DE2949970C2

DE2949970C2 - Anlage zum Walzen von nahtlosen Metallrohren

Info

Publication number: DE2949970C2
Application number: DE2949970A
Authority: DE
Inventors: Jacques St.-Saulve Verdickt
Original assignee: Vallourec SA; Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Current assignee: Vallourec SA; Vallourec Usines a Tubes de Lorraine Escaut SA
Priority date: 1978-12-15
Filing date: 1979-12-12
Publication date: 1985-06-13
Also published as: BR7908210A; GB2036622A; FR2443884A1; FR2443884B1; MX152889A; DE2949970A1; IT7909620A0; JPS55117507A; IT1166037B; GB2036622B

Description

Die Erfindung betrifft eine Anlage zum Walzen von nahtlosen Metallrohren aus Vollblöcken gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Eine derartige Anlage ist sus »Blech-Rohre-Proflle« (1970), H. 12, Selten 79 bis 85 bekannt. Dort ist ausgeführt, daß für Rohrdurchmesser von über 150 mm auch sehr dünne Wände von mindestens 2,0 bis 2,8 Prozent des Außendurchmessers möglich sind. Allerdings besteht bei sehr dünnen Rohren die Gefahr eines erhöhten Ausschusses und ferner wird es dann schwierig, die Wanddickentoleranzen niedrig zu halten.

Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Anlage der eingangs genannten Art so auszulegen, daß sich auch für große Rohrdurchmesser (etwa von 150 mm und darüber) bei einem Durchmesser-Wanddickenverhäiinis Im Bereich von 50 noch Rohre mit normalen Wand dickentoleranzen herstellen lassen. Normal In diesem Zusammenhang sind Dicketoleranzen von maximal 12.5 Prozent.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Anlage, wie sie In Anspruch 1 gekennzeichnet ist. Mit »ungefähr« bei den Streckungswerten sind die üblichen Bereiche von ± 10 Prozent um den angegebenen Wert herum gemeint.

Im folgenden wird eine Ausführungsform der Erfindung in Verbindung mit der beigefügten Zeichnung beschrieben.

Auf dieser zeigt

Flg. 1 eine schematische Gesamtansicht der Walzanlage.

Flg. 2 und 2A das Lochwalzgerüst der Anlage.

Flg. 3 die Streckwalzvorrichtung der Anlage, und

Flg. 4A bis 4H die einzelnen Phasen der kontinuierlichen Walzung.

Flg. 1 zeigt In Form einer schematischen Gesamtansicht die Rohrwalzanlage zum Verarbeiten stranggegossener Stahlblöcke. Diese Stahlblöcke werden In bekannter Weise zu Ausgangshalbzeugen zertelli. die einen beliebigen Querschnitt haben können, vorzugsweise aber rund sind.

Diese werden In einem Wärmofen 1 auf eine Temperatur von etwa 1300° C gebracht. Nach der Erwärmung werden die Halbzeuge einer Entzunderung und evectuell einer Formung in einem Oktogonallsierungsgerüst sowie der Herstellung eines Endvorlochs In einer Zentrierpresse unterworfen. Die hierzu verwendeten Einrichtungen, die zur Vereinfachung der Zeichnung nicht dargestellt sind, arbeiten mit sehr schneller Schrittfolge, so daß das Halbzeug sie mit einer Temperatur von rund 1200° C verläßt.

Danach wird es auf ein Lochwalzgerüst 2 gegeben, das z. B.. wie in Flg. 2 gezeigt, zwei Walzen 21 und 22 enthält, die sich in gleichem Sinne um zur Achse des Vorprofils 20 symmetrische schräge Achsen drehen. Die beiden Walzen drücken das Vorprofil gegen den von einer Stange 26 genaltenen Lochdorn 23. Diese Stange 26 ist unter der Wirkung einer Vorrichtung 27 axial festgelegt, aber frei drehbar. Das gleiche gilt für das Vorprofil 20, so daß sich beide mit Winkelgeschwindigkeiten drehen, die durch die Walzen 21 und 22 aufgezwungen werden. Das Lochwalzgerüst vervollständigt sich im Bereich einer zur Fig. 2 senkrechten und durch die Achse 29 verlaufenden Ebene durch zwei Führungen. Diese können zur Achse 29 parallele lose Walzen oder fests-.ehende Schuhe mit transversaler Hohlkehle oder, wie In Fig. 2A gezeigt. Scheiben 27 und 28 mit transversal konkavem Rand sein, die um zur Ebene der Flg 2 parallele Achsen zur Rotation gebracht werden. Mit einem solchen Lochwalzgerät erhält man bis zu den größten Durchmessern eine von Defekten freie Außenoberfläche; überdies vermeldet man auch Produktionsunterbrechungen, wie sie durch das Auswechseln der Führungen auf anderen Lochwalzgerüsten entstehen. In Flg 2 bezeichnet der schraffierte Bereich des Vorprofils 20 die Zone, in der sich das Metall verformt und am Ausgang ein erstes Vorprofil eines Durchmessers el, und einer Wanddicke e, ergibt.

•40 Der Hauptparameter in jeder Herstellungsstufe von nahtlosen Rohren ist die Veränderung des Metallquer-Schnitts. Man bezeichnet als Streckung A das Verhältnis des Endquerschnitts zum Ausgangsquerschnitt In jeder Stufe. Vorzugswelse bewirkt das Lochwalzgerüst eine Streckung zwischen ungefähr 1,3 und ungefähr 2. Bei dieser Streckung ist die Verwendung von durch Stranggießen gewonnenen Blöcken mit kreisförmigem Querschnitt für Rohre mit normalen Wanddickentoleranzen und fehlerfreien Oberflächen möglich

Darüber hinaus bringt das kleine Verhältnis el,Iv, des Lochungsvorproflls eine gute Konzentrlzität desselben, eine hohe Lochungsgeschwindigkeit und einen vernachlässigbaren Verschleiß des Lochdorns mit sich Die Länge des Ausgangshalbzeugs kann erheblich vergrößert werden und sein Stückgewicht gestattet so eine hohe Stundenleistung.

Man sieht In Flg. 1 Motor-Getriebeelnrlchtungen 24 und 25. die die Schrägwalzen 21 und 22 antreiben, wobei deren Umfangsgeschwindigkeit zwischen Null

6i) und 7 m/s einstellbar ist Hinzu kommen Einrichtungen zur Einstellung der Neigung der Walzen, vorzugsweise zwischen 0° und 17° (diese Einrichtungen sind nicht dargestellt).
Sobald die Lochung bewirkt Ist, wird der Lochdorn durch die Vorrichtung 27 zurückgezogen, und das vollständig gelochte erste Vorprofil wird automatisch auf die Streckwalzvorrichtung 3 (Flg. 1) übertragen. Da der Lochdorn nur einem vernachlässigbaren Verschleiß

unterworfen ist, erübrigt sich eine komplexe Behandlungsfolge, um diesen für einen neuen Lochungsvorgang wieder herzurichten.

Das gelochte Vorprofil wird einer Querstreckung auf einer Streckwalzvorrichtung mit drei oder zwei Walzen unterworfen, die mit oder ohne Durchmesserverminderung (von 5 bis 10%) arbeitet, bevor es der kontinuierlichen Walzung unterworfen wird. Diese Streckwalzvorrichtung erzeugt eine Streckung A zwischen ungefähr 1,4 und ungefähr 2.

Die vorgesehene Streckwalzvorrichtung (Fig. 3) ist eine solche mit zwei Schrägwalzen, die ausreichend nahe beim Lochwalzgerüst Hegt. Die beiden Walzen 31 und 32 drehen sich in der gleichen Richtung und versetzen dabei das Vorprofil 30 zusammen mit der von der Stange 36 getragenen Dornspitze 33 in Drehung, wobei die Stange unter der Wirkung der Vorrichtung 37 axial festgelegt, aber frei drehbar ist. Die Walzen 31 und 32 weisen eine beispielsweise zwischen Null und 17° einstellbare Schräglage auf und werden mit von Null ausgehender veränderbarer Geschwindigkeit durch Motor-Getrlebegruppen 34 bzw. 35 angetrieben (maximale Umfangsgeschwindigkeit 7 m/s).

Die vorgesehene Streckwalzvorrichtung gestattet die Verwendung eines Vorprofils ausreichend großer Dicke. woraus sich eine einfachere Herstellung des Vorprofils ergibt, dessen Konzentrizltät außerdem verbessert ist. Insbesondere wenn man mit Durchmesserverminderung arbeitet. Natürlich Ist der Austragtisch der Streckwalzvorrichtung mit einer Reihe von Führungsvorrichtungen für Stange und Vorprofil versehen, die präzise die axiale Festlegung des Vorprofils gewährleisten.

Die Anlage sieht anschließend das kontinuierliche Walzen vor. Das Vorprofil wird also vom Ausgang der Streckwalzvorrichtung 3 zum Eingang der kontlnuierllchen Walzstraße 4 transferiert (Fig. 1).

Dabei kann ein und derselbe Dorn in der Streckwalzvorrichtung und In der kontinuierlichen Walzstraße verwendet werden, wobei sein Kopf als Aufweltspitze In der Streckwalzvorrlchtung und seine Stange als Kaliber in der kontinuierlichen Walzstraße dient. Hierbei wird in der in der FR-PS 72 31 888 beschriebenen Weise der Dorn auf einer gesteuerten Geschwindigkeit durch eine Vorrichtung 40 gehalten, die mit dem am Eingang der kontinuierlichen Walzstraße vorgesehenen Rückhaltebett für den Dorn zusammenwirkt. Die Verwendung der Stange der Streckwalzvorrichtung als Dorn in der Walzstraße, der In die Luppe während der Streckung eingeführt wurde, ermöglicht eine Verminderung des Spiels zwischen Dorn und Luppe und gestattet eine rasche Umsetzung der Luppe auf Ihrem Dorn zur kontinuierlichen Walzstraße und damit eine bessere Aufrechterhaltung der Temperatur der Luppe.

Die kontinuierliche Walzstraße umfaßt vorzugsweise fünf bis sieben Walzgerüste - das dargestellte Beispiel besitzt deren sechs -. die jedesmal um 90^c winkelversetzt sind. Diese Walzgerüste 41 bis 46 sind so eingerichtet, daß sie eine Gesairustreckung von weniger oder ungefähr gleich 4,5 ergeben; so ist die Aufteilung der Gesamtstreckung auf die Walzgerüste ziemlich leicht zu 6i) erzielen, wobei die Streckung selten 1.4 für die am meisten belasteten Walzgerüste (die nicht notwendigerweise diejenigen mit der stärksten Streckung sein müssen) überschreitet.

Die Reibungskräfte auf den Dorn sind vermindert, und sein Verschleiß wird auf einem normalen Wert gehalten. Ferner wird mit einem Dorn gesteuerter Geschwindigkeit das Profil der Kaliber (geschlossene Kaliber) in einer Weise verändert, daß das Längsfließen -des Metalls verbessert ist, man eine leichte Entdornung erhält und die Regelmäßigkeit der Dicke des gewonnenen Rohres vervollkommnet ist.

Die Fig. 4A bis 4H zeigen an einem Beispiel die Walzphasen In einer kontinuierlichen Walzstraße mit sechs Gerüsten. Die Abmessungen und Parameter bei diesem Beispiel sind die folgenden (0 = Außendurchmesser, e = Wanddicke, L = Länge, A = Streckung):

Ausgangshalbzeug:

Voll rund 0 290 mm, L = 2 m Luppe nach dem Lochen:

0 = 305 mm, e = 43,5 mm, L = 3,6 m

A = 1,85 beim Lochen
Luppe nach Streckung:

0 = 288 mm, e = 21,56 mm, L = 7,13 m

A = 1,98 beim. Strecken
Kontinuierliche Walzstraße mit 6 Gerüsten:

Gerüst Nr. 1 A = 1,55

Gerüst Nr. 2 A = 1,36

Gerüst Nr. 3 A - 1,35

Gerüst Nr. 4 A = 1,25

Gerüst Nr. 5 A = 1,12

Gerüst Nr. 6 A = 1,06

A = 4,21

Gewalztes Rohr: 0 = 255 mm, e = 5,56 mm, L = 30 m.

Wie Fig. 1 zeigt, werden die Rohre am Ausgang der kontinuierlichen Walzstraße auf ein Entdornungsbett 5 transferiert, das Rohre und Dorne voneinander trennt. Erstere laufen auf einen Querförderer 6, letztere werden längs einer Bahn 50 zur Streckwalzvorrichtung zurückgeführt, um sie nach Vorgängen der Kontrolle, der Abkühlung und Schmierung, falls notwendig, erneut einzusetzen.

Danach können die Rohre einer erneuten Kalibrierung unterworfen werden, einen Wärmofen durchlaufen und auf ein Zieh-Reduzierwerk gegeben werden, wonach sie die Adjusta^evorgänge durchlaufen.

Mit der Zwlschenstreckvorrlchtung und der vorgenannten Verteilung der Streckung auf Locher, Strecker und Walzstraße Ist die Herstellung von Rohren großen Durchmessers In Standarddicken möglich, und dies mit ausgezeichneter Qualität, ohne daß auf eine außergewöhnliche Qualität der Ausgangsblöcke zurückgegriffen werden muß. Durch Verwendung ein und desselben Doms für die Streckung und die Walzung und Indem man diesen während der Walzung auf einer kontrollierten Geschwindigkeit hält, erhält man darüber hinaus eine bessere Zentrierung, eine Verminderung von auf das Walzen zurückgehenden Dickenunregelmäßigkeiten und eine Verbesserung des Leistungskoeffizienten. Ferner ist die Leichtigkeit der Ausziehung des Doms und Insbesondere sein geringer Verschleiß zu beachten, was ein wesentlicher Faktor Ist. wenn man weiß, daß die Dorne mit einem erheblichen Anteil In die Investitionskosten der Anlage eingehen.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Anlage zum Walzen von nahtlosen Metallrohren aus Voüblöcksfi mit einem Schrägwalzgerüst zum Warmlochen des Voüblockes zu einer Rohrluppe, mit einer Streckwalzvorrichtung zum Warmsirecken der Rohrluppe, und mit einer mehrgerüstlgen kontinuierlichen Walzstraße zum Fertigwalzen des Rohres, wobei das Walzgut Im Lochwalzgerüst, In der Streckwalzvorrichtung und in der kontinuierlichen Walzstraße jeweils eine bestimmte Streckung erfährt, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Gesamtstreckung beim Übergang vom Vollblock zum Rohr im wesentlichen zur Hälfte auf Lochwalzgerüst (2) und Streckwalzvorrichtung (3) und zur anderen Hälfte auf die kontinuierliche Walzstraße (4) aufteilt und daß sich die auf Lochwalzgerüst und Streckwalzvorrichtung entfallende Hälfte wiederum im wesentlichen zur Hälfte auf das Lochwalzgerüst (2) und die Streckwalzvorrichtung (3) aufteilt, wobei die in dem Lochwalzgerüst bewirkte Streckung zwischen ungefähr 1,3 und ungefähr 2, diejenige in der Streckwalzvorrichtung zwischen ungefähr 1,4 und ungefähr 2 und diejenige in der kontinuierlichen Walzstraße kleiner oder gleich ungefähr 4,5 Ist.