METHOD OF AND DEVICE FOR COLD-ROLLING TUBES, IN PARTICULAR TUBES OF GREAT LENGTH

Abstract: 1. Process for the cold rolling of pipes (2), particularly of large lengths, on a rolling mill with a reciprocating roll stand and positively driven grooved rolls (1) located therein, with intermittent advance and/or rotation of the pipe in the region of one or both dead centres (ET, AT), whereby the alternate rotation, possibly with total angle of rotation added from one or more individual angles of rotation, is equally great for each direction of rotation, characterized in that in a buffer zone deflecting the pipe (2) from the direction of rolling, the cyclically irregular speed of the rolled out pipe is converted into a constant run-out speed at which the pipe (2) is withdrawn, whereby the distance between the run out chuck (3) and the driving apparatus (4) is proportioned such that the torsional stress of the rolled pipe (2) always lies in the elastic range.

Description: Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens zum Kaltwalzen von Rohren, insbesondere grosser Längen, auf einem Walzwerk mit hin- und hergehendem Walzgerüst und darin befindlichen zwangsangetriebenen kalibrierten Walzen, mit absatzweisem Vorschub und/oder Drehung des Rohres im Bereich eines oder beider Totpunkte, wobei die wechselseitige Drehung mit ggfs. aus einem oder mehreren Einzelwinkeln addiertem Gesamtwinkel je Drehrichtung gleich gross ist. Beim Kaltwalzen von Rohren auf Schrittwalzwerken, insbesondere auf Kaltpilgerwalzwerken ist eine ständige Zunahme der zu walzenden Rohrlängen aus Wirtschaftlichkeitsgründen zu verzeichnen. Dies gilt insbesondere für die Herstellung von Kupferrohren, die meist nach dem Verfahren Strangpressen (oder Schrägwalzen) - Kaltwalzen - Ziehen auf Blocks - Kontiziehen hergestellt werden. Bei diesem Verfahren ist der Einsatz grosser Gewichte auf den Blocks wesentlich für deren Wirtschaftlichkeit, so dass inzwischen Rohrlängen hinter dem Kaltwalzwerk von bis zu 250 Metern gefordert werden. Mit dem derzeit üblichen Kaltwalzverfahren ergeben sich schon ab Längen von ca. 90 Metern Probleme dadurch, dass das gewalzte Rohr mit zyklisch stark unterschiedlichen Geschwindigkeiten ausgewalzt wird. Die Beschleunigungen für das Rohr betragen hierbei bis über 10 g. Die hieraus resultierenden Beschleunigungskräfte müssen im wesentlichen durch das Auslaufspannfutter und durch die Reibungskraft zwischen Walzgut und Walzwerkzeugen aufgebracht werden. Reichen diese nicht unbegrenzt erzeugbaren Kräfte nicht aus, die Beschleunigungskräfte aufzunehmen, wird das Rohr in seiner Verzögerungsphase unkontrolliert in Walzrichtung vorwärtsbewegt, d. h. es kommt zu einem ungewollten Vorschub. Das so behandelte Rohr wird Ausschuss. Dieses Problem wird noch verstärkt durch Längsschwingungen im Rohr aufgrund der periodischen Beschleunigungsimpulse. Ein weiteres Problem beim Kaltwalzen von Rohren grosser Länge liegt darin, dass die Drehbeschleunigung aus der Rohrdrehung in einem oder in beiden Totpunkten zu Drehschwingungen führen können, die die Führung der Rohre in der Auslaufrinne erschweren, die Lärm erzeugen und die hohe Haltemomente in den Spannfuttern des Kaltwalzwerkes erzeugen. Es ist Aufgabe der Erfindung, zur Vermeidung der Nachteile, die auftretenden verfahrensbedingten Beschleunigungskräfte sowohl in Längsrichtung als auch um die Rohrachse so weit zu reduzieren, dass auch grössere Rohrlängen wirtschaftlich hergestellt und weiterverarbeitet werden können und zwar dadurch, dass nun ein relativ kleiner Teil der gesamten gewalzten Rohrlängen den Längs- und Winkelbeschleunigungen ausgesetzt ist. Zur Lösung der Aufgabe wird das erfindungsgemässe Verfahren vorgeschlagen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass die zyklisch ungleichmässige Geschwindigkeit des ausgewalzten Rohres in einer das Rohr aus der Walzrichtung auslenkenden Pufferzone in eine konstanteAuslaufgeschwi ndigkeit umgewandelt wird, während in derselben und/oder in einer benachbarten Zone die zyklisch ungleichmässige Drehgeschwindigkeit des Rohres zu Null reduziert wird. Nach einem besonderen Merkmal der Erfindung wird vorgeschlagen, dass das Rohr im Anschluss an die Pufferzone konzentrisch aufgewickelt wird. Es ist bekannt, dass das Rohr je Arbeitszyklus um 45 bis 90 gedreht werden muss, wobei die Drehung im Normalfall in gleichbleibendem Drehsinn erfolgt. Es ist jedoch auch bekannt, das Rohr in wechselndem Drehsinn zu drehen. Hierbei haben Walzversuche jedoch ergeben, dass die Rohrtoleranzen unbefriedigend bleiben, wenn je Drehsinn nur einmal gedreht wird oder wenn bei mehrmaligem Drehen die Teildrehwinkel gleich oder nur geringfügig unterschieldich sind. Es wird deshalb nach einem anderen Merkmal der Erfindung vorgeschlagen, dass die Einzeldrehwinkel je Drehsinn um mindestens 20 untereinander differieren. Zwar ist das Aufwickeln des Rohres hinter dem Walzwerk bekannt (DE-PS 27 47 767), doch wird mit der bekannten Lösung nicht die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe gelöst, zur Weiterbearbeitung des Rohres den grössten Teil der Rohrlänge von Längs- und Drehbeschleunigungen frei zu machen. Eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens ist erfindungsgemäss dadurch gekennzeichnet, dass ein mit konstanter Geschwindigkeit arbeitender Treibapparat in einem Abstand von der Walzzone angeordnet ist, in dem die Spannungen im Rohr die Fliessgrenze des Rohres nicht überschreiten und in dem das Haltemoment des Treibapparates und der Spannfutter des Walzwerkes grösser sind als das Torsionsmoment, wobei dieser Abstand gleichzeitig als Pufferzone zum Ausgleich der zyklisch ungleichmässigen Walzgeschwindigkeit ausgebildet ist. Walzversuche haben ergeben, dass dieser Abstand bei einer Rohrdrehung von insgesamt 90 je Drehrichtung etwa 40 - 50 Meter beträgt (bei einer Rohrlänge von bis zu 250 Metern). Die Erfindung sieht also eine stationäre, nicht um die Rohrachse rotierende Einrichtung vor, die in angemessenem Abstand hinter dem Walzwerk installiert ist, die die zyklisch ungleichmässige Walzgeschwindigkeit in eine gleichmässige Transportgeschwindigkeit des Rohres umwandelt und die die Drehung des Rohres hinter dieser Einrichtung zu Null werden lässt. Hierzu ist vorzugsweise ein Rollentreibapparat vorgesehen, dessen Antrieb in Abhängigkeit von der momentanen Walzgeschwindigkeit bzw. von der momentanen Ausbildung der Pufferzone stufenlos regelbar ist und der in der Lage ist, das ausgewalzte Rohrende auszuziehen. Es ist ein weit-ers Merkmal der Erfindung, dass dieser Treibapparat als Biegeeinrichtung zum Aufhaspeln der Rohre ausgebildet ist. Alternativ hierzu kann erfindungsgemäss eine Biegeeinrichtung dem Walzwerk auch nachgeschaltet sein. Eine sinnvolle Ergänzung der Biegeeinrichtung ist erfindungsgemäss ein Haspel mit konstanter Umlaufgeschwindigkeit, der dem in der Biegeeinrichtung erzeugten Coil über Reibschluss eine gleichförmige Geschwindigkeit erteilt, die der Transportgeschwindigkeit des Treibapparates entspricht. Biegeeinrichtung und Haspel können auch durch einen Trommelwickler oder eine Trommelziehmaschine ersetzt werden. Eine alternative Lösung der Aufgabe, die ungleichförmige Längs- und Drehgeschwindigkeit ohne Rohrdrehung umzuwandeln, sieht erfindungsgemäss vor, dass eine Halte- und Biegevorrichtung zur Vermeidung der Rohrdrehung mit freier Längsbewegung in einem Abstand von der Umformzone angeordnet ist, der die sichere Aufnahme der Torsionsspannung gewährleistet, wobei der Geschwindigkeitsausgleich in Längsrichtung des Rohres in den letzten Coilwindungen bewirkt wird. Mit dieser Massnahme wird das Rohr vor der Haltevorrichtung nicht aus der Walzmitte ausgelenkt, die Durchstosskraft durch den Halteapparat wird aus dem Walzprozess gewonnen. Der Vorteil liegt in der geradlinigen Rohrführung und in der einfacheren Geschwindigkeitsregelung. Nachteilig ist, dass das Verfahren nur angewendet werden kaan, wenn die gewalzten Rohrquerschnitte die auftretenden Druckkräfte im Rohr aufnehmen können, ohne dass der Walzprozess gestört wird. Durch die Erfindung wird in vorteilhafter Weise die Rohrlänge, die sich hinter der Pufferzone befindet, dynamisch von der übrigen Rohrmasse abgekuppelt, so dass die Hauptmasse des Rohres mit konstanter Geschwindigkeit ohne Rohrdrehung transportiert werden kann und somit nicht mehr störend auf den Walzprozess einwirken kann. Durch die Erfindung wird weiterhin ein einfacher und sicherer Rohrtransport gewährleistet, ferner können die Rohre auf einfache Weise gesägt, markiert, geprüft und gerichtet werden. Durch die Möglichkeit des erfindungsgemässen Coilens können erhebliche Hallenlängen eingespart werden. Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolyend beschrieben: Mit 1 sind die Walzen bezeichnet, die sich in bekannter Weise drehend zwischen dem Einlauftotpunkt ET und dem Auslauftotpunkt AT bewegen. In ans ich bekannter Weise wird das Rohr 2 wechselweise in beiden Drehrichtungen gedreht, vorzugsweise um einen Gesamtdrehwinkel von mindestens 90 mit zwei Einzelschritten von je mindestens 35 und einem Differenzwinkel der beiden Einzeldrehungen von mindestens 20 zur Erzeugung einer guten Rohrqualität und zur Verminderung des Walzenverschleisses. Das Auslaufspannfutter 3 dreht, zeitweise gemeinsam mit einem - nicht dargestellten - Einlaufspannfutter, das Rohr 2 um die o. a. Drehwinkel entweder in einem oder in beiden Totpunktbereichen ET und AT. Im Anschluss an eine geradlinig geführte Auslaufstrecke von ca. 30 Metern Länge wird das Rohr 2 aus der Walzebene ausgelenkt und in einer Krümmung von ca. 15 Meter Radius bei einer Auslenkung von ca. 70 in den mit mittlerer Walzgeschwindigkeit angetriebenen Treibapparat 4 geführt. Der Treibapparat 4 ist in der Lage, das aufgrund der Drehung am Auslaufspannfutter 3 erzeugte Torsionsmoment im Rohr 2 aufzunehmen. Die Transportgeschwindigkeit des Treibapparates 4 wird in Abhängigkeit von dem momentanen Krümmungsradius geregelt. Hinter dem Treibapparat 4 wird das Rohr 2 in den Biegerollensatz 5 eingeführt, der nicht angetrieben ist. Der Biegerollensatz 5 formt das mit konstanter Geschwindigkeit und ohne Drehung ankommende Rohr 2 zu einem Coil 6, das in einem Korb 7 abgelegt wird, dessen Geschwindigkeit am Coilumfang der Transportgeschwindigkeit des Treibapparates 4 entspricht. Der Rohrumfang gleitet durch eine dreiseitig geschlossene Führung durch die Krümmung in den Treibapparat, das Rohrende wird nach Verlassen der Umformzone im Walzwerk vom Treibapparat so schnell abgezogen, dass bis zum Einlauf des neuen Rohres der Korb gewechselt werden kann.

Claims: Verfahren und Vorrichtung zum Kaltwalzen von Rohren, insbesondere grosser Längen Patentansprüche 1. Verfahren zum Kaltwalzen von Rohren, insbesondere grosser Längen, auf einem Walzwerk mit hin- und hergehendem Walzgerüst und darin befind lichen zwangsangetriebenen kalibrierten Walzen mit absatzweisem Vor schub und/oder Drehung des Rohres im Bereich eines oder beider Totpunk te, wobei die wechselseitige Drehung mit ggfs. aus einem oder mehreren Einzeldrehwinkeln addiertem Gesamtdrehwinkel je Drehrichtung gleich gross ist, dadurch gekennzeichnet, dass die zyklisch ungleichmässige Geschwindigkeit des ausgewalzten Rohres in einer das Rohr aus der Walzrichtung auslenkenden Pufferzone in eine konstante Auslaufgeschwindigkeit umgewandelt wird, mit der das Rohr ab gezoyen wird, wobei zwischen Pufferzone und Walzzone in einem Abstand von der Walzzone, in dem die Torsionsspannung aus dem Drehen des Rohres die Fliessgrenze des Rohres nicht überschreitet, das Rohr gegen das Tor sionsmoment gehalten wird. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Rohr im Anschluss an die Pufferzone konzentrisch aufgewickelt wird. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Einzeldrehwinkel je Drehsinn um mindestens 20 ' untereinander differieren. 4. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein mit konstanter Geschwindigkeit arbeitender Treibapparat (4) in einem Abstand von der Walzzone angeordnet ist, in dem die Torsionsspan nungen im Rohr (2) die Fliessgrenze des Rohres (2) nicht überschreitet und in dem das Haltemoment des Auslaufspannfutters (3) des Walzwerkes (1) und das Haltemoment des Treibapparates (4) grösser als das Torsions moment aus der Rohrdrehung wird, wobei dieser Abstand als Pufferzone zum Ausgleich der zyklisch ungleichmässigen Walzgeschwindigkeit ausge bildet ist. 5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibapparat (4) als Biegeeinrichtung (5) zum Aufhaspeln des Rohres (2) ausgebildet ist. 6. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass dem Treibapparat (4) eine Biegeeinrichtung (5) zum Aufhaspeln des Rohres (2) nachgeschaltet ist. 7. Vorrichtung nach Anspruch 4 und 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Biegevorrichtung (5) ein mit konstanter Geschwindigkeit umlau fender Haspel (7) nachgeschaltet ist, der dem darauf gebildeten Coil (6) über Reibschluss eine gleichförmige Geschwindigkeit erteilt, die der Transportgeschwindigkeit des Treibapparates (4) entspricht. 8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass eine Halte- und Biegevorrichtung (4, 5) zur Vermeidung der Rohr drehung mit freier Längsbewegung in einem Abstand von der Umformzone angeordnet ist, der die sichere Aufnahme der Torsionsspaanung gewähr leistet, wobei der Geschwindigkeitsausgleich in Längsrichtung des Rohres (2) in den letzten Coilwindungen bewirkt wird.

Inventors: REHAG, KLAUS, STINNERTZ, HORST, ING. GRAD., ZEUNERT, FRITZ, DR. ING.
Applicants: MANNESMANN AKTIENGESELLSCHAFT
Application year: 1982
Main classification: B21B21
IPC codes: B21C47, B21B21, B21B15