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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und ein
Walzengerüst zum Führen von Streifenmaterial zu einem
Endwalzensatz eines Rohrwalzwerks zum Erzeugen dünner
Röhren, so wie nahtgeschweißte Stahlröhren.
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Im allgemeinen wird, wenn eine Röhre in einem
Rohrwalzwerk erzeugt wird, ein Materialstreifen zuerst mit
Brecherwalzen in eine halbkreisförmige Form gebracht, dann
wird sein Mittelteil mit Bündelwalzen ausgeformt und nach
dem Einstellen des Kantenwinkels und dem Fertigbearbeiten
und dem Zentrieren mit einem Endwalzensatz in der
Vorbereitung zum Schweißen Quetschrollen zugeführt.
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Das Formen durch den Endwalzensatz ist entscheidend für
die Qualität des Endprodukts, und man muß Betrachtungen
darüber anstellen, solche Deformationen zu vermeiden,
wie Kantendehnung, verbogene Stellen an den Kanten und
Walzenmarken, und verschiedene Typen von Endwalzensätzen
sind vorgeschlagen worden.
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Auf der anderen Seite läuft das Material, das in den
Brecher- oder Käfigwalzen geformt worden ist, in einem
Zustand weiter, der breiter ist als beim Formen wegen einer
Rückfederung, und da die horizontale Bewegung der Kanten
größer als die des Rests des Materials ist, kann die
Führung oder das Einfädeln in den Endwalzensatz nicht glatt
durchgeführt werden, was mehr Zeit erfordert, damit das
Material durch den Endwalzensatz ergriffen wird.
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Wenn das Material in den Endwalzensatz geführt wird, wird
die Formung auch bewirkt durch halbierte oder geviertelte
Walzen, aber da die Querschnittsform des Materials wegen
des unzureichenden Formens vor dem Endwalzensatz nicht
die endgültige Form ist, ist das Material empfänglich
für Kontaktfehler, die durch den Unterschied in der
Umfangsgeschwindigkeit hervorgerufen wird, die von der
Differenz zwischen dem Mittel- und den Enddurchmessern der
Walze herrührt.
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In der Vergangenheit ist im japanischen Patent JP-B-56-
053447 (& FR-A-2 348 761) ein Rohrwalzwerk vorgeschlagen
worden, um solche Schlupffehler zu vermeiden, mit einem
Kantenführungswalzengerüst, in dem ein Paar von vertikalen
Walzen und Kantenführungswalzen mit einem V-förmigen
Querschnitt, die in Laufrichtung vor dem Endwalzengerüst
angeordnet sind.
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Ein Verfahren zum Erzeugen von nahtgeschweißten
Stahlröhren, worin der Kantenteil zurückgehalten wird zum Formen
mit der V-Walze an der Vorderseite des Endwalzensatzes,
um so die Formbarkeit zu verbessern und die Lücke zwischen
den Käfigwalzen und dem Endwalzensatz zu vermindern, ist
in der veröffentlichungen japanischen Patentanmeldung
JP-A-59-166321 vorgeschlagen worden.
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Beide Stellen aus dem Stand der Technik sind wirksam zum
Korrigieren einer unzureichenden Ausbildung der
Querschnittsform des Materials vor dem Einlaufen in den
Endwalzensatz. Aber beim Einfädeln des Materialendes, wie
in Fig. 6 gezeigt, wird, weil die horizontale V-Walze 30
rotiert, um die Materialkante 21 zurückzuhalten und ein
großer Winkel zwischen der Tangentialrichtung F der
Reibungskraft und der Bewegungsrichtung S des Materials 20
erscheint, eine Komponente D der Reibungskraft erzeugt
und wirkt, um den Kantenteil 21 hinunterzudrücken und
ihn horizontal zu verschieben. Als Ergebnis erfolgt ein
Schlupf auf der Walzenoberfläche, der eine Kantenwelle
und Dehnung erzeugt, insbesondere im Fall von dünnen
Stahlröhren.
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Auch muß, um das Einfädeln zu erleichtern, das V der
Walze tief sein. Wenn jedoch die V-Walze tief ist, ist das
Material empfänglich für Walzenmarken, so daß der
Walzendurchmesser vermindert werden muß oder eine Vielzahl von
V-Walzen verwendet werden müssen, was zu einer
Schwierigkeit beim Einstellen der Walzenposition und schließlich
zum Verhindern der Kantendehnung und Verkratzung führt.
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Unter Berücksichtigung solch einer Situation in einem
Rohrwalzwerk ist es eine Aufgabe der vorliegenden
Erfindung, ein Verfahren zum Führen von Material zu einem
Endwalzensatz und ein Führungswalzgerüst dafür anzugeben,
das in einem weiten Umfang das Ergreifen des Materials
beim Einfädeln erleichtert und Kantendehnung und
Verkratzen verhindert, mit einem hohen Korrektureffekt auf die
gewünschte Kreisform und die geeignet sind zum Erzeugen
von dünnen Stahlröhren.
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DE-B-10 16 675 offenbart ein Verfahren zum Formen einer
Röhre durch Biegen eines Materialstreifens in einem
Rohrwalzwerk, worin ein Schritt des Führens des Materials
zum Endwalzensatz beinhaltet das Biegen der Kantenteile
des U-förmigen Materials nach innen aufeinander zu durch
Walzen, die ein Paar von koaxialen, axial beabstandeten,
kegelstumpfförmigen horizontalen Walzen aufweist, die
jeweilige Kantenflächen des Materials berühren und die
jeweilige kegelstumpfförmige Oberflächen haben, die
voneinander wegweisen; ein Paar von vertikalen Walzen, deren
Achsen orthogonal zu den Achsen der horizontalen Walzen
sind und sich mit ihnen schneiden, die die nach außen
ragenden Oberflächen der Kantenteile berühren und die
einen vermindernden Durchmesser in einer axialen Richtung
weg von der Achse der kegelstumpfförmigen horizontalen
Walzen haben; und eine weitere horizontale Walze, die
die untere Oberfläche des mittleren Bodenteiles des
Materials berührt; und, gemäß der Erfindung, ist solch ein
Verfahren dadurch gekennzeichnet, daß die vertikalen
Walzen das Material unterhalb seiner maximalen Breite
ununterstützt lassen mit Ausnahme der weiteren horizontalen
Walze, die einen Mittelteil mit vermindertem Durchmesser
aufweist.
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Die vorliegende Erfindung umfaßt auch ein
Führungswalzgerüst zum Gebrauch auf der in Laufrichtung vor dem
Endwalzensatz gelegenen Seite in einem Rohrwalzensatz, wobei
das Gerüst einen Hauptrahmen aufweist, dessen Höhe
vertikal einstellbar ist; eine Frontplatte, die entfernbar
in dem Rahmen montiert ist; eine Bodenwalze, die einen
Mittelteil mit vermindertem Durchmesser aufweist und die
vertikal einstellbar in der Frontplatte montiert ist zum
Unterstützen der unteren Oberfläche des mittleren Teiles
eines U-förmigen Streifens von Röhrenmaterial; zwei
Walzenrahmen, die horizontal einstellbar innerhalb der
jeweiligen Seiten der Frontplatte montiert sind und jede
sowohl eine horizontale Walze zum Berühren einer
jeweiligen Kantenfläche des Materials, als auch eine vertikale
Walze trägt, deren Achse orthogonal zu der Achse der
jeweiligen horizontalen Walze ist und diese schneidet, zum
Berühren der nach außen weisenden Oberfläche des
jeweiligen Kantenteiles des Materials, aber die das Material
unterhalb seiner maximalen Breite ununterstützt lassen
mit Ausnahme der Bodenwalze; wobei die horizontalen
Walzen koaxiale, kegelstumpfförmige Walzen sind, bei denen
die jeweiligen kegelstumpfförmigen Oberflächen voneinander
wegweisen und die vertikalen Walzen einen verminderten
Durchmesser in einer axialen Richtung weg von den Achsen
der kegelstumpfförmigen horizontalen Walzen aufweisen.
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Somit kann ein Paar von geteilten horizontalen Walzen
und ein Paar von vertikalen Seitenwalzen verwendet
werden, die eine Form haben, die einer Hälfte einer
konventionalen vertikalen Seitenwalze mit einem Mittelteil mit
vermindertem Durchmesser entspricht. Da keine signifikante
Niederpreßkraft auf das Material ausgeübt wird und die
Kantenteile zurückgehalten werden und nur durch
horizontale Kräfte von den frei rotierenden vertikalen
Seitenwalzen verschoben werden, ergibt sich der Vorteil, daß
das Einfädeln sehr leicht durchgeführt wird, unabhängig
von der Querschnittsform des Materials nach dem Brechen.
Wenn die Materialform geändert wird, kann sie sehr leicht
angepaßt werden, ohne die Walzenposition so genau wie
in der Vergangenheit einzustellen.
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Im einzelnen berühren in der Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung, wie sie in Fig. 4 gezeigt ist, die
horizontalen Walzen 18, 18 die Kantenfläche des Materials 20
und die vertikalen Seitenwalzen 19, 19 auf den vertikalen
Wellen berühren die Kantenteile 21. Jeder Satz einer
horitzontalen Walze 18 und einer vertikalen Seitenwalze
19 ist auf den orthogonalen Wellen angeordnet und rotiert
frei. Da die tangentiale Richtung F der Reibungskraft
und die Bewegungsrichtung S des Materials 20 im
allgemeinen die gleiche ist, wird kaum eine Komponente D der
Reibungskraft erzeugt und die Kantenteile 21 werden nicht
durch irgendwelche signifikanten Niederpreßkräfte,
sondern nur durch horizontale Kräfte beeinflußt, so daß die
Erzeugung von Kantenwellen und Dehnungen, die bei der
Verwendung von herkömmlichen V-Walzen üblicherweise
aufgetreten sind, insbesondere bei der Produktion von dünnen
Stahlröhren, wie auch die Probleme des Standes der
Technik von Kratzern, die auf dem Material erzeugt wurden,
vermieden werden können.
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Auch können, wie in Fig. 5 gezeigt, selbst wenn die
Querschnittsform des Materials 20 nach dem Brechen in hohem
Maß oval ist, die mittleren Teile des Materials 20
ausgedehnt werden und in die notwendige kreisförmige Form
gebracht werden durch eine Vorspannkraft der Bodenwalze
11. Somit kann der Betrag des Zusammenziehens in dem
Endwalzensatz vermindert werden.
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Auch können, da jeder Satz aus horizontaler Walze und
vertikaler Seitenwalze horizontal einstellbar ist und
die Position, wo die Materialkantenteile die Oberflächen
der vertikalen Seitenwalze berühren, wegen der Struktur
einstellbar ist, in der die gesamte Frontplatte vertikal
bewegt werden kann, in einem gewissen Maß die Walzen
gemeinsam verwendet werden.
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Weiterhin kann jede Walze sehr einfach und frei
eingestellt werden. Somit kann durch Vorbereiten eine Vielzahl
von Frontplatten, die mit Walzen für verschiedene
Röhrendurchmesser versehen sind, im voraus und ihren Austausch
die Produktion von verschiedenen Typen von Röhren in
kleinen Mengen sehr leicht erhalten werden.
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In der vorliegenden Erfindung können die horizontalen
Walzen von einem angetriebenen oder nicht angetriebenen
Typ sein.
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In der beigefügten Zeichnung:
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Fig. 1 ist eine Vorderansicht, die eine Frontplatte und
einen Rahmen mit Führungswalzen eines
Führungswalzgerüsts gemäß einer Ausführungsform der
vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 2 und Fig. 3 sind eine Frontansicht und eine
Draufsicht, die ein Führungswalzgerüst gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;
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Fig. 4a, b, c und Fig. 5 sind erläuternde Ansichten, die
die Beziehung zwischen einer Führungswalze gemäß
einer Ausführungsform dieser vorliegenden
Erfindung und einem Materialkantenteil zeigt; und
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Fig. 6a, b sind erläuternde Ansichten, die die Beziehung
zwischen einer konventionellen horizontalen V-Walze
und einem Materialkantenteil zeigt.
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Wie in Fig. 1 und 2 gezeigt, weist ein Führungswalzgerüst
1 ein Paar von Beinteilen 2, 2 und ein Basisteil 3 auf,
das sie verbindet. Gegenüberliegende Seiten eines Rahmens
7 haben eine rechteckförmige Querschnittsform und umfassen
zwischen den Beinteilen 2, 2 eine Frontplatte 10, an der
Walzen befestigt und vertikal beweglich in bezug dazu
sind.
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Auch ist auf dem Basisteil 3 ein Paar von Schraubspindeln
4, 4 zum Unterstützen und Vorspannen beider Bodenenden
des Rahmens 7 vorgesehen, um seine Höhe in bezug auf das
Basisteil einzustellen. Zusätzlich ist eine
Verbindungswelle
6 zwischen dem Paar von Schraubspindeln 4, 4
vorgesehen, die durch einen Ölhydraulikmotor 5 über ein
Schneckengetriebe angetrieben sind.
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Der Rahmen 7 ist durch Zusammenfügen eines Hauptkörpers
7a und Stahlkomponenten, so wie Plattenteile 8, 9 und
Vierkantstangen konstruiert, und auf den
gegenüberliegenden Oberflächen des Hauptkörpers 7a auf der Seite der
Beinteile 2, 2 sind Nuten vorgesehen, um die Frontplatte
10 zum Montieren der Walzen in dem Rahmen 7 aufzunehmen.
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In der Frontplatte 10 ist eine Mittelöffnung 10a, durch
die das Material eingeführt wird und um die herum
verschiedene Walzen angeordnet sind.
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Das heißt, auf der Mitte des Bodens der Frontplatte 10
ist eine horizontale Aufnahmewalze 11 zum Unterstützen
des Mittelteiles des Materials durch einen
Unterstützungsrahmen 12 getragen, der in Eingriff steht mit
vertikalen Gleitrahmen 13, so daß seine Höhe in Richtung
auf die Mitte des Rahmens 7 durch eine Schraubspindel
14, die daran befestigt ist, einstellbar ist.
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Auch sind auf den inneren gegenüberliegenden Seiten der
Frontplatte 10 voneinander beabstandete Gleitrahmen 15,
15 an dem oberen bzw. mittleren Teil angeordnet und
tragen horizontal verschiebbare Walzenunterstützungsrahmen
16, 16, die horizontal einstellbar sind durch
Schraubspindeln 17, 17, die an den äußeren gegenüberliegenden Seiten
des Rahmens 7 befestigt sind.
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Auf den gegenüberliegenden Seiten der
Unterstützungsrahmen 16, 16 sind horizontale Walzen 18, l8 zum
Unterstützen der Materialkantenflächen und zusätzlich vertikale
Seitenwalzen 19, 19 zum Unterstützen der
Materialkantenteile montiert auf Trägerwellen, die orthogonal unterhalb
der Wellen der horizontalen Walzen 18, 18 angeordnet sind.
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Das heißt, die Frontplatte 10, die für eine freie
Bewegung auf dem Rahmen 7 des Führungswalzgerüstes 1
angeordnet ist, trägt die horizontale Aufnahmewalze 11, die
horizontalen Walzen 18, 18 und die vertikalen
Seitenwalzen 19, 19 und ist fein einstellbar innerhalb eines
gewissen Bereiches, der der Größe und der Form des durch die
Mittelöffnung 10a der Frontplatte 10 laufenden Materials
entspricht. Auch kann eine Vielzahl von Frontplatten 10
im voraus vorbereitet werden, die mit Walzen für
verschiedene Röhrendurchmesser versehen ist.
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Das Führungswalzgerüst 1, das wie oben beschrieben
konstruiert ist, ist zwischen den Brecher- oder Käfigwalzen
und dem Endwalzensatz angeordnet.
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Wenn das Materialende in das Führungswalzgerüst 1 nach
dem Beenden des Brechens eingeführt ist, können die
Materialkanten, selbst wenn seine Querschnittsform in
höchstem Maße oval ist und die Kantenteile weit voneinander
wegstehen, wegen der vertikalen Walzen 19, 19, die jeweils
aus einer oberen Hälfte einer herkömmlichen vertikalen
Walze bestehen, die mit einem Mittelteil mit vermindertem
Durchmesser ausgebildet ist und frei rotiert,
zurückgehalten werden im allgemeinen ohne irgendeinen begleitenden
Druck nach unten, so daß das Einfädeln weich durchgeführt
wird und alle Kantenwellen vermieden werden.
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Auch wird, wie in Fig. 5 gezeigt, das Material erfaßt
durch die horizontalen Walzen 18, 18 an seinen Kanten
21, 21 und sein Mittelteil ist durch die horizontale
Aufnahmewalze 11 vorgespannt, so daß es in eine kreisförmige
Form ausgedehnt werden kann. Somit kann das Material,
das in die erforderliche Querschnittsform gebracht worden
ist, dem folgenden Endwalzensatz zugeführt werden, wobei
nur ein kleiner Betrag des Zusammentreffens durch den
folgenden Endwalzensatz verbleibt.