DE19636321C1 - Verfahren zur Standzeiterhöhung von Lochdornen in Schrägwalzwerken - Google Patents
Verfahren zur Standzeiterhöhung von Lochdornen in SchrägwalzwerkenInfo
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- 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
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten
Lochdornen sowie einen solchen Lochdorn zum Lochen von erhitzten
Metallrundblöcken, insbesondere aus Kupfer, in Schrägwalzwerken zum Herstellen
von Hohlblöcken als Vormaterial für Rohre, bei dem ein Medium durch in die
Lochdornoberfläche eingebrachte Bohrungen in den Zwischenraum zwischen
Lochdorn und Hohlblock geleitet wird.
Aus der US 21 67 424 ist ein Verfahren zur Standzeiterhöhung von innen gekühlten
Lochdornen gemäß dem Oberbegriff des Anspruch 1 und des Anspruchs 9 bekannt.
Bei der Stahlrohrherstellung wird überwiegend das bekannte Mannesmann-
Schrägwalzverfahren eingesetzt. Bekannt ist aber auch das Schrägwalzenlochen von
anderen Metallen, wie z. B. Kupfer. In allen Fällen werden als Innenwerkzeuge
Lochdorne eingesetzt, die beim lochenden Walzen von erhitzten Metallrundblöcken
auf Schrägwalzwerken sehr hohen Temperatur- und Verschleißbeanspruchungen
unterworfen sind. Höher als alle anderen Teile des Dornes wird dessen Spitze
beansprucht. Diese kann sich insbesondere bei Rohrwerkstoffen mit niedrigem
Umformvermögen nach wenigen Stichen so deformieren, daß der Dorn ausgesondert
werden muß. Bei längeren Walzzeiten, wie es z. B. beim Walzen von Kupfer
geschieht, nimmt der Lochdorn in seiner gesamten Ausdehnung eine hohe
Temperatur an, während die Lochdornspitze infolge der leichten Verformbarkeit des
Kupferwerkstoffes nicht übermäßig belastet wird.
Mit unterschiedlichen Maßnahmen wird versucht, die Standzeit der Dorne zu erhöhen.
Vielfältig wird in der Literatur (Zeitschriftenaufsatz "High Temperature Oxydation of
Pircing Mill Mandrels", Steel in USSR, Band 19 (1989) Heft 11, Seiten 498 bis 499)
eine oxidierende Behandlung der Dornoberfläche beschrieben, durch die eine
verschleißmindernde Zundertrennschicht erzeugt wird. In der US-PS 2,363,476 tritt
aus dem Walzdorn - der in diesem Fall aber beim Strecken eines vorgelochten
Blockes eingesetzt wird - Wasser in den Hohlblock aus, um den Dorn zu kühlen.
Hierbei bildet sich aber eine große Menge Wasserdampf, so daß auch der Hohlblock
ungewollt abgekühlt wird.
Die DE-C-34 32 288 beschreibt eine innere Kühlung des Walzdornes. Hiermit wird in
der Tat eine Verbesserung der Dornstandzeit erreicht, die Dornspitze selbst wird aber
infolge der relativ schlechten Wärmeleitfähigkeit des Dornmaterials nicht ausreichend
gekühlt und verschleißt deshalb weiterhin vorzeitig.
In der EP-A-0385439 wird ein Zweimetalldorn beschrieben, der eine
verschleißresistente Schutzschicht aus einem besonderen Metall besitzt. Auch hier
wird die Dornspitze nur unzureichend geschützt.
Zusammenfassend ist festzustellen, daß aus der Praxis keine Maßnahmen bekannt
sind, die den vorzeitigen Verschleiß der Dornspitze verhindern. Andererseits ist aber
bekannt, daß der vorzeitige Ausfall der Lochdorne auf einer zu starken Erhitzung der
Dornspitze beruht, der auch hochwarmfeste Dornwerkstoffe nicht standhalten, wenn
z. B. hochlegierte rostfreie Stähle gewalzt werden.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es deshalb, eine Lösung für das
Verschleißproblem der Dornspitzen zu finden, die von vornherein eine geringere
Beanspruchung der Dornoberfläche bewirkt.
Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäß mit den Merkmalen in den Ansprüchen 1
bzw. 9.
Die Erfindung richtet dabei das besondere Augenmerk auf die Außenkühlung des
Dornes, bei der eine zu große Wassermenge zu einer zu starken Dampfbildung
verbunden mit einer zu starken Abkühlung des Hohlblockes führen kann. Die
Kühlmittelmenge ist deshalb erfindungsgemäß so zu dosieren, daß sie gerade so groß
ist, wie von der Oberfläche der Lochdornspitze verdampft werden kann. Die besondere
Intensität der Kühlung besteht darin, die Verdampfungswärme des Wassers
auszunutzen, die ein Vielfaches höher ist als die Kühlung durch Wärmeübertragung
vom Metall des Lochdornes auf Wasser.
In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird vorgeschlagen, daß als Kühlmittel
eine mit Schmiermittel angereicherte echte Lösung, eine Dispersion, eine Suspersion
oder kolloidale Lösung verwendet wird. Merkmal des verwendeten Kühlmittels auf
Wasserbasis ist seine gute Fließ- und Pumpfähigkeit, ohne daß sich feste Bestandteile
absetzen. Durch die Verwendung von Kühl-Schmiermitteln wird die Lochdornspitze von
außen sowohl in der beschriebenen Weise gekühlt als auch gleichzeitig geschmiert.
In bevorzugten Ausgestaltungen kann das Kühl-Schmiermittel eine Alkalisilikatlösung,
eine Salzlösung oder eine kolloidale Lösung aus Wasser und feinem Glas und/oder
Graphit sein. Auch eine Kalkbrühe eignet sich als Kühl-Schmiermittel nach der
Erfindung, ebenso auch eine Wasser-Graphit-Phosphat-Suspension. Das Kühl-
Schmiermittel kann erfindungsgemäß gleichzeitig zur Innen- und Außenkühlung des
Lochdornes verwendet werden.
Ein alternatives Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen zum
lochenden Walzen von erhitzten Metallrundblöcken, insbesondere aus Kupfer, in
Schrägwalzwerken zum Herstellen von Hohlblöcken als Vormaterial für Rohre ist
dadurch gekennzeichnet, daß zum Schmieren der Lochdornoberfläche sich unter
Walzhitze verflüssigende oder vergasende Schmiermittel in pulverisierter Form durch
die in die Lochdornoberfläche eingebrachten Bohrungen in den Zwischenraum
zwischen Lochdorn und Hohlblock geblasen wird. Als Trägergas zum Einblasen wird
nach einem ausgestaltenden Merkmal der Erfindung ein Inertgas verwendet, mit dem
das pulverisierte Schmiermittel durch die Dornstange und den Lochdorn in die
Umformzone geblasen wird. Die Menge des Kühl- bzw. Schmiermittels läßt sich durch
den Druck, mit dem die Flüssigkeit oder das Pulver eingeblasen wird, regulieren.
Ein innengekühlter Lochdorn nach der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Ausgänge der Bohrungen in der Lochdornspitze und/oder radial in einer an der
Lochdornspitze angebrachten koaxialen Umfangsrille münden.
Das für die Außenkühlung und Schmierung erforderliche Kühl-Schmiermittel wird
durch im Querschnitt angepaßte kleine Bohrungen in der Dornspitze vom inneren
Kühlmittelstrom abgezweigt, deren Ausgänge entweder in der Dornspitze münden
oder sich in einer radial an der Lochdornspitze angebrachten Rille befinden. Dadurch
wird verhindert, daß die Bohrungen durch das Metall des zu lochenden Blockes
verschlossen werden. Durch die Erhöhung oder Absenkung des Kühlmitteldruckes
bzw. Treibgasdruckes kann die Ausflußmenge gesteuert werden; nichtverbrauchtes
Kühl-Schmiermittel fließt dagegen durch die Dornstange hindurch zurück in den
Vorratsbehälter und wird hier - falls erforderlich - aufbereitet.
Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird
nachfolgend beschrieben. Die einzige Zeichnungsfigur zeigt einen
erfindungsgemäßen Lochdorn.
Der Lochdorn 4 ist mit einer Innen- und Außenkühlung sowie -schmierung versehen.
Der Lochdorn 4 ist durch Verschrauben mit der Dornstange 1 verbunden. Mit 2 ist ein
Innenkühlrohr bezeichnet, durch das die Kühl-Schmiermittelzufuhr erfolgt. Damit das
Kühlmittel nicht zwischen Dornstange 1 und Lochdorn 4 austritt, ist eine
hitzeresistente Dichtung 3 vorgesehen. Im Inneren des Lochdornes 4 ist eine
Innenkühlkammer 5 gebildet, in der das durch das Innenkühlrohr 2 zugeleitete Kühl-
Schmiermittel seine Strömungsrichtung ändert und am Außenumfang des
Innenkühlrohres 2 im Inneren der Dornstange 1 zurückfließt. Dabei wird Wärme vorn
Lochdorn 4 abgeführt.
Ein Teil des Kühl-Schmiermittels wird durch die Zentralbohrung 8 und mehrere radlal
in den Lochdorn 4 eingebrachte Bohrungen 7 in den Bereich der Dornspitze geleitet,
wo die Bohrungen 7 im Bereich einer koaxial verlaufenden Umfangsrille 6 münden.
Das dort austretende Kühl-Schmiermittel kühlt und schmiert die Spitze des
Lochdornes 4, so daß dessen Verschleiß deutlich verringert wird.
Im Fall der Zuführung von pulverisiertem Schmiermittel ist eine gesonderte
Zufuhrleitung zentral durch die Dornstange 1 in den Lochdorn 4 geführt und mündet
in
der Zentralbohrung 8 in der Spitze des Lochdornes 4. Ansonsten wird in gleicher
Weise das pulverisierte Schmiermittel durch die Bohrungen 7 in den Bereich der
Spitze des Lochdornes 4 ausgetragen, um dort unter der Walzhitze verflüssigt oder
vergast zu werden. In der Wirkung wird auch hierbei der extrem hohe Verschleiß des
Lochdornes 4 im Bereich seiner Spitze vermindert.
Claims (10)
1. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen zum Lochen
von erhitzten Metallrundblöcken, insbesondere aus Kupfer, in
Schrägwalzwerken zum Herstellen von Hohlblöcken als Vormaterial für Rohre,
bei dem ein Medium durch in die Lochdornoberfläche eingebrachte Bohrungen
in den Zwischenraum zwischen Lochdorn und Hohlblock geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Medium zur Außenkühlung des Lochdornes ein Kühlmittel auf
Wasserbasis verwendet wird, dessen Menge derart dosiert ist, daß die gesamte
Kühlmittelmenge während des Lochens von der Lochdornoberfläche verdampft.
2. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühlmittel eine mit Schmiermittel angereicherte echte Lösung, eine
Dispersion, eine Suspension oder kolloidale Lösung verwendet wird.
3. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühl-Schmiermittel eine Alkalisilicatlösung verwendet wird.
4. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühl-Schmiermittel eine Salzlösung verwendet wird.
5. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühl-Schmiermittel eine kolloidale Lösung aus Wasser und feinem
Glas und/oder Graphit verwendet wird.
6. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühl-Schmiermittel eine Kalkbrühe verwendet wird.
7. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Kühl-Schmiermittel eine Wasser-Graphit-Phosphat-Suspension
verwendet wird.
8. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Kühl-Schmiermittel zur Innen- und Außenkühlung des Lochdornes
verwendet wird.
9. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen zum Lochen
von erhitzten Metallrundblöcken, insbesondere aus Kupfer, in
Schrägwalzwerken zum Herstellen von Hohlblöcken als Vormaterial für Rohre,
bei dem ein Medium durch in die Lochdornoberfläche eingebrachte Bohrungen
in den Zwischenraum zwischen Lochdorn und Hohlblock geleitet wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß zum Schmieren der Lochdornoberfläche sich unter Walzhitze
verflüssigende oder vergasende Schmiermittel in pulverisierter Form durch in
die Lochdornoberfläche eingebrachte Bohrungen in den Zwischenraum
zwischen Lochdorn und Hohlblock geblasen werden.
10. Verfahren zur Standzeiterhöhung von innengekühlten Lochdornen nach
Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das pulverisierte Schmiermittel mit einem Inertgas durch die Dornstange
und den Lochdorn in die Umformzone geblasen wird.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE1996136321 DE19636321C1 (de) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Verfahren zur Standzeiterhöhung von Lochdornen in Schrägwalzwerken |
Applications Claiming Priority (1)
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DE1996136321 DE19636321C1 (de) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Verfahren zur Standzeiterhöhung von Lochdornen in Schrägwalzwerken |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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DE1996136321 Expired - Fee Related DE19636321C1 (de) | 1996-08-29 | 1996-08-29 | Verfahren zur Standzeiterhöhung von Lochdornen in Schrägwalzwerken |
Country Status (1)
Country | Link |
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- 1996-08-29 DE DE1996136321 patent/DE19636321C1/de not_active Expired - Fee Related
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