgeschlossenen Raum vorgesehen ist, um auf dieser Weise eine Austritt von Schmiermitteln und einer Kontamination des Arbeitsplatzes zu minimieren. Auch bei einer derartigen Ausgestaltung, wie im Übrigen auch bei den anderen, vorgenannten Ausgestaltungen ist es möglich, die Schmiermitteldicke der Schmiermittelschicht 15 zu messen, um auf diese Weise lokal die Schmiermitteldicke an die gewünschten Erfordernisse anzupassen.
  • Hierbei versteht es sich, dass insbesondere auch bei den Umsetzungen nach Figuren 5, 7 und 8 das Schmiermittel mit einem entsprechenden Funktionsmittel, welches klebende Eigenschaften oder sonstige Eigenschaften hat, vermengt werden kann, um ein Anhaften an der Walzstange 2 zu fördern. Darüber hinaus versteht es sich, dass statt eines umlaufenden Auftragsbandes 12 auch an der Walzstange 2 anliegende Auftragswalzen, ähnlich der Auftragswalzen 10 bei dem Anwendungsbeispiel nach Figur 6, zur Anwendung kommen können. Ebenso können andere bzw. weitere anpressend wirksame Einrichtungen, wie Düsenanordnungen bzw. Gliederketten oder Prismenketten dementsprechend zur Anwendung kommen, die ggf. auch als Auftragseinrichtungen dienen können. Auch ist es denkbar, dass Schmiermittel über Bürsten auf die Walzstange 2 aufzutragen.
  • Bei einem Warmwalzwerk 20 wird, wie in Figur 9 anhand einer Kontiwalzstraße exemplarisch erläutert, ein gelochter Hohlblock über einen Quertransport 22 zunächst zu einer Deoxidationsanlage 23 geschleppt. Dort wird loser Zunder auf der Innenoberfläche des Hohlblocks 21 ausgeblasen und ein Borat- und/oder Phosphatpulver zur Auflösung festhaftenden Zunders eingeblasen. Es versteht sich, dass je nach konkreter Umsetzung vorliegender Erfindung an dieser Stelle alternative bzw. noch weitere Maßnahmen vorgesehen sein können.
  • Anschließend wird der Hohlblock 21 vor einem entsprechenden Walzwerk 24 (hier ein Längswalzwerk) positioniert und eine mit Schmierstoff beschichtete Walzstange 2 in den Hohlblock 21 eingeschoben. Letzteres erfolgt bei diesem Ausführungsbeispiel über eine Rückhaltevorrichtung 25, welche die Walzstange 2 dementsprechend positioniert und auch während der nachfolgenden Walzung festhält. Bei anderen Umsetzungen vorliegender Erfindung kann die Walzstange 2 frei, ohne Rückhaltung mitlaufen, wobei dann vorzugsweise eine entsprechende Positioniereinrichtung für die Walzstange 2 vorgesehen ist, um diese in den Hohlblock 1 einzuführen und ggf. dann weiter zu fördern.
  • Nach dem Walzen wird die Walzstange 2 zurückgezogen und über einen Quertransport 26 aus der Walzlinie gefahren. Nach dem Quertransport wird die Walzstange 2 bei diesem Ausführungsbeispiel über Rollgänge 27 durch einen Kühleinrichtung 28 gefördert und dort auf die zum späteren Schmieren notwendige Temperatur abgekühlt. Je nach konkreter Umsetzung vorliegender Erfindung kann ggf. auf ein separates Abkühlen auch verzichtet werden.
  • Nach dem Abkühlen wird die Walzstange 2 abermals in einem Quertransport 29 quertransportiert und einer erfindungsgemäßen Schmiermittelauftragsstation 30 zugeführt, die bei diesem Ausführungsbeispiel mit einer separaten Schmiermittelkonfektionierungsstation 33 verbunden ist, von welcher aus vorkonfektioniertes Schmiermittel bevorratet bereitgestellt wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel arbeiten das Warmwalzwerk 20 und die Schmiermittelkonfektionierungsstation 33 nicht synchronisiert zueinander, wobei es sich versteht, dass ggf. in anderen Ausführungsformen auch ein synchrones Arbeiten oder sogar ein Verzicht auf eine derartige separate Schmiermittelvorkonfektionierung vorgesehen sein kann. Letztere Schmiermittelauftragsstation 30 kann jede der vorstehend beschriebenen Auftragsstationen sein, bzw. jedes der vorstehend beschriebenen Auftragsverfahren umsetzen.
  • Nach dem Schmieren wird die Stange über weitere Rollengänge 31 bzw. über einen weiteren Quertransport 32 zu einer Warteposition transportiert, von welcher aus sie von der Rückhaltevorrichtung 25, wenn diese zurückgefahren ist (gepunktet dargestellt), aufgenommen und in einen bereitgestellten Hohlblock 21 eingebracht werden kann.
  • Es versteht sich, dass ein derartiger Kreisprozess für eine Walzstangenschmierung in Details von dem vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiel abweichen kann, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Bezugszeichenliste:
    1 Werkstück 20 Warmwalzwerk
    2 Walzstange 21 Hohlblock
    3 Schrägwalzen 22 Quertransport
    4 Längswalzen 20 Deoxidationsanlage
    5 Transportrolle 24 Walzwerk
    6 Schmiermitteldispersion 25 Rückhaltevorrichtung
    7 Düsenring 26 Quertransport
    8 Schmiermittelfolie 27 Rollengang
    9 Vorratsrolle 25 Kühleinrichtung
    10 Auftragswalze 29 Quertransport
    11 Schmiermittelvorrat 30 Schmiermittelauftragsstation
    12 Auftragsband 31 Rollengang
    13 Umlenkrolle 32 Quertransport
    14 Schleuderrad 30 Schmiermittelkonfektionierungs
    15 Schmiermittelschicht station

Claims (8)

  1. Verfahren zum Warmwalzen metallischer länglicher Hohlkörper mittels einer in dem Hohlkörper angeordneten Walzstange (2), auf welche vor dem Warmwalzvorgang Schmiermittel aufgebracht wird, wobei das Schmiermittel in fester Form als Formkörper und/oder in fester Folien- oder Plattenform an die Walzstange (2) gebracht wird.
  2. Warmwalzverfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es bei Temperaturen über 1 000°C abläuft.
  3. Warmwalzverfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zunächst das Schmiermittel in einem ersten Verfahrensschritt vorkonfektioniert und anschließend das vorkonfektionierte Schmiermittel in einem zweiten Verfahrensschritt an die Walzstange (2) gebracht wird.
  4. Warmwalzverfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden Verfahrensschritte nicht synchronisiert sind.
  5. Warmwalzverfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Schmiermittel auf die Walzstange (2) aufgewickelt wird.
  6. Warmwalzverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schmiermittelauftrag auf die Walzstange (2) das Schmiermittel mit einem Funktionsmittel versehen wird.
  7. Warmwalzverfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Schmiermittelauftrag eine Schicht Funktionsmittel auf die Walzstange (2) aufgetragen wird.
  8. Warmwalzverfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsmittel ein Klebemittel, ein Bindemittel, ein Trennmittel und/oder ein Isolationsmittel, insbesondere ein thermisches Isolationsmittel, ist.
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