WO2014198504A1 - Rolling rod - Google Patents

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WO2014198504A1 PCT/EP2014/060398 EP2014060398W WO2014198504A1 WO 2014198504 A1 WO2014198504 A1 WO 2014198504A1 EP 2014060398 W EP2014060398 W EP 2014060398W WO 2014198504 A1 WO2014198504 A1 WO 2014198504A1
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rods
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Kazim Serin
Hans Joachim Pehle
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Sms Meer Gmbh
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B17/00—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling
    • B21B17/02—Tube-rolling by rollers of which the axes are arranged essentially perpendicular to the axis of the work, e.g. "axial" tube-rolling with mandrel, i.e. the mandrel rod contacts the rolled tube over the rod length

Definitions

  • the invention relates to a hot tool, in particular a rolling rod made of a heat-resistant material for the production of seamless pipes,
  • first of all starting material is converted into a hollow block in a piercing mill, which is then rolled in a multi-stand continuous rolling mill on a previously threaded rod to form a tube billet.
  • the hollow block receiving, detected by a arranged on the inlet side rolling rods holding and traversing device
  • Rolling rod is fed to the continuous rolling mill and after the tube blank has been rolled off the rolling rod on a continuous rolling mill connected downstream of the continuous rolling mill, it has been transported back to the inlet side, as has become known from DE 10 2008 039 454 B1.
  • PQF rolling mills in which three-roll stands the hollow blocks are stretched on the follower roll bar to the tube blank.
  • the rolling rods are provided with a coating, as known from EP 0 385 439.
  • the rolling rods of Kontiwalzwerke be oxidized before use with iron layer thicknesses below 10 ⁇ .
  • By currently applied coating process no uniformly thick oxide layers can be produced on the rolling rod.
  • the oxide layers can therefore flake off unevenly and thus leave unprotected, non-passive surfaces on the roll bar.
  • the rolling rods which are used in rolling in, for example, PQF rolling mills, are coated with chrome prior to use, ie chrome-plated.
  • the chromium layer with its relatively high thermal conductivity but does not act insulating, but rather heat-conducting. Furthermore, the chromium layer is very brittle, causing it to break up during thermal cycling and peeling off in a row.
  • Both the iron oxide layered and the chrome plated billets can not be exposed to high thermal loads locally or locally.
  • the originally high initial strength of the rolling rods is significantly reduced by a high thermal load. By occurring during rolling high mechanical forces then Walzstangen Suitee can be deformed with reduced strength.
  • very long rolling rods with lengths of more than 12.5 m, are used for rolling.
  • the long rolling rods are moved in the rolling direction at a defined speed relative to the speed of the rolled hollow block in the rolling direction, whereby the local thermal loading of the rolling rods is kept low.
  • Another problem is the large length of the rolling rod, so that only a few manufacturers of rolling rods can deliver these in the required length along with a high quality or output strength.
  • the invention is therefore based on the object to provide a rolling rod without the aforementioned disadvantages, which in particular allows long service life and can be produced inexpensively.
  • the rolling rod consists of individual, juxtaposed segment core rods, which are interconnected to form a total length of the rolling rod.
  • the individual segment core rods consisting of a heat-resistant material are, for example, welded together, screwed or connected by an adhesive method to produce a required overall length of the rolling rod.
  • a preferred embodiment of the invention provides that the segment core rods are provided with segment sleeves which surround them.
  • the segment sleeves carried by the segment core rods increase the diameter of the segment core rods and thus form the outer dimension of the rolling rod correspondingly required for the respective seamless tube production.
  • the firm connection of the segment sleeves with the segment core rods to a rolling rod can advantageously z. B. by shrinking, welding or screwing done.
  • the segment sleeves Due to the thermally insulating iron oxide layer, the risk of overheating of the segment sleeves is reduced during the rolling process, the segment sleeves can thus be thermally stressed locally over a longer period. Accordingly, the speed of the rolling rod moved relative to the speed of the rolled hollow block can be reduced in relation to the speed of the rolling stock in one of the rolling rods produced from the combination of segmental core rods and segment sleeves. What allows for the rolling process, the use of a rolling rod with a shorter length.
  • the segment sleeves with the segment core rods z. B. are connected by shrinking, welding or screws. If the frictional connection of the segment sleeves with the segment core rods is effected by shrinking, the segment core rods can also preferably be provided with a thermally insulating layer of iron oxide. The thermal insulation of the segment core rods is particularly advantageous if the segment sleeves worn out by the rolling process are removed from the segment core rods for replacement with new sleeves.
  • segment sleeves are heated from the outside, where they expand with increasing heat.
  • the insulating iron oxide layer on the segment core rods prevents over-heating and thus an expansion of the segment core rods.
  • the segment core rods interconnected to the rolling rod can have an internal cooling system operated with, for example, water, which cools the segment core rods during the heating of the segment sleeves.
  • the figure shows an only indicated rolling rod 1 for the production of seamless pipes, in particular by a rolling process.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Metal Extraction Processes (AREA)

Abstract

The invention relates to a hot work tool, especially a rolling rod consisting of a heat-resistant material, for producing seamless pipes. The aim of the invention is to provide a rolling rod which has a longer service life and is economical to produce. For this purpose, the rolling rod consists of individual core rod segments stringed together, which are connected to each other to form a total length of the rolling rod.

Description

Walzstange  rolling bar
Die Erfindung betrifft ein Warmwerkzeug, insbesondere eine aus einem warmfesten Werkstoff bestehende Walzstange zur Herstellung von nahtlosen Rohren, The invention relates to a hot tool, in particular a rolling rod made of a heat-resistant material for the production of seamless pipes,
Zur Herstellung eines nahtlosen Stahlrohres kommen verschiedene Verfahren und Walzwerke zum Einsatz. Various processes and rolling mills are used to produce a seamless steel tube.
In einem beispielsweise kontinuierlichen Walzprozess wird zunächst Vormaterial in einem Lochwalzwerk zu einem Hohlblock umgeformt, der dann in einem mehr- gerüstigen Kontiwalzwerk auf einer zuvor eingefädelten Walzstange zu einer Rohrluppe gewalzt wird. Die den Hohlblock aufnehmende, von einer an der Einlaufseite angeordneten Walzstangen -Halte- und Verfahreinrichtung erfasste In a continuous rolling process, for example, first of all starting material is converted into a hollow block in a piercing mill, which is then rolled in a multi-stand continuous rolling mill on a previously threaded rod to form a tube billet. The hollow block receiving, detected by a arranged on the inlet side rolling rods holding and traversing device
Walzstange wird dem Kontiwalzwerk zugeführt und nachdem die Rohrluppe auf einem dem Kontiwalzwerk nachgeschalteten Ausziehwalzwerk von der Walzstange abgewalzt worden ist zur Einlaufseite zurücktransportiert, wie durch die DE 10 2008 039 454 B1 bekannt geworden. Rolling rod is fed to the continuous rolling mill and after the tube blank has been rolled off the rolling rod on a continuous rolling mill connected downstream of the continuous rolling mill, it has been transported back to the inlet side, as has become known from DE 10 2008 039 454 B1.
Des weiteren sind sogenannte PQF-Walzwerke bekannt, in deren Drei-Walzen- Gerüsten die Hohlblöcke auf der mitlaufenden Walzstange zur Rohrluppe gestreckt werden. Furthermore, so-called PQF rolling mills are known, in which three-roll stands the hollow blocks are stretched on the follower roll bar to the tube blank.
Die beim Walzen mit der Walzstange auftretende thermische und mechanische Belastung verteilt sich dabei über die gesamte Länge der Walzstange. Zur Verbesserung der Standzeiten der zum Walzen eingesetzten Walzstangen ist im Stand der Technik vorgesehen, dass die Walzstangen mit einer Beschichtung versehen werden, wie aus der EP 0 385 439 bekannt. The occurring during rolling with the rolling rod thermal and mechanical stress is distributed over the entire length of the rolling rod. To improve the service life of the rolling rods used for rolling, it is provided in the prior art that the rolling rods are provided with a coating, as known from EP 0 385 439.
Die Walzstangen der Kontiwalzwerke werden vor dem Einsatz mit Eisenschichtdicken unterhalb von 10 μπη oxidiert. Durch derzeit dazu angewandte Beschich- tungsverfahren können keine gleichmäßig dicken Oxidschichten auf der Walzstange erzeugt werden. Die Oxidschichten können daher ungleichmäßig abblättern und somit ungeschützte, nicht passive Oberflächen auf der Walzstange zurücklassen. The rolling rods of Kontiwalzwerke be oxidized before use with iron layer thicknesses below 10 μπη. By currently applied coating process, no uniformly thick oxide layers can be produced on the rolling rod. The oxide layers can therefore flake off unevenly and thus leave unprotected, non-passive surfaces on the roll bar.
Durch ungleichmäßig dicke Oxidschichten wird zwar eine durchgängige Beschichtung der Walzstange erreicht, allerdings wirkt diese nur in einem geringen Maße thermisch isolierend. By unevenly thick oxide layers Although a continuous coating of the rolling rod is achieved, however, this acts only to a small extent thermally insulating.
Die Walzstangen, die beim Walzen in beispielsweise PQF-Walzwerken verwendet werden, werden vor dem Einsatz mit Chrom beschichtet, also verchromt. Die Chromschicht mit ihrer verhältnismäßig hohen Wärmeleitfähigkeit wirkt aber nicht isolierend, sondern eher wärmeleitend. Weiterhin ist die Chromschicht sehr spröde, wodurch sie bei thermischen Wechselbeanspruchungen aufbricht und in Folge abblättert. The rolling rods, which are used in rolling in, for example, PQF rolling mills, are coated with chrome prior to use, ie chrome-plated. The chromium layer with its relatively high thermal conductivity but does not act insulating, but rather heat-conducting. Furthermore, the chromium layer is very brittle, causing it to break up during thermal cycling and peeling off in a row.
An den Stellen oder Bereichen, wo die Eisenoxidschicht oder die Chromschicht von der Walzstange abgeblättert ist, kommt es häufig zu einem Kleben oder Anbacken des Walzgutes auf der Walzstange. Dadurch wird die Qualität des At the points or areas where the iron oxide layer or the chromium layer has flaked off the rolling rod, gluing or caking of the rolling stock on the rolling rod often occurs. This will improve the quality of the
WalzproduktesZ-rohres gemindert oder führt zu dessen Ausschuss. WalzprodukteZ-tube mitigated or leads to its rejects.
Sowohl die mit einer Eisenoxidschicht versehenen als auch die verchromten Walzstangen können punktuell oder örtlich keinen hohen thermischen Belastungen ausgesetzt werden. Die ursprünglich hohe Ausgangsfestigkeit der Walzstangen wird durch eine hohe thermische Belastung entscheidend reduziert. Durch die beim Walzen auftretenden hohen mechanischen Kräfte können dann Walzstangenbereiche mit reduzierter Festigkeit deformiert werden. Both the iron oxide layered and the chrome plated billets can not be exposed to high thermal loads locally or locally. The originally high initial strength of the rolling rods is significantly reduced by a high thermal load. By occurring during rolling high mechanical forces then Walzstangenbereiche can be deformed with reduced strength.
Um dies zu vermeiden, werden zum Walzen sehr lange Walzstangen, mit Längen bis über 12,5 m, eingesetzt Die langen Walzstangen werden beim Walzprozess mit einer definierten Geschwindigkeit relativ zu der Geschwindigkeit des gewalzten Hohlblocks in Walzrichtung bewegt, wodurch die lokale thermische Belastung der Walzstangen gering gehalten wird. To avoid this, very long rolling rods, with lengths of more than 12.5 m, are used for rolling. The long rolling rods are moved in the rolling direction at a defined speed relative to the speed of the rolled hollow block in the rolling direction, whereby the local thermal loading of the rolling rods is kept low.
Sollte allerdings eine lokale Deformation an der Walzstange auftreten, dann wird die gesamte Walzstange auf den nächst kleineren Stangendurchmesser abgedreht und die Oberfläche für den neuerlichen Einsatz entsprechend bearbeitet o- der die deformierte Walzstange wird verschrottet. However, if a local deformation occur on the rolling rod, then the entire rolling rod is turned off to the next smaller rod diameter and the surface is processed accordingly for the new use o- the deformed rolling rod is scrapped.
Ein weiteres Problem stellt die große Länge der Walzstange dar, so dass nur wenige Hersteller von Walzstangen diese in der geforderten Länge einhergehend mit einer hohen Qualität bzw. Ausgangsfestigkeit liefern können. Another problem is the large length of the rolling rod, so that only a few manufacturers of rolling rods can deliver these in the required length along with a high quality or output strength.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Walzstange ohne die vorgenannten Nachteile zu schaffen, die insbesondere lange Standzeiten erlaubt und sich dabei kostengünstig herstellen lässt. The invention is therefore based on the object to provide a rolling rod without the aforementioned disadvantages, which in particular allows long service life and can be produced inexpensively.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Walzstange aus einzelnen, aneinander gereihten Segmentkernstangen besteht, die zur Bildung einer Gesamtlänge der Walzstange miteinander verbunden sind. Die gegenüber den herkömmlichen, einstückigen langen Walzstangen eine nur geringe Länge und einen reduzierten Durchmesser aufweisenden Segmentkernstangen können einfach und mit hoher Qualität von einer Vielzahl von Stangenherstellern gefertigt werden. This object is achieved in that the rolling rod consists of individual, juxtaposed segment core rods, which are interconnected to form a total length of the rolling rod. The compared with the conventional, one-piece long rolling rods only a small length and a reduced diameter segment core rods can Made simply and with high quality from a variety of bar manufacturers.
Die aus einem warmfesten Werkstoff bestehenden einzelnen Segmentkernstangen werden zur Herstellung einer benötigten Gesamtlänge der Walzstange beispielsweise miteinander verschweißt, verschraubt oder durch ein Klebeverfahren verbunden. The individual segment core rods consisting of a heat-resistant material are, for example, welded together, screwed or connected by an adhesive method to produce a required overall length of the rolling rod.
Eine bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Segmentkernstangen mit sie ummantelnden Segmenthülsen versehen sind. Die von den Segmentkernstangen getragenen Segmenthülsen vergrößern den Durchmesser der Segmentkernstangen und bilden somit das zur jeweiligen Nahtlosrohrherstellung entsprechend benötigte Außenmaß der Walzstange. A preferred embodiment of the invention provides that the segment core rods are provided with segment sleeves which surround them. The segment sleeves carried by the segment core rods increase the diameter of the segment core rods and thus form the outer dimension of the rolling rod correspondingly required for the respective seamless tube production.
Die feste Verbindung der Segmenthülsen mit den Segmentkernstangen zu einer Walzstange kann vorteilhaft z. B. durch Aufschrumpfen, Schweißen oder Schrauben erfolgen. The firm connection of the segment sleeves with the segment core rods to a rolling rod can advantageously z. B. by shrinking, welding or screwing done.
Um beim Walzprozess ein Kleben oder Anbacken des Walzgutes auf den Segmenthülsen zu verhindern, werden deren Oberflächen nach einem Vorschlag der Erfindung mit einer thermisch isolierenden, beispielsweise Eisenoxidschicht versehen. In order to prevent sticking or caking of the rolling stock on the segment sleeves during the rolling process, according to a proposal of the invention, their surfaces are provided with a thermally insulating, for example, iron oxide layer.
Durch die thermisch isolierend wirkende Eisenoxidschicht wird die Gefahr einer Überhitzung der Segmenthülsen während des Walzprozesses gemindert, die Segmenthülsen können somit örtlich über einen längeren Zeitraum thermisch belastet werden. Dementsprechend kann die Geschwindigkeit der relativ zu der Geschwindigkeit des gewalzten Hohlblockes bewegten Walzstange bei einer der aus der Kombination von Segmentkernstangen und Segmenthülsen hergestellten Walzstange im Verhältnis zu der Geschwindigkeit des Walzgutes verringert wer- den, was für den Walzprozess den Einsatz einer Walzstange mit einer geringeren Länge ermöglicht. Due to the thermally insulating iron oxide layer, the risk of overheating of the segment sleeves is reduced during the rolling process, the segment sleeves can thus be thermally stressed locally over a longer period. Accordingly, the speed of the rolling rod moved relative to the speed of the rolled hollow block can be reduced in relation to the speed of the rolling stock in one of the rolling rods produced from the combination of segmental core rods and segment sleeves. What allows for the rolling process, the use of a rolling rod with a shorter length.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die Segmenthülsen mit den Segmentkernstangen z. B. durch Aufschrumpfen, Schweißen oder Schrauben verbunden sind. Wenn die kraftschlüssige Verbindung der Segmenthülsen mit den Segmentkernstangen durch ein Aufschrumpfen erfolgt, können auch die Segmentkernstangen vorzugsweise mit einer thermisch isolierenden Schicht Eisenoxid versehen werden. Die thermische Isolierung der Segmentkernstangen ist insbesondere dann von Vorteil, wenn die durch den Walzprozess verschlissenen Segmenthülsen zum Austausch gegen neue Hülsen von den Segmentkernstangen entfernt werden. According to the invention it is provided that the segment sleeves with the segment core rods z. B. are connected by shrinking, welding or screws. If the frictional connection of the segment sleeves with the segment core rods is effected by shrinking, the segment core rods can also preferably be provided with a thermally insulating layer of iron oxide. The thermal insulation of the segment core rods is particularly advantageous if the segment sleeves worn out by the rolling process are removed from the segment core rods for replacement with new sleeves.
Dazu werden die Segmenthülsen von außen erwärmt, wobei sie sich mit zunehmender Wärme ausdehnen. Die isolierende Eisenoxidschicht auf den Segmentkernstangen verhindert dabei eine übermäßig übergreifende Erwärmung und somit eine Ausdehnung der Segmentkernstangen. For this purpose, the segment sleeves are heated from the outside, where they expand with increasing heat. The insulating iron oxide layer on the segment core rods prevents over-heating and thus an expansion of the segment core rods.
Ferner können die zur Walzstange miteinander verbundenen Segmentkernstangen erfindungsgemäß eine mit beispielsweise Wasser betriebene Innenkühlung aufweisen, die während der Erwärmung der Segmenthülsen die Segmentkernstangen kühlt. Furthermore, according to the invention, the segment core rods interconnected to the rolling rod can have an internal cooling system operated with, for example, water, which cools the segment core rods during the heating of the segment sleeves.
Weitere Merkmale und Einzelheiten ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung eines in der einzigen Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels der Erfindung: Further features and details emerge from the claims and the following description of an embodiment of the invention shown schematically in the single drawing:
Die Figur zeigt eine nur angedeutete Walzstange 1 zur Herstellung von nahtlosen Rohren, insbesondere durch einen Walzprozess.
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000008_0001
Bezugszeichenliste: The figure shows an only indicated rolling rod 1 for the production of seamless pipes, in particular by a rolling process.
Figure imgf000007_0001
Figure imgf000008_0001
LIST OF REFERENCE NUMBERS
1 Walzstange 1 rolling rod
2, 2', 2" Segmentkernstange 2, 2 ', 2 "segmented core bar
3a, 3b, 3c Segmenthülse3a, 3b, 3c segment sleeve
4 Isolierschicht4 insulating layer
5 Isolierschicht 5 insulating layer

Claims

Patentansprüche claims
1. Warmwerkzeug, insbesondere eine aus einem warmfesten Werkstoff bestehende Walzstange, zur Herstellung von nahtlosen Rohren, 1. hot tool, in particular a rolling rod made of a heat-resistant material, for the production of seamless pipes,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Walzstange (1 ) aus einzelnen, aneinander gereihten Segmentkernstangen (2 bzw. 2', 2") besteht, die zur Bildung einer Gesamtlänge der Walzstange (1 ) miteinander verbunden sind.  in that the rolling rod (1) consists of individual, juxtaposed segment core rods (2 or 2 ', 2 ") which are connected to one another to form a total length of the rolling rod (1).
2. Warmwerkzeug nach Anspruch 1 , 2. hot tool according to claim 1,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Segmentkernstangen (2 bzw. 2', 2") durch Schweißen, Schrauben oder Kleben miteinander verbunden sind.  the segment core rods (2 or 2 ', 2 ") are connected to one another by welding, screwing or gluing.
3. Warmwerkzeug nach Anspruch 1 oder 2, 3. hot tool according to claim 1 or 2,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Segmentkernstangen (2 bzw. 2', 2") mit sie ummantelnden Segmenthülsen (3a, 3b, 3c) versehen sind.  the segment core rods (2 or 2 ', 2 ") are provided with segment sleeves (3a, 3b, 3c) which surround them.
4. Warmwerkzeug nach Anspruch 3, 4. hot tool according to claim 3,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Segmenthülsen (3a, 3b, 3c) mit den Segmentkernstangen (2 bzw. 2', 2") durch Aufschrumpfen, Schweißen oder Schrauben verbunden sind.  in that the segment sleeves (3a, 3b, 3c) are connected to the segment core rods (2 or 2 ', 2 ") by shrinking, welding or screwing.
5. Warmwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 4, 5. hot tool according to one of claims 1 to 4,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Oberflächen der Segmenthülsen (3a, 3b, 3c) mit einer thermisch isolierenden Schicht (4) versehen sind. io the surfaces of the segment sleeves (3a, 3b, 3c) are provided with a thermally insulating layer (4). io
6. Warmwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 5, 6. hot tool according to one of claims 1 to 5,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Oberflächen der Segmentkernstangen {2 bzw. 2', 2") mit einer thermisch isolierenden Schicht (5) versehen werden können.  the surfaces of the segment core rods {2 or 2 ', 2 ") can be provided with a thermally insulating layer (5).
7. Warmwerkzeug nach einem der Ansprüche 1 bis 6, 7. hot tool according to one of claims 1 to 6,
dadurch gekennzeichnet,  characterized,
dass die Segmentkernstangen (2 bzw. 2", 2") eine Innenkühlung aufweisen können.  the segment core rods (2 or 2 ", 2") can have internal cooling.
PCT/EP2014/060398 2013-06-13 2014-05-21 Rolling rod WO2014198504A1 (en)

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