DE19506858C1 - Walzenkalibrierung für ein Rohrreduzierwalzwerk - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Walzenkalibrierung für die aus jeweils drei Walzen bestehenden Walzensätze eines mehrgerüstigen dornlosen Rohrreduzierwalzwerkes, bei der die konkaven Kaliberkonturen der Walzen an beiden Kaliberflanken jeder Walze konvex vorgewölbt sind.

Bei Rohrreduzierwalzwerken, insbesondere Streckreduzierwalzwerken, die ohne Innenwerkzeug arbeiten, tritt eine aus dem Walzprozeß resultierende Erscheinung auf, die als Ecken- oder Polygonbildung bezeichnet ist. Der Innendurchmesser des Rohres weist eine vom kreisrunden Querschnitt abweichende Form auf, die man bei Verwendung von zwei Walzenkalibern als viereckige und bei der Verwendung eines Dreiwalzenkalibers als sechseckige Querschnittsform mit abgerundeten Kanten beschreiben kann.

Zur Vermeidung dieser sogenannten Polygonbildung im Rohrinneren sind verschiedene Vorschläge gemacht worden, die aber im wesentlichen zu unzulänglichen Ergebnissen führten oder einen großen Aufwand bedurften.

Ein in diesem Zusammenhang sinnvoller Vorschlag ist in der deutschen Patentschrift 24 48 158 beschrieben. Ausgehend von der Erkenntnis, daß das Maß der Ausprägung des Innenpolygons umso geringer ist, je mehr Walzensätze in dem Rohrreduzierwalzwerk Verwendung finden, schlägt der bekannte Stand der Technik vor, die Verformungsverhältnisse eines aus drei Walzen gebildeten Walzensatzes an die Verformungsverhältnisse eines aus sechs Walzen gebildeten Walzensatzes anzunähern. Zu diesem Zweck werden die Kaliberkonturen der Walzen an den Walzenflanken vorgewölbt.

Der Vorschlag des aus der DE 24 48 158 bekannten Standes der Technik hat nicht beachtet, daß die vorgeschlagene Kaliberform allein nicht zur Homogenisierung des Verformungszustandes geeignet ist. Dadurch wird bei der bekannten Lösung der Effekt der Kaliberform auf den Materialfluß falsch vorausgesagt; es kommt zu ungünstigen Spannungszuständen im Rohr während der Walzung und im Ergebnis zu am Fertigrohr anzutreffenden verdickten Stellen entlang des Rohrumfanges.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von der deutschen Patentschrift 24 48 158 und unter Zugrundelegung der dort vorgeschlagenen Kaliberform, die Walzenkalibrierung für ein Rohrreduzierwalzwerk so zu verbessern, daß der Materialfluß im Rohr örtlich so beeinflußt wird, daß eine geringere lokale Rohrwandverdickung beim Reduzieren an kritischen Stellen entlang des Rohrumfanges stattfindet und dadurch die am Fertigrohr anzutreffenden verdickten Stellen vermieden werden.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß bei der bekannten Kaliberkonturausbildung die Größe der Vorwölbung der Kaliberflanken in Walzrichtung aufeinanderfolgender Walzensätze um konstante oder prozentual gleiche Beträge zunimmt. Diesem Vorschlag liegt die Erkenntnis zugrunde, daß die bekannte Vorwölbung auf den Stofffluß ohne Wirkung bleibt, wenn nicht in jedem Gerüst einer Anzahl von aufeinanderfolgenden Arbeitsgerüsten durch die Vorwölbung mehr Reduktion in der Kaliberflanke stattfindet, als im Kalibergrund oder Kalibersprung. In Konsequenz muß die Höhe der Vorwölbung also von Gerüst zu Gerüst in der Kaliberreihe erhöht werden. Durch den Vorschlag der Erfindung ergibt sich als Vorteil, daß die lokale Vorwölbung den lokalen Kontaktdruck in jedem Gerüst erhöht, so daß einer Materialverdickung in der Mitte der Kaliberflanke entgegengewirkt wird. Am Fertigrohr ist im Falle des Auftretens einer Polygonbildung, also ohne Anwendung der Erfindung, diese Stelle in der Wanddicke gegenüber dem Rest des Rohrumfanges vergrößert. Die vorgeschlagenen Maßnahmen der Erfindung wirken dieser Verdickung entgegen.

Nach einem günstigen Vorschlag der Erfindung ist vorgesehen, daß die Zunahme der Vorwölbung 1 bis 5% der Rohrwanddicke der im Kaliber zu walzenden Rohre entspricht.

In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, den Scheitelpunkt der Vorwölbung jeder Kaliberflanke, ausgehend vom Kalibergrund bezogen auf den Kalibermittelpunkt des Walzensatzes um 30 bis 35 Grad in Richtung Walzensprung verschoben anzuordnen. Durch diese Maßnahme wird vermieden, daß der Stofffluß durch eine in der Mitte oder zum Kalibergrund hin positionierte Vorwölbung stärker zum Kalibersprung hin gerichtet wird und dort zu unerwünschten lokalen Wandverdickungen führt. Wenn der Scheitelpunkt der Vorwölbung nach den Vorschlägen der Erfindung in Richtung Kalibersprung verschoben wird, also die Vorwölbung asymmetrisch in der Kaliberflanke angeordnet ist, wird dieser störende Effekt ausgeglichen.

Es hat sich als vorteilhaft gezeigt, wenn nach einem weiteren Merkmal der Erfindung von den den Vorgerüsten folgenden Arbeitsgerüste eine zusammenhängende Anzahl von maximal 12 Gerüsten mit den Vorwölbungen der Kaliberflanken versehen ist. Mit den Maßnahmen der vorliegenden Erfindung wird, insbesondere beim Streckreduzieren von Stahlrohren die Innenpolygonbildung weitgehend dadurch vermieden, daß der Materialfluß im Rohr in der erforderlichen Weise beeinflußt wird. Im Ergebnis sind Rohre mit homogenisiertem Verformungszustand zu erwarten, die weitgehend ohne Innenpolygon, also über dem Umfang gleichmäßigen Wanddicken gewalzt sind.

In der zeichnerischen Darstellung ist grob vereinfacht die vorliegende Erfindung dargestellt und wird nachfolgend erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 Die Kaliberkontur einer der drei Walzen eines Walzensatzes,

Fig. 2 in einem Diagramm die Größe der Vorwölbung über den Gerüstplätzen.

In Fig. 1 ist mit 1 der Ausschnitt aus einer Walze eines aus drei Walzen bestehenden Walzensatzes bezeichnet, deren Grundkaliber 2 konkav bzw. im vorliegenden Fall kreisbogenförmig dargestellt ist. Abweichend von diesem Grundkaliber 2 und in Anlehnung an die Lehre des deutschen Patentes 2448 158 sind die beiden neben dem Kalibergrund 3 liegenden Flankenbereiche 4 des Grundkalibers 2 konvex vorgewölbt, wobei die Größe der Vorwölbung 5 mit a angegeben ist. Der Scheitelpunkt 6 jeder Vorwölbung 5 liegt bei einem Winkel α, bezogen auf den Kalibermittelpunkt 7 und gemessen vom Kalibergrund 3 und beträgt 30 bis 35 Grad.

Unter Hinweis auf Fig. 2 steigt die Größe der Vorwölbung a vom Gerüstplatz i ausgehend auf den nachfolgenden benachbarten Gerüstplätzen i + 1, i + 2, i + 3, i + 4 usw. um einen konstanten oder prozentual gleichen Betrag an. Mit i bis i + n sind die Gerüstplätze einer Anzahl von Arbeitsgerüsten bezeichnet, von denen maximal 12 sinnvoller Weise mit der erfindungsgemäßen Zunahme der Größe der Vorwölbung 5 versehen sind.

Claims (4)

1. Walzenkalibrierung für die aus jeweils drei Walzen bestehenden Walzensätze eines mehrgerüstigen dornlosen Rohrreduzierwalzwerkes, bei der die konkaven Kaliberkonturen der Walzen an beiden Kaliberflanken jeder Walze konvex vorgewölbt sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe (a) der Vorwölbung (5) der Kaliberflanken (4) mindestens mehrerer in Walzrichtung aufeinanderfolgender Walzensätze um konstante oder prozentual gleiche Beträge zunimmt.

2. Walzenkalibrierung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Zunahme der Vorwölbung (5) 1 bis 5% der Rohrwanddicke der im Kaliber zu walzenden Rohre entspricht.

3. Walzenkalibrierung nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Scheitelpunkt (6) der Vorwölbungen (5) jeder Kaliberflanke (4), ausgehend vom Kalibergrund (3) und bezogen auf den Kalibermittelpunkt (7) des Walzensatzes um 30 bis 35 Grad in Richtung Walzensprung (8) verschoben angeordnet ist.

4. Walzenkalibrierung nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß von den den Vorgerüsten folgenden Arbeitsgerüste (i bis i+n) eine zusammenhängende Anzahl von maximal 12 Gerüsten mit den Vorwölbungen (5) der Kaliberflanken (4) versehen ist.