WO1990000449A1 - Methode und anordnung durch walzen den aussendurchmesser und die wanddicke einer hauptsächlich zylindrisch gehohlten rohrluppe zu reduzieren - Google Patents

Methode und anordnung durch walzen den aussendurchmesser und die wanddicke einer hauptsächlich zylindrisch gehohlten rohrluppe zu reduzieren Download PDF

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Ernst Zimmert
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    • B21B19/16—Rolling tubes without additional rollers arranged inside the tubes
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    • B21B19/06—Rolling hollow basic material, e.g. Assel mills

Definitions

  • the invention relates to a method of reducing the outer diameter and the wall thickness of a mainly cylindrical, hollow tube blank, the front end of which is inserted into a rolling mill.
  • the diameter and wall thickness of a hollow tube blank are reduced at a temperature of approximately 1000 ° C.
  • the reduction is carried out in a rolling mill with the aid of outer rolls which are arranged symmetrically around the pipe axis, an inner mandrel being introduced into the pipe blank.
  • the material flows and, due to the reducing forces and the rolling geometry, has a tendency to expand when it comes into the reduction zone.
  • the expansion of the tube blank is usually prevented by the rear material.
  • the funnel When rolling the end part of thin-walled pipes (outside diameter / wall thickness about 10), however, the remaining amount of material is insufficient to prevent the pipe from expanding, so that the end part is expanded so that the pipe gets stuck or the rolls slide against the pipe and one remains funnel-shaped triangular end part at the tube.
  • the funnel creates many problems. It means that you have to use lower feed speeds (smaller feed angles) and that you cannot manufacture any thin-walled tube.
  • the tubes can also get stuck in subsequent work stages or during intermediate transport due to the funnel. If a pipe gets stuck, which often requires time-consuming and expensive disassembly and assembly,
  • the funnel continues to put great stress on the rollers and transmissions, with the result that even rollers can tear and clutches and gears can break.
  • Another disadvantage is that the test measurement of the pipes, which takes place at the end part of the pipes, is difficult.
  • Fig. 1 is a schematic diagram for the hot rolling of
  • Fig. 3 shows schematically an arrangement for the on-line
  • Fig. 4 shows an end part of a tube blank obtained by the method according to the invention.
  • Figure 1 shows how the hot rolling of a tube blank normally takes place in an Assel mill.
  • An elongated mandrel 5 is inserted into a hollow tube blank 1, which has been heated to approximately 1000 ° C.
  • the tube blank provided with the mandrel is then inserted into the pull-in part 3 between rollers 2a, 2b, 2c of the rolling mill and is pushed onto the shoulder 4, which is characteristic of an Assel rolling mill, where the reduction is carried out, after which the reduced tube is passed through the grinding part 6 where that Pipe gets its final shape, is moved. Due to the friction between the rollers 2a, 2b, 2c and
  • Tube 1 rotates tube 1 simultaneously with the feed. Due to the relative speed differences in the tube blank 1 between its outside, which is influenced by the rollers 2a, 2b, 2c, and its inside, which bears against the mandrel 5, a so-called triangle-like loop is created in the reduction zone, see Figure 2.
  • the diameter and / or the wall thickness of the end part of the tube is reduced before this part is introduced into the reduction zone.
  • the pre-reduction can be carried out at any time before the main reduction in the Assel rolling mill and with any suitable method, for example by plastic processing methods such as forging or rolling or by cutting processing, for example turning.
  • a suitable arrangement to achieve the desired pre-reduction on-line is on
  • the tube blank 1 passes freely through the pre-reduction rollers, but when an end part of the tube blank 1 gets between the rollers, the force device is activated so that the rollers are pressed against the tube blank, so that the wall thickness 1 when the tube blank 1 is moved further and the diameter is reduced, and the end part is given the appearance shown in Figure 4.
  • the power device can be activated manually, but preferably the pre-reduction mill includes a sensing arrangement located at a suitable distance, e.g. by means of a
  • Photocell which senses the passage of the end part and gives a signal, whereby the arms 8a, 8b and the pre-reduction rollers are pressed against the tube blank.
  • the hinge 9 is arranged on a pin 10, which can be placed in a corresponding hole in the frame of the Assel mill. This avoids the construction of a special and expensive frame for the reduction rollers.
  • the embodiment relates to the hot rolling of pipes in an Assel mill, but it is clear that the method described can also be used in other mills where similar problems occur.

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Abstract

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

Description

Methode und Anordnung durch Walzen
den Außendurchmesser und die Wanddicke einer hauptsächlich zylindrisch gehöhlten Rohrluppe zu reduzieren.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, durch Walzen den Außendurchmesser und die Wanddicke einer hauptsächlich zylindrischen, hohlen Rohrluppe zu reduzieren, deren vorderes Ende in ein Walzwerk eingeführt wird.
Beim Warmwalzen eines Stahlrohres werden der Durchmesser und die Wanddicke einer hohlen Rohrluppe bei einer Temperatur von etwa 1000° C reduziert. Die Reduktion wird in einem Walzwerk mit Hilfe von äußeren Walzen vorgenommen, die symmetrisch um die Rohrachse angeordnet sind, wobei ein innerer Dorn -in die Rohrluppe eingeführt wird. Während des Walzens fließt das Material und erhält auf Grund der Reduktionskräfte und der Walzgeometrie eine Tendenz zur Ausdehnung, wenn es in die Reduktionszone hineinkommt. Die Ausdehnung der Rohrluppe wird normalerweise durch das hintere Material verhindert. Beim Walzen des Endteils dünnwandiger Rohre (Außendurchmesser/Wanddicke etwa 10 ) ist aber die restliche Materialmenge ungenügend um die Ausdehnung des Rohres zu verhindern, wodurch der Endteil so ausgedehnt wird, daß das Rohr stecken bleibt oder die Walzen gegen das Rohr gleiten und man einen verbleibenden trichterförmigen triangulären Endteil beim Rohr bekommt. Außer einer Verminderung der Ausbeute (der Trichter muß abgeschnitten werden) schafft der Trichter viele Probleme. Er bringt nämlich mit sich, daß man niedrigere Vorschubgeschwindigkeiten (-kleineren Vorschubwinkel) anwenden muß und daß man nicht jedes beliebige dünnwandige Rohr herstellen kann. Die Rohre können auch in nachfolgenden Arbeitsstufen oder bei zwischenliegenden Transporten infolge des Trichters stecken bleiben. Wenn ein Rohr stecken bleibt, was oft eine zeitraubende und kostspielige Demontage und Montage erfordert,
müssen auch auf der Linie nachfolgende Rohre verschrotte werden, weil diese dann zu sehr abkühlen und in späteren Arbeitsstufen nicht verwendet werden können.
Der Trichter bewirkt weiterhin große Beanspruchungen der Walzen und Transmissionen, was zur Folge hat, daß sogar Walzen reißen und Kupplungen und Getriebe brechen können. Ein weiterer Nachteil ist, daß die Prüfmessung der Rohre, die am Endteil der Rohre geschieht, erschwert wird.
Es ist also wünschenswert, daß man beim Walzen diese Trichterbildung vermeidet und dadurch die oben genannten Nachteile eliminiert und eine höhere Betriebsleistung erhält.
Gemäß der Erfindung wird dies dadurch erreicht, daß der Endteil der Rohrluppe vorreduziert wird, ehe der Endteil in das Walzwerk eingeführt wird. Eine nähere Beschreibung des Verfahrens gemäß der Erfindung und der damit hergestellten Rohrluppen, sowie der Anordnung erfolgt unter Bezug auf die beigefügten Zeichnungen.
Dabei zeigt:
Fig. 1 eine Prinzipskizze für das Warmwalzen von
Rohren in einem sogenannten Assel-Walzwerk;
Fig. 2 die sogenannte Schiingenbildung, die beim
Walzen in einem Assel-Walzwerk entsteht;
Fig. 3 schematisch eine Anordnung für die on-line
Reduktion des Endteils einer Rohrluppe und
Fig. 4 einen durch das Verfahren gemäß der Erfindung erhaltenen Endteil einer Rohrluppe.
Aus dem Bild 1 geht hervor, wie das Warmwalzen einer Rohrluppe in einem Assel-Walzwerk normalerweise vor sich geht. In eine hohle Rohrluppe 1, die auf etwa 1000°C erwärmt worden ist, wird ein langgestreckter Dorn 5 eingeführt. Die mit dem Dorn versehene Rohrluppe wird danach in den Einzugsteil 3 zwischen Walzen 2a, 2b, 2c des Walzwerkes eingeführt und wird an die für ein Assel-Walzwerk charakteristische Schulter 4 geschoben, wo die Reduktion durchgeführt wird, wonach das reduzierte Rohr durch den Schleifteil 6, wo das Rohr seine endgültige Form erhält, bewegt wird. Infolge der Reibung zwischen den Walzen 2a, 2b, 2c und dem
Rohr 1 rotiert das Rohr 1 gleichzeitig mit dem Vorschub. Aufgrund der relativen Geschwindigkeitsdifferenzen in der Rohrluppe 1 zwischen ihrer von den Walzen 2a, 2b, 2c beeinflußten Außenseite und ihrer gegen den Dorn 5 anliegenden Innenseite entsteht eine dreieckähnliche sogenannte Schlinge in der Reduktionszone, siehe Bild 2.
Der Schiingenbildung wird von dem dahinter liegenden, nicht reduzierten Material entgegengewirkt. Beim End- teil der Rohrluppe, wo besonders bei dünnwandigen Rohren die Materialmenge gering ist, ist dieser hemmende
Effekt vermindert und die Schlinge kann sich ziemlich kräftig ausdehnen, was entweder mit sich bringt, daß das Rohr stecken bleibt, oder daß Gleitreibung zwischen den Walzen 2a, 2b, 2c und dem Rohr 1 während des Vorschubes, auftritt, wodurch das Rohr 1 einen ausgedehnten Endteil mit hauptsächlich triangulärer Form erhält.
Um diese Trichterbildung zu eliminieren, die die vorgenannten Nachteile herbeiführen kann, werden der
Durchmesser und/oder die Wanddicke des Endteiles des Rohres reduziert, ehe dieser Teil in die Reduktionszone eingeführt wird. Die Vorreduktion kann zu beliebiger Zeit vor der Hauptreduktion im Assel-Walzwerk ausgeführt werden und mit einer beliebigen geeigneten Methode, z.B. durch plastische Bearbeitungsmethoden, wie Schmieden oder Walzen oder durch schneidende Bearbeitung, z.B. Drehen. Eine geeignete Anordnung, um die gewünschte Vorreduktion on-line zustande zu bringen, wird auf
Bild 3 gezeigt. Vier Vorreduktionswalzen 7a, 7b, 7c, 7d sind selbstzentrierend um die Rohrluppe 1 herum nahe am Assel-Walzwerk angeordnet. Diese Vorreduktionswalzen sind paarweise angeordnet auf zwei rings um eine Achse 9 drehbaren Armen 8a, 8b, wobei das Gelenk 9 unter der Rohrluppe 1 und den Walzen angeordnet ist. Die Arme können mittels einer Kraftvorrichtung, vorzugsweise eines Hydraulikzylinders, gegen einander gedrückt werden, wodurch auch die Walzen 7a, 7b, 7c, 7d gegen einander und gegen die Rohrluppe 1 geführt werden. In der Normallage geht die Rohrluppe 1 frei durch die Vorreduktionswalzen hindurch, aber wenn ein Endteil der Rohrluppe 1 zwischen die Walzen gelangt, wird die Kraftvorrichtung aktiviert, so daß die Walzen gegen die Rohrluppe gedrückt werden, so daß bei weiterer Bewegung der Rohrluppe 1 die Wanddicke und der Durchmesser reduziert werden, und der Endteil das auf Bild 4 gezeigte Aussehen erhält. Die Kraftvorrichtung kann manuell aktiviert werden, aber vorzugsweise enthält das Vorreduktionswalzwerk eine Abfühlanordnung, die in einer geeigneten Entfernung, z.B. mittels einer
Fotozelle, den Durchgang des Endteils abfühlt und ein Signal gibt, wodurch die Arme 8a, 8b und die Vorreduktionswalzen gegen die Rohrluppe gedrückt werden. Das Gelenk 9 ist auf einem Zapfen 10 angeordnet, der in ein entsprechendes Loch im Gestell des Assel-Walzwerkes angebracht werden kann. Man vermeidet dadurch den Bau eines besonderen und teuren Gestells für die Reduktionswalzen.
Man kann auch die Vorreduktion zustande bringen im
Zusammenhang damit, daß die Rohrluppe im Lochwalzwerk gelocht wird und zwar dadurch, daß man die Lage des Lochstopfens am Ende des Lochens ändert.
Das Ausführungsbeispiel bezieht sich allerdings auf das Warmwalzen von Rohren in einem Assel-Walzwerk, aber es ist klar, daß das beschriebene Verfahren auch bei anderweitigen Walzwerken, wo ähnliche Probleme auftreten, verwendet werden kann.
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Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur Reduzierung des Außendurchmessers
und der Wanddicke einer hauptsächlich zylindrischen, hohlen Rohrluppe durch Walzen, die mit ihrem vorderen Teil in ein Walzwerk eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser und/oder die Wanddicke des Endteils der Rohrluppe reduziert wird ehe der Endteil in die Reduktionszone des Walzwerkes eingeführt wird.
2. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Endteil mittels plastischer Bearbeitung vorreduziert wird.
3. Verfahren gemäß Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß der Endteil mittels Walzung vorreduziert wird.
4. Verfahren gemäß Anspruch 3, gekennzeichnet dadurch, daß der Endteil mittels Schmieden vorreduziert wird.
5. Verfahren gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet dadurch, daß der Endteil mittels schneidender Bearbeitung vorreduziert wird.
6. Verfahren gemäß Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, daß der Endteil mittels Drehen vorreduziert wird.
7. Hohle Rohrluppe mit hauptsächlich zylindrischer Form, deren Außendurchmesser und Wanddicke in einem Walzwerk reduziert wird, gekennzeichnet dadurch, daß das hintere Ende der Rohrluppe (1) einen kleineren Außendurchmesser und/oder eine kleinere Wanddicke als der Rest der hauptsächlich zylindrischen Rohrluppe aufweist.
8. Anordnung zur Erzeugung eines vorreduzierten Endteils einer hohlen Rohrluppe, welche dafür vorgesehen ist, durch Walzen in einem Walzwerk einen reduzierten Außendurchmesser und eine reduzierte Wanddicke zu erhalten, dadurch gekennzeichnet, daß in der Längsvorschubrichtung der Rohrluppe vor dem Walzwerk gegen die Rohrluppe und von derselben führbare Vorreduktionswalzen (7a,7b, 7c,7d) angeordnet sind.
9. Anordnung gemäß Anspruch 8, gekennzeichnet dadurch, daß die Walzen (7a, 7b, 7c,7d) symmetrisch rings um die Rohrluppe (1) angeordnet sind, und zwar auf zwei gegen die Rohrluppe mittels einer Kraftvorrichtung beweglichen Armen (8a,8b).
10. Anordnung gemäß Anspruch 9, gekennzeichnet dadurch, daß die Arme (8a,8b) in einem Gelenk drehbar gelagert sind.
11. Anordnung gemäß Ansprüche 9 oder 10, gekennzeichnet dadurch, daß die Kraftvorrichtung aus einem Hydraulikzylinder besteht mit deren Hilfe die Arme (8a,8b) gegen die Rohrluppe gedrückt werden können.
12. Anordnung gemäß Ansprüche 8 bis 11, gekennzeichnet dadurch, daß sie ein Abfühlorgan aufweist, welches den Durchgang des Endteils abfühlt und ein Signal gibt, wodurch die Vorreduktionswalzen (7a, 7b, 7c, 7d) gegen die Rohrluppe (l) gedrückt werden.
13. Anordnung gemäß Ansprüche 8 bis 12, gekennzeichnet dadurch, daß sie fest an dem Walzengestell angeordnet ist.
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