WO1997013595A2 - Kaliberkontur der walze eines rohrwalzwerkes - Google Patents
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- B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
- B21B17/14—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling without mandrel, e.g. stretch-reducing mills
Definitions
- the invention relates to the caliber contour of the essentially circularly calibrated rolls of a reducing mill with three-roll stands, in particular for rolling thick-walled tubes with a wall thickness / diameter ratio of more than 0.25.
- Caliber machining technology creates a contact surface with 3 tips, namely in the caliber base and at the caliber jumps. This is shown on page 1052, Figure 11 of the publication mentioned.
- the peaks in the contact area between the roll and the rolling stock in turn lead to internal roundness on the pipe and thus have a significantly negative effect on the quality.
- the friction is increased so that the rollers wear more.
- the present invention is based on the object of improving the caliber contour of the essentially circularly calibrated rollers according to the prior art that undesired peaks in the contact surface between the rolling stock and the roll are avoided or at least flattened.
- the roll contour of each roll has a diameter widening in the region of the caliber base, in which the material region rolled in the roll jump of the caliber upstream in each case in the rolling direction can be deformed.
- the caliber diameter in the caliber base area By deliberately increasing the caliber diameter in the caliber base area, it is possible to shorten the contact length in the caliber base, so that a uniform contact surface is achieved. In this way, the tube is no longer exposed to excessive tension in the area of the caliber base, since the tips which are clearly recognizable in the prior art are largely flattened. It is particularly expedient if the diameter expansion starting from the caliber diameter is approximately 0.5% to 1.0% of the caliber diameter and extends on both sides of the caliber base center to a circumferential angle of approximately 10 ° to 15 °. With these dimensions, good tube results have been seen, ie an almost right-angled contact surface between the roll and the rolling stock.
- a diameter widening in the area of the caliber jump in addition to the diameter widening in the caliber base of the roller.
- This diameter expansion can e.g. can be achieved by increasing the transition radius at the edge of the roller to 3 mm to 5 mm. It has been shown that such radii, which are less than 3 mm in the prior art, also significantly improve the deformation ratios in the caliber and the contact tips can also be significantly reduced in the edge region of the caliber of a roller.
- Figure 1 is a front view of a partially cut inventive
- Figure 2 shows the projection of the contact surface between the tube and the invention
- FIG. 1 denotes one of three caliber rollers according to the invention, which build up the entire caliber, and which rotates about the axis of rotation 2.
- the pipe to be rolled is schematically indicated at 3.
- the essentially circular caliber 4 of the roller 1 has a diameter widening in the region of the caliber base at 5, that is to say a deepening of the caliber base.
- diameter expansions are provided in the area of the caliber jump at 6, in the form of radius enlargements at the edge of the caliber roller 2.
- the conventional caliber shape is shown in dashed lines at 7 in FIG. 1 for better understanding.
- This conventional caliber shape is shown in FIG. 2, which represents the projection of the contact surface between tube 3 and roller 1, also drawn.
- contact tips are clearly visible at 8 in the area of the caliber base 9 of the caliber roller 1 and in the area of the caliber jump 10 on both edge sides of the roller 2. These tips 8 and 10 arise on the inlet side of the roller 2 and lead to the described inner non-circular formation on the finished one Tube 3.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen eines Reduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten, insbesondere zum Walzen dickwandiger Rohre mit einem Wanddicken/Durchmesserverhältnis von mehr als 0,25. Dabei weist erfindungsgemäß die Kaliberkontur jeder Walze (1) im Bereich des Kalibergrundes eine Durchmessererweiterung (5) auf, in der der im Walzensprung des in Walzrichtung jeweils vorgeordneten Kalibers gewalzte Materialbereich verformbar ist.
Description
Kaliberkontur der Walze eines Rohrwalzwerkes
Beschreibung
Die Erfindung betrifft die Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen eines Reduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten, insbesondere zum Walzen dickwandiger Rohre mit einem Wanddicken-Durchmesserverhältnis von mehr als 0,25.
In Reduzierwalzwerken nach dem Stand der Technik werden zum Walzen dünnwandiger Rohre üblicherweise nicht kreisrunde, sondern von 3 Bögen gebildete ellipsenähnliche Kaliberformen angewendet, deren kurze Halbachsen im Kalibergrund liegen. Die lange Halbachse liegt im Kalibersprung und ist größer als die kurze Halbachse des vorhergehenden Kalibers. Damit versucht man, ein Austreten des Walzgutes in den Walzspalt und damit Walzspaltmarkierungen zu vermeiden.
Derartige Kaliberformen erreichen walztechnisch jedoch Grenzen, wenn Rohre mit Wanddickenverhältnissen über 0,1 gewalzt werden. Dann nämlich tritt die sogenannte Poiygonbildung auf, eine Abweichung der Innenkontur des Rohres von der gewünschten Kreisform. Diese Polygonbildung kann im Extremfall zu einem nahezu sechseckigen Innenquerschnitt führen, der die Verwendbarkeit des Rohres stark einschränkt.
Will man dickwandige Rohre walzen, so ist das mit den bekannten Ovalkalibrierungen kaum möglich, man muß dann auf Kalibrierungen zurückgreifen, die näher der Kreisform angesiedelt sind. Mit solchen Kalibrierungen kann die Polygonbildung besser unterdrückt werden; die Zusammenhänge sind in der Zeitschrift „Archiv für das Eisenhüttenwesen", Jahrgang 41 , Heft 11 , November 1970 auf Seiten 1047 - 1053 beschrieben. Im Ergebnis schlägt dieser bekannte Stand der Technik vor, für dickwandige Programmanteile einer Rohrwalztraße eine Sonderkalibrierung im Reduzierwalzwerk zu verwenden, die eine allseitige Umfassung des Rohres während
des Walzvorganges anstrebt, also eine im wesentlichen kreisrunde Kalibrierung. Eine derartige Maßnahme ist deshalb möglich, weil dickwandige Rohre wesentlich weniger zur Bildung von Walzspaltmarkierungen auf der Außenoberfläche neigen, als dünnwandige Rohre. Die Wahl der Kaliberöffnung soll dabei so erfolgen, daß die Differenz aus kürzester und längster Kontaktflächenlänge minimal wird, d.h..eine
Kontaktfläche Walze/Rohr mit rechteckiger Form entsteht.
Bei der Anwendung der Lehre aus der vorstehend zitierten Veröffentlichung hat sich aber gezeigt, daß in Kaliberreihen mit geringer Kaliberöffnung keine gleichmäßige Kontaktfläche zwischen Rohr und Walze erreicht wird. Mit der üblichen
Kaliberbearbeituπgstechnik entsteht eine Kontaktfläche mit 3 Spitzen, nämlich im Kalibergrund und an den Kalibersprüngen. Dies ist auf Seite 1052, Bild 11 der genannten Druckschrift dargestellt. Die Spitzen in der Kontaktfläche zwischen Walze und Walzgut führen bei sehr dickwandigen Rohren mit Wanddicken /Durchmesser- Verhältnis größer als 0,25 wiederum zu Innenunrundheiten am Rohr und beeinflussen somit die Qualität deutlich negativ. Zusätzlich wird die Reibung erhöht, sodaß die Walzen stärker verschleißen.
Ausgehend von dem Stand der Technik, wie er in „Archiv für Eisenhüttenwesen", 41 , Heft 11, November 70 dargestellt ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen nach dem Stand der Technik so zu verbessern, daß unerwünschte Spitzen in der Kontaktfläche zwischen Walzgut und Walze vermieden bzw. mindestens abgeflacht werden.
Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Walzenkontur jeder Walze im Bereich des Kalibergrundes eine Durchmessererweiterung aufweist, in der der im Walzensprung des in Walzrichtung jeweils vorgeordneten Kalibers gewalzte Materialbereich verformbar ist.
Durch gezielte Vergrößerung des Kaliberdurchmessers im Kalibergrundbereich wird es möglich, die Kontaktlänge im Kalibergrund zu verkürzen, so daß eine gleichmäßige Kontaktfläche erreicht wird. Auf diese Weise wird nicht mehr das Rohr im Bereich des Kalibergrundes übermäßigen Spannungen ausgesetzt, da die beim Stand der Technik deutlich erkennbaren Spitzen weitgehend abgeflacht werden.
Besonders günstig ist es, wenn die Durchmessererweiterung vom Kaliberdurchmesser ausgehend etwa 0,5 % bis 1 ,0 % des Kaliberdurchmessers beträgt und sich beidseitig der Kalibergrundmitte auf einen Umfangswinkel von etwa 10° bis 15° erstreckt. Bei diesen Abmessungen haben sich gute Ergebnisse Rohr erkennen lassen, d. h. eine nahezu rechtwinklige Kontaktfläche zwischen Walze und Walzgut.
In einer die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, zusätzlich zur Durchmessererweiterung im Kalibergrund der Walze eine Durchmessererweiterung im Bereich des Kalibersprungs vorzunehmen. Diese Durchmessererweiterung kann z.B. durch Vergrößerung des Übergangsradius am Rand der Walze auf 3 mm bis 5 mm erreicht werden. Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Radien, die beim Stand der Technik unter 3 mm liegen, ebenfalls deutliche Verbesserungen der Verformungsverhältnisse im Kaliber erreicht werden und die Kontaktspitzen auch im Randbereich des Kalibers einer Walze deutlich reduziert werden können.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:
Figur 1 die Frontansicht einer teilgeschnittenen erfindungsgemäßen
Kaliberwalze mit einlaufendem Rohr und
Figur 2 die Projektion der Kontaktfläche zwischen Rohr und erfindungsgemäßer
Kaliberwalze in die Horizontale.
In Figur 1 ist mit 1 eine von drei das gesamte Kaliber aufbauenden erfindungs¬ gemäßen Kaliberwalzen bezeichnet, die um die Rotationsachse 2 rotiert. Das zu walzende Rohr ist bei 3 schematisch angedeutet. Das im wesentlichen kreisförmige Kaliber 4 der Walze 1 weist im Bereich des Kalibergrundes bei 5 eine Durchmessererweiterung auf, also eine Vertiefung des Kalibergrundes. Weitere
Durchmessererweiterungen sind erfindungsgemaß im Bereich des Kalibersprungs bei 6 vorgesehen, und zwar in Form von Radienvergrößerungen am Rand der Kaliberwalze 2. In der Zeichnungsfigur 1 ist zum besseren Verständnis bei 7 gestrichelt die konventionelle Kaliberform eingezeichnet. Diese konventionelle Kaliberform ist in Figur 2, die die Projektion der Kontaktfläche zwischen Rohr 3 und Walze 1 darstellt,
ebenfalls eingezeichnet. Deutlich erkennbar sind beim konventionellen Kaliber entstehende Kontaktspitzen bei 8 im Bereich des Kalibergrundes 9 der Kaliberwalze 1 und im Bereich des Kalibersprunges 10 auf beiden Randseiten der Walze 2. Diese Spitzen 8 und 10 entstehen auf der Einlaufseite der Walze 2 und führen zur beschriebenen Innenunrundbildung am fertigen Rohr 3.
Betrachtet man die Kontaktfläche des Rohres an der Walze gemäß der Erfindung, die in Figur 2 dunkel angelegt ist, so stellt man fest, daß die Spitzen 8 und 10 weitgehend abgebaut sind, so daß sich eine nahezu rechteckige Kontaktfläche mit der Kontaktlänge 11 ergibt. Für diese Veränderung der Kontaktfläche sind die
Durchmessererweiterungen 5 im Kalibergrund und 6 im Bereich des Kalibersprungs verantwortlich.
Claims
1. Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen eines Reduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten, insbesondere zum Walzen dickwandiger Rohre mit einem Wanddicken / Durchmesserverhältnis von mehr als 0,25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaliberkontur jeder Walze (1) im Bereich des Kalibergrundes eine Durchmessererweiterung (5) aufweist, in der der im Walzensprung des in
Walzrichtung jeweils vorgeordneten Kalibers gewalzte Materialbereich verformbar ist.
2. Kaliberkontur nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessererweiterung (5) vom Kaliberdurchmesser ausgehend etwa 0,5% bis 1 ,0% des Kaliberdurchmessers beträgt und sich beidseitig der Kalibergrundmitte auf einen Umfangswinkel von etwa 10° bis 15° erstreckt
3. Kaliberkontur nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Durchmessererweiterung (5) im Kalibergrund der Walze (1) eine Durchmessererweiterung (6) im Bereich des Kalibersprunges vorgesehen ist.
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