EP1001856B1 - VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GESCHWEISSTEN ROHREN AUS Cu UND Cu-LEGIERUNGEN - Google Patents

VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GESCHWEISSTEN ROHREN AUS Cu UND Cu-LEGIERUNGEN Download PDF

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EP1001856B1
EP1001856B1 EP98943664A EP98943664A EP1001856B1 EP 1001856 B1 EP1001856 B1 EP 1001856B1 EP 98943664 A EP98943664 A EP 98943664A EP 98943664 A EP98943664 A EP 98943664A EP 1001856 B1 EP1001856 B1 EP 1001856B1
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Definitions

  • the invention relates to a method for producing welded tubes Copper and copper alloys in a combined production line consisting of a primary material casting plant, a hot rolling mill, a pipe forming and Welding line and a pulling device for the welded pipe.
  • Seamless pipes are, for example, via the process routes: solid continuous casting, Extrusion, cold vocationalage and drawing are made, the cold vocational also can be omitted. It is also known to use the solid strand in one Hole punching, punching cold and then to the finished dimension pull. Also worth mentioning are processes in which a hollow strand is cast, which is then subjected to the drawing process after the cold vocationalage. All described methods have disadvantages; high extrusion results Manufacturing costs, the tube qualities are not sufficient for hollow continuous casting. Seamless pipes also have poor wall thickness tolerances.
  • Welded pipes are usually made from continuously cast slabs manufactured, which are pre-rolled in hot-plate mills, then cold-rolled, be longitudinally divided and welded. Following the welding process, a Drawing the pipes using conventional drawing methods.
  • a disadvantage of the Pipe welding processes are the high strip manufacturing cost that pipe manufacturing make uneconomical.
  • the belt is manufactured using various processes. It is common Continuous casting of slabs, hot rolling of the slabs, milling of the Surfaces and subsequent cold rolling, the coiling of the cold rolled Tape and subsequent slitting into strips for further processing are fed.
  • the advantage of the cold strip produced in this way is the high level achievable capacities of more than 100,000 t / a with good surface quality.
  • the discontinuous process and the high production costs are disadvantageous.
  • Another method suggests casting thin slabs that are hot rolled make broadband unnecessary. Following this, the Surfaces of the strip are milled before the strip is cold rolled, coated and in strips is divided lengthways. This process can be carried out continuously, medium capacities of less than 100,000 t / a can be achieved with a good surface quality. Also this method has the disadvantage that the manufacturing costs are too high.
  • a third method is known as the so-called high reduction method.
  • the strip in graphite molds with a casting speed v 1 m / min cast, the surfaces are milled, the tape is with high stitch decrease cold rolled, coiled and cut lengthways into strips. This process can be continuous operated, the surface qualities are good. Disadvantages of the procedure are the small capacities around 10,000 t / a with high manufacturing costs.
  • the aim of the present invention is to provide an improved process for the production of inexpensive pipes with high dimensional accuracy and surface quality To create copper and copper alloys on the rolled strip longitudinally welded pipes is processed.
  • the profitability also for the production of small to large quantities (between 10,000 to 100,000 t / a) sought.
  • the method steps according to the invention are in the characterizing part of the Claim 1 described by the sequence of process steps a) to j). It has been found that when casting a supporting strip in the specified Dimension range and the intended casting speed Tailor-made production of the strips is possible, so that a slitting of a pre-rolled sheet becomes unnecessary.
  • the strips have good surface quality and cheap material values at low manufacturing costs.
  • the casting of the supporting strip can according to special features of the invention either on a belt caster or on a casting wheel. Both Casting processes are characterized by high casting speeds and are therefore for the economical production of the strips with the corresponding Dimensions particularly suitable for immediate further processing, whereby Casting wheels have so far only been used in wire production.
  • Hot rolling of the pre-strip takes place between 600 ° C and 900 ° C, so that makes it possible Process to produce grain sizes in the material of 30-40 ⁇ m, which according to Cold rolling better conditions when forming the strips into welding tubes Offer.
  • the descaling of the hot-rolled pre-strip can be done in line with conventional ones Descaling processes, for example by chemical pickling.
  • a known one can be used to pull the longitudinal seam tube Drawing process with the steps decoiling, drum drawing or continuous Pull straight, if necessary intermediate annealing (with the soft and soft grades Semi-hard), finish drawing and soft annealing if necessary (e.g. at Heat exchanger tubes) are used.
  • the inventive method is advantageous because it is in a continuous Process flow is economically capable of welding copper pipes and tubes made of copper alloys in low to high capacity (10,000 to 100,000 t / a) to manufacture, with internally finned pipes even down to 1000 t / a and less.
  • the continuous process sequence using casting machines with very high casting speeds on the one hand enables the high capacity without on the other hand negatively affect the quality of the pipes.
  • the surface of the cast tape corresponds despite the absence of that in the known prior art intended milling of the belt surface the conditions for Precision cold strips for pipe production.
  • the one that arises during hot rolling Grain sizes from 30 to 40 ⁇ m enable more favorable conditions for molding of the strips into welding tubes than was previously the case with soft (annealed) material was possible.
  • the method according to the invention is used for the first time in practice created a useful method for producing welded non-ferrous metal pipes, the due to its high capacity, flexibility and low cost the does not have the disadvantages described in the prior art.

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von geschweißten Rohren aus Kupfer und Kupferlegierungen in einer kombinierten Fertigungslinie bestehend aus einer Vormaterial-Gießanlage, einem Warmwalzwerk, einer Rohreinform- und Schweißstrecke sowie einer Zieheinrichtung für das geschweißte Rohr.
Bei Kupferrohren und Rohren aus Kupferlegierungen unterscheidet man zwischen nahtlosen Rohren und geschweißten Rohren.
Nahtlose Rohre werden beispielsweise über die Prozeßrouten: Massivstranggießen, Strangpressen, Kaltpilgern und Ziehen hergestellt, wobei das Kaltpilgern auch entfallen kann. Ebenfalls bekannt ist es, den Massivstrang in einem Schrägwalzlochverfahren zu lochen, kaltzupilgem und im Anschluß auf Fertigmaß zu ziehen. Zu erwähnen sind auch Verfahren, bei denen ein Hohlstrang gegossen wird, der dann nach dem Kaltpilgern dem Ziehverfahren unterzogen wird. Alle beschriebenen Verfahren haben Nachteile; beim Strangpressen entstehen hohe Herstellkosten, beim Hohlstranggießen sind die Rohrqualitäten nicht ausreichend. Nahtlos hergestellte Rohre haben außerdem schlechte Wanddickentoleranzen.
Geschweißte Rohre werden in der Regel aus stranggegossenen Brammen hergestellt, die in Blechwarmwalzwerken vorgewalzt, anschließend kaltgewalzt, längsgeteilt und geschweißt werden. Im Anschluß an den Schweißvorgang erfolgt ein Ziehen der Rohre nach herkömmlichen Ziehverfahren. Nachteilig bei den Rohrschweißverfahren sind die hohen Bandherstellkosten, die die Rohrherstellung unwirtschaftlich machen.
Die Bandherstellung erfolgt nach verschiedenen Verfahren. Üblich ist das Stranggießen von Brammen, das Warmwalzen der Brammen, das Fräsen der Oberflächen und anschließendes Kaltwalzen, das Aufcoilen des kaltgewalzten Bandes und anschließendes Längsteilen in Strips, die der weiteren Verarbeitung zugeführt werden. Der Vorteil des so erzeugten Kaltbandes liegt in den hohen erreichbaren Kapazitäten von mehr als 100.000 t/a bei guter Oberflächenqualität. Nachteilig sind der diskontinuierliche Prozeß und die hohen Herstellkosten.
Ein anderes Verfahren schlägt vor, dünne Brammen zu gießen, die ein Warmwalzen von Breitband entbehrlich machen. Im Anschluß daran werden auch hier die Oberflächen des Bandes gefräst, bevor das Band kaltgewalzt, gecoilt und in Strips längsgeteilt wird. Dieses Verfahren ist kontinuierlich ausführbar, mittlere Kapazitäten von weniger als 100.000 t/a sind bei guter Oberflächenqualität erreichbar. Auch dieses Verfahren hat zum Nachteil, daß die Herstellkosten zu hoch sind.
Ein drittes Verfahren ist als sogenanntes Hochreduktions-Verfahren bekannt. Hierbei wird das Band in Graphitkokillen mit einer Gießgeschwindigkeit v = 1 m/min gegossen, die Oberflächen werden gefräst, das Band wird mit hoher Stichabnahme kaltgewalzt, gecoilt und in Strips längsgeteilt. Dieses Verfahren kann kontinuierlich betrieben werden, die Oberflächenqualitäten sind gut. Nachteil des Verfahrens sind die kleinen Kapazitäten um 10.000 t/a bei hohen Herstellkosten.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von kostengünstigen Rohren mit hoher Maßgenauigkeit und Oberflächenqualität aus Kupfer und Kupferlegierungen zu schaffen, bei dem gewalztes Band zu längsnahtgeschweißten Rohren verarbeitet wird. Dabei wird die Wirtschaftlichkeit auch für die Herstellung kleinerer bis größerer Mengen (zwischen 10.000 bis 100.000 t/a) angestrebt.
Die erfindungsgemäßen Verfahrensschritte sind im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 durch die Abfolge der Verfahrensschritte a) bis j) beschrieben. Es hat sich herausgestellt, daß beim Gießen eines Vorbandes im angegebenen Abmessungsbereich und der vorgesehenen Gießgeschwindigkeit ein maßgeschneidertes Herstellen der Strips möglich wird, so daß ein Längsteilen eines vorgewalzten Bleches entbehrlich wird. Die Strips weisen gute Oberflächenqualität und günstige Materialwerte bei niedrigen Herstellungskosten auf.
Das Gießen des Vorbandes kann nach besonderen Merkmalen der Erfindung entweder auf einer Bandgießanlage oder auf einem Gießrad erfolgen. Beide Gießverfahren zeichnen sich durch hohe Gießgeschwindigkeiten aus und sind deshalb zur wirtschaftlichen Herstellung der Strips mit den entsprechenden Abmessungen zur unmittelbaren Weiterverarbeitung besonders geeignet, wobei Gießräder bisher nur bei der Drahtherstellung eingesetzt werden.
Wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung vorgesehen ist, daß das Warmwalzen des Vorbandes zwischen 600°C und 900°C erfolgt, so ermöglicht das Verfahren Komgrößen im Material von 30-40 µm herzustellen, die nach dem Kaltwalzen bessere Bedingungen beim Einformen der Bänder zu Schweißrohren bieten.
Dadurch, daß erfindungsgemäß das Besäumen des Zwischenbandes unmittelbar in der Schweißmaschine erfolgt, entfällt neben dem Längsteilen der Bänder auch ein vorbereitendes Besäumen.
Das Entzundern des warmgewalzten Vorbandes kann in Linie nach konventionellen Entzunderungsverfahren, beispielsweise durch chemisches Beizverfahren erfolgen.
Günstigerweise wird nach einem weiteren Merkmal der Erfindung zum Schweißen des Längsnahtrohres ein bekanntes Hochfrequenz-, WIG- oder Laserschweiß-Verfahren mit den Schritten Entcoilen, Richten und Stumpfschweißen des Zwischenbandes, Einformen, Schweißen, Innen- und Außenentgraten (falls HF-geschweißt), Kalibrieren, Ablängen, Coilen und Ausbringen des Innenspans eingesetzt.
Zum Ziehen des Längsnahtrohres kann erfindungsgemäß ein bekanntes Ziehverfahren mit den Schritten Entcoilen, Trommelziehen oder kontinuierliches Geradeausziehen, gegebenenfalls Zwischenglühen (bei den Gütestufen Weich und Halbhart), Fertigziehen und gegebenenfalls Weichglühen (beispielsweise bei Wärmetauscherrohren) eingesetzt werden.
Alternativ ist es auch denkbar, nach den erfindungsgemäßen Verfahrensschritten, die im kennzeichnenden Teil des Anspruchs 12 angegeben sind, innenverrippte Längsnahtrohre herzustellen, und zwar ebenfalls wirtschaftlich mit guten Oberflächenqualitäten in einem kontinuierlichen bzw. teilkontinuierlichen Prozeß.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist vorteilhaft, weil es in einem kontinuierlichen Verfahrensablauf wirtschaftlich in der Lage ist, geschweißte Kupferrohre und Rohre aus Kupferlegierungen in niedriger bis hoher Kapazität (10.000 bis 100.000 t/a) herzustellen, bei innenverrippten Rohren sogar bis hinunter zu 1000 t/a und weniger. Die kontinuierliche Verfahrensabfolge unter Einsatz von Gießmaschinen mit sehr hohen Gießgeschwindigkeiten ermöglicht einerseits die hohe Kapazität, ohne andererseits die Qualität der Rohre negativ zu beeinflussen. Die Oberfläche des gegossenen Bandes entspricht trotz Fehlens des beim bekannten Stand der Technik vorgesehenen Fräsens der Bandoberfläche den Bedingungen für Präzisionskaltbänder für die Rohrherstellung. Die sich beim Warmwalzen einstellende Korngröße von 30 bis 40 µm ermöglicht günstigere Voraussetzungen beim Einformen der Bänder zu Schweißrohren, als dies bei weichem (geglühtem) Material bislang möglich war. Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren wird erstmals ein in der Praxis brauchbares Verfahren zum Herstellen geschweißter Ne-Metallrohre geschaffen, das infolge seiner hohen Kapazität, seiner Flexibilität und seinen niedrigen Kosten die beim Stand der Technik beschriebenen Nachteile nicht aufweist.

Claims (13)

  1. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen in einer kombinierten Fertigungslinie, bestehend aus einer Vormaterialgießanlage, einem Warmwalzwerk, einer Rohreinform- und Schweißstrecke sowie einer Zieheinrichtung für das geschweißte Rohr, gekennzeichnet durch die Abfolge folgender Verfahrensschritte:
    a. Gießen eines quasi endlosen Vorbandes im Abmessungsbereich Breite 45 bis 200 mm; Dicke 10 bis 70 mm auf einer Gießmaschine mit hoher Gießgeschwindigkeit bis zu 22 m/min,
    b. Warmwalzen des gegossenen Vorbandes mit einer Walzgeschwindigkeit = Gießgeschwindigkeit x Streckung zu einem Zwischenband im Abmessungsbereich Breite 45 bis 200 mm; Dicke 2,0 bis 14 mm,
    c. Abkühlen des Zwischenbandes auf ≤ 100°C bis RT und Entzundern der Zwischenbandoberfläche,
    d. Kaltwalzen des Zwischenbandes zu einem Band im Abmessungsbereich Breite 45 bis 200, Dicke 0,9 bis 6,3 mm,
    e. Coilen des unbesäumten Bandes zu Bunden vorherbestimmter Bundgewichte, wobei die Schritte a bis e als in-line Prozeß verlaufen und anschließend als weitere Arbeitsschritte folgen,
    f. Abwickeln und Einformen des Bandes zu einem Längsnahtrohr,
    g. Schweißen der Längsnaht unmittelbar nach dem Besäumen der Kanten zu einem geschweißten Längsnahtrohr,
    h. Außen- und Innenentgraten des Rohres
    i. Kalibrieren und abschließendes
    j. Ziehen des geschweißten Rohres in mindestens einer Ziehstufe zum Fertigrohr.
  2. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des Vorbandes auf einer Bandgießanlage erfolgt.
  3. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Gießen des Vorbandes auf einem Gießrad erfolgt.
  4. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Warmwalzen des Vorbandes zum Erreichen von Korngrößen <40 µm bei Walztemperaturen zwischen 600 und 900°C erfolgt.
  5. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Besäumen des Zwischenbandes in der Schweißmaschine erfolgt
  6. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Entzundern des Warmbandes durch ein chemisches Beizverfahren erfolgt.
  7. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte f. bis j. nach einer Zwischenlagerung erfolgen.
  8. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Verfahrensschritt j. nach einer Zwischenlagerung erfolgt.
  9. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass das abschließende Zehen entfällt, wenn das mit den Verfahrensschritten a. bis i. hergestellt Rohr schon die Fertigabmessung erreicht hat.
  10. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass zum Schweißen des Längsnahtrohres ein bekanntes Hochfrequenz-, WIG- oder Laserschweiß-Verfahren mit den Schritten Entcoilen, Richten und Stumpfschweißen des Zwischenbandes, Einformen, Schweißen, Innen- und Außenentgraten falls HF-geschweißt, Kalibrieren, Ablängen, Coilen und Ausbringen des Innenspans eingesetzt wird.
  11. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, daß zum Ziehen des Längsnahtrohres ein bekanntes Ziehverfahren mit den Schritten Entcoilen, Trommelziehen oder kontinuierliches Geradeausziehen, ggf. Zwischenglühen, Fertigziehen und ggf. Weichglühen eingesetzt wird.
  12. Verfahren zur Herstellung von geschweißten Rohren aus Cu und Cu-Legierungen in einer kombinierten Fertigungslinie, bestehend aus einer Vormaterialgießanlage, einem Warmwalzwerk, einer Rohreinform- und Schweißstrecke sowie einer Zieheinrichtung für das geschweißte Rohr, gekennzeichnet durch die Abfolge folgender Verfahrensschritte:
    a. Gießen eines quasi endlosen Vorbandes im Abmessungsbereich Breite 45 bis 200 mm; Dicke 10 bis 70 mm auf einer Gießmaschine mit hoher Gießgeschwindigkeit bis zu 22 m/min,
    b. Warmwalzen des gegossenen Vorbandes mit einer Walzgeschwindigkeit = Gießgeschwindigkeit x Streckung zu einem Zwischenband im Abmessungsbereich Breite 45 bis 200; Dicke 2,0 bis 14 mm,
    c. Abkühlen des Zwischenbandes auf ≤ 100°C bis RT und Entzundern der Zwischenbandoberfläche,
    d. Kaltwalzen des Zwischenbandes zu einem Band im Abmessungsbereich Breite 45 bis 200 mm; Dicke < 0,9 mm,
    e. Coilen des unbesäumten Bandes zu Bunden vorherbestimmter Bundgewichte, wobei die Schritte a bis e als in-line Prozeß verlaufen und anschließend als weitere Arbeitsschritte folgen,
    f. Abwickeln,
    g. Verrippen des Bandes,
    h. Einformen und Schweißen und Kalibrieren des verrippten Bandes zu einem innenverrippten Längsnahtrohr in Fertigabmessung.
  13. Verfahren nach Anspruch 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Verfahrensschritte f. bis h. nach einer Zwischenlagerung erfolgen.
EP98943664A 1997-08-06 1998-07-01 VERFAHREN ZUR HERSTELLUNG VON GESCHWEISSTEN ROHREN AUS Cu UND Cu-LEGIERUNGEN Expired - Lifetime EP1001856B1 (de)

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