EP4334050A1 - Verfahren zum walzen eines ringförmigen walzguts mit einem offenen zylindrischen querschnitt in einer ringwalzmaschine sowie ringwalzmaschine zur durchführung des verfahrens - Google Patents

Verfahren zum walzen eines ringförmigen walzguts mit einem offenen zylindrischen querschnitt in einer ringwalzmaschine sowie ringwalzmaschine zur durchführung des verfahrens

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Publication number
EP4334050A1
EP4334050A1 EP22727768.8A EP22727768A EP4334050A1 EP 4334050 A1 EP4334050 A1 EP 4334050A1 EP 22727768 A EP22727768 A EP 22727768A EP 4334050 A1 EP4334050 A1 EP 4334050A1
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EP
European Patent Office
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rolling
ring
inductor
rolling stock
stock
Prior art date
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Application number
EP22727768.8A
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French (fr)
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EP4334050B1 (de
Inventor
Martin Gellhaus
Jens Riemel
Markus LANGEJÜRGEN
Christian Vogt
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SMS Group GmbH
Original Assignee
SMS Group GmbH
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Publication date
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Anticipated expiration legal-status Critical

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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21H—MAKING PARTICULAR METAL OBJECTS BY ROLLING, e.g. SCREWS, WHEELS, RINGS, BARRELS, BALLS
    • B21H1/00—Making articles shaped as bodies of revolution
    • B21H1/06—Making articles shaped as bodies of revolution rings of restricted axial length

Definitions

  • the invention relates to a method for rolling a ring-shaped rolling stock with an open cylindrical cross section in a ring rolling machine with inductive heating of the rolling stock during the rolling process.
  • the invention relates in particular to a method for producing metal rings with rectangular or profiled cross-sections from various types of steel and special alloys such as titanium and nickel-based alloys, copper alloys and aluminum alloys by rolling.
  • the inductive heating of rolling stock during the rolling process when rolling a ring-shaped rolling stock is known in principle, for example from US 2012/0279268 A1.
  • This publication relates to a method forging a ring-shaped workpiece while at the same time electrically heating the workpiece by means of induction.
  • the method involves partially or completely enclosing the workpiece in a closed or C-shaped magnetizable core around which is wound a coil energized with a low frequency alternating current in the range of about 1000 Hz or less. This method is cumbersome and expensive, not least because of the need to enclose the workpiece with the magnetic or magnetizable core.
  • the invention is based on the object of providing a method of the type mentioned in which it is easily possible to compensate for temperature losses of the Compensate the workpiece during the forming and in particular to achieve inductive heating of the rolling stock during the rolling process with the least possible effort.
  • the temperature control during rolling is intended to counteract heat losses, in particular through radiation. With the increasing size of the rolling stock or with increasing diameter of the ring during rolling, the surface area increases, which leads to increasing heat losses. According to the invention, these temperature losses should be compensated
  • the object is achieved by a method having the features of claim 1 and by a ring rolling machine having the features of claim 11.
  • the method includes the use of at least one inductor, which is held at a predetermined and constant coupling distance relative to the rolling stock and is tracked or carried along during the forming process according to the dimensional change of the rolling stock, with the inductor being exposed to an alternating magnetic field, preferably with a frequency between 4 and 10 kHz, is coupled directly into the rolling stock.
  • an enclosing of the rolling stock or partial enclosing of the rolling stock with an electrically conductive core is not provided in the method according to the invention and is not required. Instead, at least one inductor is positioned at a relatively small distance from the rolled stock and held there during the rolling process. This distance, which is dimensioned in such a way that it enables an induction of an alternating magnetic field in the rolling stock and an associated heating of the rolling stock, is referred to in the present application as the coupling distance.
  • the inductor can be formed as a flat or C-shaped or L-shaped coil.
  • the inductor is preferably positioned and held on the outer circumference of the rolling stock during the rolling process.
  • the rolling stock in the form of a cylindrical ring open on both sides, which preferably has a profiled cross-section, undergoes dimensional changes during the forming process.
  • the diameter of the ring-shaped rolling stock increases, the height of the ring decreases and its width also decreases. Accordingly, the invention provides for tracking the inductor according to the change in dimension of the rolling stock with a constant coupling distance to the rolling stock.
  • the inductor can be fastened to a support arm which, for example, can follow the increase in diameter of the ring-shaped rolling stock with a rolling stand for axial rolling of the ring rolling machine.
  • the support arm can be attached to the roll stand, for example.
  • the inductor is tracked in a controlled manner by means of at least one manipulator with at least one linear movement and/or one rotary movement on a movement axis. This can be accomplished in particular by means of a multi-axis industrial robot, on which at least one inductor can be arranged.
  • an actual distance of the inductor from the rolling stock is detected by sensors during the rolling process and the coupling distance is automatically regulated as a target distance depending on the actual distance.
  • a regulation can be carried out with a control unit of the ring rolling machine provided for this purpose.
  • regulation can be carried out using a separate control unit.
  • the sensory detection of the actual distance of the inductor from the rolling stock takes place in a tactile or non-contact manner.
  • this can be done by means of at least one feeler roller, which can be attached directly to the inductor, for example.
  • the distance between the inductor and the rolling stock is predetermined by means of spacers lying against the rolling stock during the rolling process.
  • a non-contact detection of the actual distance can be provided by means of at least one optical sensor.
  • Direction of rotation of the rolling stock takes place at least in front of a main roll or an axial roll arrangement of the ring rolling machine, so that the rolling stock is heated in each case immediately before an engagement of the main roll or an engagement of the axial roll assembly in the rolling stock.
  • the invention is to be understood in such a way that the inductor or several inductors can be provided at any point of the ring rolling machine on the circumference of the rolling stock.
  • the inductor is guided on a support arm which preferably has at least two degrees of freedom, preferably has three degrees of freedom.
  • the inductor is preferably guided in a linearly displaceable and rotatable manner.
  • the inductor is carried along during the rolling process with the increasing radius and with the shifting of the axis of rotation of the cylindrical rolling stock.
  • a further aspect of the invention relates to a ring rolling machine which is preferably designed to carry out the method described above.
  • the ring rolling machine is preferably designed as a radial or radial-axial ring rolling machine and comprises at least one driven main roll and at least one mandrel roll, preferably also at least two axial rolls, preferably as conical rolls, and means for centering a ring-shaped rolling stock.
  • the ring rolling machine according to the invention is characterized by at least one inductor which during
  • Dimensional change of the rolling stock can be tracked to maintain a constant coupling distance, with the inductor being able to induce an alternating magnetic field, preferably with a frequency between 4 and 10 kHz, in the rolling stock.
  • At least one of the axial rollers can be designed as a driven roller.
  • the ring rolling machine can be designed as a radial ring rolling machine or as a radial-axial ring rolling machine. Only in the latter case would the ring rolling machine according to the invention comprise axial rolling.
  • pivoting arms with centering rollers can be provided which rest against the outer circumference of the rolling stock during the rolling process.
  • the inductor is attached to a support arm of a manipulator that can be moved in at least two degrees of freedom, preferably in three degrees of freedom.
  • the inductor is arranged in the direction of rotation of the rolling stock at least in front of the main roll or the axial rolls.
  • one inductor is arranged in the direction of rotation of the rolling stock in front of the main roller and the axial rollers.
  • the invention is to be understood in such a way that more than two inductors can also be provided on the circumference of the rolling stock.
  • Figure 1 is a perspective view of a ring rolling machine according to the invention
  • Figure 2 is a plan view of the ring rolling machine according to the invention.
  • Figure 3 is a perspective view of the inductor.
  • the ring rolling machine 1 shown in the figures comprises a driven main roll 2 and a rolling table 4.
  • the rolling stock, designated 5, is designed as a closed ring or as a cylinder that is open on both sides.
  • the rolling stock 5 has a rectangular cross-sectional profile and rests on the rolling table 4.
  • the rolling stock 5 is rolled clockwise between the main roll 2 and the mandrel roll 3, reducing the wall thickness radially and simultaneously reducing the height axially.
  • the rolling stock 5 is centered in the ring rolling machine 1 by means of centering rollers 7 fastened to swivel arms 6 .
  • the rolling stock 5 is rolled axially by means of two axial rolls 8 .
  • the axial rollers 8 are designed as conical rollers and are mounted in an axial stand 10 .
  • the axial stand 10 can be moved or adjusted with respect to the center point of the rolled stock 5, which shifts during the rolling process as a result of the increase in the radius, specifically radially with respect to the rolled stock
  • a support arm 11 is fastened to the axial frame 10, and an inductor 12 is arranged on the remote end of the latter, which is directed radially inward with respect to the rolling stock 5.
  • the inductor 12 can alternatively be fastened to an articulated arm of an industrial robot which is set up on the circumference of the ring rolling machine 1 .
  • the inductor 12 comprises a transformer unit 14 arranged on a base plate 13 and an induction coil 15, as can be seen from FIG.
  • the transformer unit 14 is connected to a capacitor cabinet (not shown) via air- and/or water-cooled cables and ensures the electrical adjustment of the induction voltage to the output voltage of a frequency converter.
  • the frequency converter works in a frequency range between 4 and 10 kHz.
  • Two spacers 16 are also arranged on the base plate 13, between which the induction coil 15 is located.
  • the spacers 16 are designed as feeler rollers which extend parallel to the axis of rotation of the rolling stock 5 and whose roller heads 17 are held in engagement with the rolling stock 5 during the rolling process.
  • the spacers 16 are water-cooled.
  • Coolant connections 18 are provided for the aforementioned spacers 16 through which coolant flows
  • the induction coil, the transformer unit and the spacers 16 are arranged on the base plate so that they can be adjusted both linearly and rotatably. Since, as described above, the radius of the rolling stock 5 increases during the rolling process and the distance between the induction coil 15 and the rolling stock 5 would consequently increase, a further linear adjustment between the spacers 16 and the induction coil 15 is provided. The adjustability ensures that the distance between the induction coil 15 and the rolling stock can be kept constant.
  • the support arm 11 with the axial stand 10 can also be moved radially with respect to the rolling stock.
  • the height of the rolling stock 5 will decrease, on the other hand the diameter of the rolling stock 5 will increase so that the support arm 11 must be adjusted radially at least with respect to the rolling stock 5 .
  • the induction coil 15 shown in FIG. 3 has an approximately L-shaped cross-sectional profile which extends under part of the underside of the annular rolled stock 5. According to the invention, the induction coil can also have a different geometry. It is not necessary for the induction coil 15 to extend under the underside of the ring-shaped rolled stock 5 .

Landscapes

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

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen eines ringförmigen Walzguts (5) mit einem offenen zylindrischen Querschnitt in einer Ringwalzmaschine (1) bei induktiver Erwärmung des Walzguts (5) während des Walzvorgangs unter Verwendung wenigstens eines Induktors (12), der mit einem vorgegebenen Koppelabstand relativ zum Walzgut (5) gehalten und während des Umformvorgangs entsprechend der Dimensionsänderung des Walzguts (5) nachgeführt oder mitgeführt wird, wobei mit dem Induktor (12) ein magnetisches Wechselfeld vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 4 und 10 kHz unmittelbar in das Walzgut (5) eingekoppelt wird. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Ringwalzmaschine (1) zur Durchführung des Verfahrens.

Description

Verfahren zum Walzen eines ringförmigen Walzguts mit einem offenen zylindrischen Querschnitt in einer Ringwalzmaschine sowie Ringwalzmaschine zur Durchführung des Verfahrens
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Walzen eines ringförmigen Walzguts mit einem offenen zylindrischen Querschnitt in einer Ringwalzmaschine bei induktiver Erwärmung des Walzguts während des Walzvorgangs. Die Erfindung betrifft insbesondere ein Verfahren zur Herstellung von metallenen Ringen mit rechteckigen oder profilierten Querschnitten aus diversen Stahlsorten, sowie Sonderlegierungen wie z.B. Titan- und Nickelbasislegierungen, Kupferlegierungen und Aluminiumlegierungen durch Walzen. Die induktive Erwärmung von Walzgut während des Walzvorgangs beim Walzen eines ringförmigen Walzguts ist grundsätzlich bekannt, beispielsweise aus der US 2012/0279268 A1. Diese Druckschrift betrifft ein Verfahren zum Schmieden eines ringförmigen Werkstücks unter gleichzeitiger elektrischer Beheizung des Werkstücks mittels Induktion. Das Verfahren umfasst das teilweise oder vollständige Umschließen des Werkstücks mit einem geschlossenen oder C- förmig ausgebildeten magnetisierbaren Kern, der mit einer Spule umwickelt ist, die mit einem niederfrequenten Wechselstrom im Bereich von etwa 1000 Hz oder weniger beaufschlagt wird. Dieses Verfahren ist nicht zuletzt auch wegen der erforderlichen Umschließung des Werkstücks mit dem magnetischen oder magnetisierbaren Kern umständlich und aufwendig.
Weiterer Stand der Technik ist aus der CN 109590417 A der CN 109663821 A und der JP 01237036 A bekannt. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art bereitzustellen, bei dem es einfach möglich ist, Temperaturverluste des Werkstücks während der Umformung auszugleichen und insbesondere mit möglichst geringem Aufwand eine induktive Erwärmung des Walzguts während des Walzvorgangs zu erreichen. Die Temperaturführung während des Walzens soll Wärmeverlusten, insbesondere durch Strahlung, entgegenwirken. Mit der zunehmenden Größe des Walzguts bzw. mit zunehmendem Durchmesser des Rings beim Walzen nimmt die Oberfläche zu, was zu zunehmenden Wärmeverlusten führt. Erfindungsgemäß sollen diese Temperaturverluste ausgeglichen werden
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie durch eine Ringwalzmaschine mit den Merkmalen des Anspruchs 11.
Nach einem Gesichtspunkt der Erfindung umfasst das Verfahren die Verwendung wenigstens eines Induktors, der mit einem vorgegebenen und gleichbleibenden Koppelabstand relativ zum Walzgut gehalten wird und während des Umformvorgangs entsprechend der Dimensionsänderung des Walzguts nachgeführt oder mitgeführt wird, wobei mit dem Induktor ein magnetisches Wechselfeld, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 4 und 10 kHz, unmittelbar in das Walzgut eingekoppelt wird.
Eine Umschließung des Walzguts oder teilweise Umschließung des Walzguts mit einem elektrisch leitfähigen Kern ist bei dem Verfahren gemäß der Erfindung nicht vorgesehen und nicht erforderlich. Anstatt dessen wird wenigstens ein Induktor in verhältnismäßig kleinem Abstand zum Walzgut positioniert und während des Walzvorgangs dort gehalten. Dieser Abstand, der so bemessen ist, dass er eine Induktion eines magnetischen Wechselfeldes in dem Walzgut und eine damit einhergehende Erwärmung des Walzguts ermöglicht, wird in der vorliegenden Anmeldung als Koppelabstand bezeichnet. Der Induktor kann als flache oder C- förmig oder L- förmig geformte Spule ausgebildet sein.
Der Induktor wird vorzugsweise während des Walzvorgangs am Außenumfang des Walzguts positioniert und gehalten. Das Walzgut in Form eines beiderseitig offenen zylindrischen Rings, der vorzugsweise einen profilierten Querschnitt aufweist, erfährt während des Umformvorgangs Dimensionsänderungen. Der Durchmesser des ringförmigen Walzguts vergrößert sich, die Höhe des Rings nimmt ab und dessen Breite verringert sich ebenso. Dementsprechend ist erfindungsgemäß vorgesehen, den Induktor entsprechend der Dimensionsänderung des Walzguts mit einem gleichbleibenden Koppelabstand zum Walzgut nachzuführen.
Grundsätzlich kann der Induktor an einem Tragarm befestigt sein, der beispielsweise mit einem Walzgerüst für Axialwalzen der Ringwalzmaschine der Durchmesservergrößerung des ringförmigen Walzguts folgen kann. Der Tragarm kann beispielsweise an dem Walzgerüst befestigt sein.
Alternativ kann vorgesehen sein, dass der Induktor mittels wenigstens eines Manipulators mit wenigstens einer Linearbewegung und/oder einer Drehbewegung auf einer Bewegungsachse geregelt nachgeführt wird. Dies kann insbesondere mittels eines mehrachsigen Industrieroboters bewerkstelligt werden, an dem wenigstens ein Induktor angeordnet sein kann. Bei einer zweckmäßigen Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass ein Ist-Abstand des Induktors zum Walzgut während des Walzvorgangs sensorisch erfasst wird und der Koppelabstand als Soll-Abstand in Abhängigkeit des Ist-Abstandes automatisch geregelt wird. Eine solche Regelung kann mit einer hierfür vorgesehenen Steuereinheit der Ringwalzmaschine durchgeführt werden. Alternativ kann die Regelung mit einer separaten Steuereinheit erfolgen. Vorzugsweise erfolgt die sensorische Erfassung des Ist-Abstandes des Induktors vom Walzgut taktil oder berührungslos. Im Falle einer taktilen Erfassung des Ist- Abstandes kann dies mittels wenigstens einer Tastrolle erfolgen, die beispielsweise unmittelbar an dem Induktor befestigt sein kann.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Abstand des Induktors von dem Walzgut über während des Walzvorgangs an dem Walzgut anliegende Abstandshalter vorgegeben wird.
Alternativ oder zusätzlich kann eine berührungslose Erfassung des Ist-Abstandes mittels wenigstens eines optischen Sensors vorgesehen sein.
Bei einer bevorzugten Variante des Verfahrens gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass eine induktive Kopplung mit wenigstens einem Induktor in
Drehrichtung des Walzguts wenigstens vor einer Hauptwalze oder einer Axialwalzen-Anordnung der Ringwalzmaschine erfolgt, sodass eine Beheizung des Walzguts jeweils unmittelbar vor einem Eingriff der Hauptwalze oder einem Eingriff der Axialwalzen-Anordnung in das Walzgut erfolgt. Die Erfindung ist so zu verstehen, dass der Induktor oder mehrere Induktoren an beliebiger Stelle der Ringwalzmaschine am Umfang des Walzguts vorgesehen sein können.
Weiterhin kann vorgesehen sein, dass wenigstens zwei Induktoren am Umfang des Walzguts positioniert werden, beispielsweise in Drehrichtung des Walzguts wenigstens vor einer Hauptwalze und vor einer Axialwalzen-Anordnung der Ringwalzmaschine, wenn diese als Radial-Axial-Ringwalzmaschine ausgebildet ist.
Wie vorstehend bereits erwähnt wurde, ist es zweckmäßig, wenn der Induktor an einem Tragarm geführt wird, der vorzugsweise wenigstens zwei Freiheitsgrade, vorzugsweise drei Freiheitsgrade aufweist. Bevorzugt wird der Induktor sowohl linear verschiebbar als auch drehbar geführt.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Induktor während des Walzvorgangs mit dem zunehmenden Radius und mit der Verlagerung der Rotationsachse des zylindrischen Walzguts mitgeführt wird.
Ein weiterer Gesichtspunkt der Erfindung betrifft eine Ringwalzmaschine, die vorzugsweise zur Durchführung des vorstehend beschriebenen Verfahrens ausgebildet ist. Die Ringwalzmaschine ist vorzugsweise als Radial- oder Radial- Axial-Ringwalzmaschine ausgebildet und umfasst wenigstens eine angetriebene Hauptwalze und wenigstens eine Dornwalze, vorzugsweise weiterhin wenigstens zwei Axialwalzen, vorzugsweise als Kegelwalzen, sowie Mitteln zur Zentrierung eines ringförmigen Walzguts. Die Ringwalzmaschine gemäß der Erfindung zeichnet sich durch wenigstens einen Induktor aus, der während des
Walzvorgangs mit einem vorgegebenen Koppelabstand zum Walzgut an einem Außenumfang des Walzguts positionierbar und entsprechend der
Dimensionsänderung des Walzguts zur Einhaltung eines gleichbleibenden Koppelabstands nachführbar ist, wobei mit dem Induktor ein magnetisches Wechselfeld, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 4 und 10 kHz, in dem Walzgut induzierbar ist. Wenigstens eine der Axialwalzen kann als angetriebene Walze ausgebildet sein.
Die Ringwalzmaschine kann als Radial-Ringwalzmaschine oder als Radial- Axial- Ringwalzmaschine ausgebildet sein. Nur im letzteren Fall würde die Ringwalzmaschine gemäß der Erfindung Axialwalzen umfassen.
Als Mittel zur Zentrierung des Walzguts können Schwenkarme mit Zentrierrollen vorgesehen sein, die während des Walzvorgangs gegen den Außenumfang des Walzguts anliegen. Bei einer bevorzugten Variante der Ringwalzmaschine gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Induktor an einem Tragarm eines in wenigstens zwei Freiheitsgraden, vorzugsweise in drei Freiheitsgraden bewegbaren Manipulators befestigt ist.
Bei einer weiteren vorteilhaften Variante der Ringwalzmaschine gemäß der Erfindung ist vorgesehen, dass der Induktor in Drehrichtung des Walzguts wenigstens vor der Hauptwalze oder den Axialwalzen angeordnet ist. Alternativ kann vorgesehen sein, dass jeweils ein Induktor in Drehrichtung des Walzguts vor der Hauptwalze und den Axialwalzen angeordnet ist.
Die Erfindung ist so zu verstehen, dass auch mehr als zwei Induktoren am Umfang des Walzguts vorgesehen sein können.
Die Erfindung wird nachstehend unter Bezugnahme auf ein in den Zeichnungen dargestelltes Ausführungsbeispiel erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer Ringwalzmaschine gemäß der Erfindung,
Figur 2 eine Draufsicht auf die Ringwalzmaschine gemäß der Erfindung und
Figur 3 eine perspektivische Darstellung des Induktors.
Die in den Figuren dargestellte Ringwalzmaschine 1 umfasst eine angetriebene Hauptwalze 2 sowie einen Walztisch 4. Das mit 5 bezeichnete Walzgut ist als geschlossener Ring bzw. als beidseitig offener Zylinder ausgebildet. Das Walzgut 5 besitzt ein rechteckiges Querschnittsprofil und liegt auf dem Walztisch 4 auf. Das Walzgut 5 wird zwischen der Hauptwalze 2 und der Dornwalze 3 im Uhrzeigersinn unter Reduktion der Wandstärke radial und bei gleichzeitiger Verringerung der Höhe axial gewalzt. Dabei wird das Walzgut 5 mittels an Schwenkarmen 6 befestigten Zentrierrollen 7 in der Ringwalzmaschine 1 zentriert. Axial wird das Walzgut 5 mittels zweier Axialwalzen 8 gewalzt. Die Axialwalzen 8 sind als Kegelwalzen ausgebildet und in einem Axialgerüst 10 gelagert. Das Axialgerüst 10 ist in Bezug auf den sich beim Walzvorgang infolge der Vergrößerung des Radius verlagernden Mittelpunkts des Walzguts 5 verfahrbar bzw. verstellbar, und zwar radial in Bezug auf das Walzgut 5.
Bei dem beschriebenen Ausführungsbeispiel ist an dem Axialgerüst 10 ein Tragarm 11 befestigt, an dessen abliegendem in Bezug auf das Walzgut 5 radial einwärts gerichteten Ende ein Induktor 12 angeordnet ist. Wie vorstehend bereits erwähnt, kann der Induktor 12 alternativ an einem Gelenkarm eines Industrieroboters befestigt sein, der am Umfang der Ringwalzmaschine 1 aufgestellt ist.
Der Induktor 12 umfasst eine auf einer Grundplatte 13 angeordnete Transformatoreinheit 14 sowie eine Induktionsspule 15, wie dies aus Figur 3 ersichtlich ist. Die Transformatoreinheit 14 ist über luft- und/oder wassergekühlte Kabel mit einem nicht dargestellten Kondensatorenschrank verbunden und sorgt für die elektrische Anpassung der Induktionsspannung an die Ausgangsspannung eines Frequenzumrichters. Der Frequenzumrichter arbeitet in einem Frequenzbereich zwischen 4 und 10 kHz. An der Grundplatte 13 sind weiterhin zwei Abstandhalter 16 angeordnet, zwischen denen sich die Induktionsspule 15 befindet. Die Abstandhalter 16 sind als sich parallel zur Rotationsachse des Walzguts 5 erstreckende Tastrollen ausgebildet, deren Rollenköpfe 17 während des Walzvorgangs mit dem Walzgut 5 in Eingriff gehalten werden. Die Abstandhalter 16 sind wassergekühlt. Kühlmittelanschlüsse 18 sind für die zuvor genannten und von Kühlmittel durchflossenen Abstandhalter 16 vorgesehen Die Induktionsspule, die Trafoeinheit und die Abstandshalter 16 sind auf der Grundplatte sowohl linear als auch drehbar verstellbar angeordnet. Da, wie vorstehend beschrieben, sich der Radius des Walzguts 5 während des Walzvorgangs vergrößert und sich infolgedessen der Abstand zwischen der Induktionsspule 15 und dem Walzgut 5 vergrößern würde, ist eine weitere lineare Verstellung zwischen den Abstandshaltern 16 und der Induktionsspule 15 vorgesehen. Durch die Verstellbarkeit ist gewährleistet, dass der Abstand der Induktionsspule 15 zum Walzgut konstant gehalten werden kann.
Um den Induktor 12 in einem gleichbleibenden engen Koppelabstand zu dem Außenumfang des Walzguts 5 während des gesamten Walzvorgangs führen und halten zu können, ist weiterhin der Tragarm 11 mit dem Axialgerüst 10 radial in Bezug auf das Walzgut verschiebbar. Während des Walzvorgangs wird einerseits die Höhe des Walzguts 5 abnehmen, andererseits wird sich der Durchmesser des Walzguts 5 vergrößern, sodass der Tragarm 11 wenigstens in Bezug auf das Walzgut 5 radial verstellt werden muss.
Die in Figur 3 dargestellte Induktionsspule 15 hat ein etwa L-förmiges Querschnittsprofil, das sich unter einen Teil der Unterseite des ringförmigen Walzguts 5 erstreckt. Erfindungsgemäß kann die Induktionsspule auch eine andere Geometrie aufweisen. Es ist nicht notwendig, dass die Induktionsspule 15 sich unter die Unterseite das ringförmigen Walzguts 5 erstreckt.
Bezugszeichenliste
I Ringwalzmaschine 2 Hauptwalze
3 Dornwalze
4 Walztisch
5 Walzgut
6 Schwenkarme 7 Zentrierrollen
8 Axialwalzen
9 Manipulator
10 Axialgerüst
I I Tragrahmen 12 Induktor
13 Grundplatte
14 Transformatoreinheit
15 Induktionsspule
16 Abstandhalter 17 Rollenköpfe
18 Kühlmittelanschlüsse

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zum Walzen eines ringförmigen Walzguts (5) mit einem offenen zylindrischen Querschnitt in einer Ringwalzmaschine (1) bei induktiver Erwärmung des Walzguts (5) während des Walzvorgangs unter
Verwendung wenigstens eines Induktors (12), der mit einem vorgegebenen Koppelabstand relativ zum Walzgut (5) gehalten und während des Umformvorgangs entsprechend der Dimensionsänderung des Walzguts (5) nachgeführt oder mitgeführt wird, wobei mit dem Induktor (12) ein magnetisches Wechselfeld vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 4 und 10 kHz unmittelbar in das Walzgut (5) eingekoppelt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) während des Walzvorgangs am Außenumfang des Walzguts (5) positioniert und gehalten wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) mit wenigstens einer Linearbewegung und einer Drehbewegung auf wenigstens einer Bewegungsachse geregelt nachgeführt wird.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass ein Ist-Abstand des Induktors (12) zum Walzgut (5) während des Walzvorgangs sensorisch erfasst wird und der Koppelabstand als Soll- Abstand in Abhängigkeit des Ist-Abstandes automatisch geregelt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die sensorische Erfassung des Ist-Abstandes des Induktors (12) vom Walzgut taktil oder berührungslos erfolgt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die taktile Erfassung des Ist-Abstandes mittels wenigstens einer Tastrolle oder mittels wenigstens eines Abstandhalters (16) erfolgt, der mit dem Außenumfang des Walzguts in Eingriff gebracht wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die berührungslose Erfassung des Ist-Abstandes mittels wenigstens eines optischen Sensors erfolgt.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass eine induktive Kopplung mit wenigstens einem Induktor (12) in Drehrichtung des Walzguts (5) wenigstens vor einer Hauptwalze (2) oder einer Axialwalzen- Anordnung der Ringwalzmaschine (1) erfolgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine induktive Kopplung mit wenigstens zwei Induktoren (12) in Drehrichtung des Walzguts (5) wenigstens vor einer Hauptwalze (2) und vor einer Axialwalzen- Anordnung der Ringwalzmaschine (1) erfolgt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) an einem Tragarm (11) geführt wird, der wenigstens zwei Freiheitsgrade, vorzugsweise drei Freiheitsgrade aufweist.
11. Ringwalzmaschine (1) vorzugsweise zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 10, vorzugsweise als Radial- oder Radial-
Axial-Ringwalzmaschine mit wenigstens einer angetriebenen Hauptwalze (2), wenigstens einer Dornwalze (3) und vorzugsweise wenigstens zwei Axialwalzen (8) sowie mit Mitteln zur Zentrierung eines ringförmigen Walzguts (5), gekennzeichnet durch wenigstens einen Induktor (12), der während des Walzvorgangs mit einem vorgegebenen Koppelabstand zum
Walzgut (5) an einem Außenumfang des Walzguts (5) positionierbar und entsprechend der Dimensionsänderung des Walzguts (5) nachführbar ist wobei mit dem Induktor (12) ein magnetisches Wechselfeld, vorzugsweise mit einer Frequenz zwischen 4 und 10 kHz, in dem Walzgut (5) induzierbar ist.
12. Ringwalzmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) an einem Tragarm (11) eines in wenigstens zwei Freiheitsgraden, vorzugsweise in drei Freiheitsgraden bewegbaren Manipulators (9) befestigt ist.
13. Ringwalzmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) an einem Tragarm (11) eines Axialgerüsts (10) der Ringwalzmaschine (1) befestigt ist.
14. Ringwalzmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) wenigstens zwei Abstandshalter (16) aufweist, die mit einem Außenumfang des Walzguts (5) in Eingriff bringbar sind und dabei einen definierten Abstand wenigstens einer Induktionsspule (15) in Bezug auf den Außenumfang des Walzguts (5) vorgeben.
15. Ringwalzmaschine nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Lage der Induktionsspule (15) in Bezug auf die Abstandhalter (16) verstellbar ist.
16. Ringwalzmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Induktor (12) in Drehrichtung des Walzguts (5) wenigstens vor der Hauptwalze (2) oder den Axialwalzen (8) angeordnet ist.
17. Ringwalzmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass jeweils ein Induktor (12) in Drehrichtung des Walzguts (5) vor der Hauptwalze (2) und den Axialwalzen (8) angeordnet ist.
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