Verfahren und Vorrichtung zum Kaltwalzen von Rohren und Stangen

Beschreibung

[0001] Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Kaltpilgern, insbesondere von extrem dünnwandigen Rohren und Stangen kleinen Durchmessers, auf einem Kaltpilgerwalzwerk mit in einem hin- und herbewegten Walzgerüst.

[0002] Aus der SU-A-863025 ist eine Vorrichtung zum Kaltpilgern von Rohren bekannt, bei der eine Transportvorrichtung zum Drehen und Vorwärtstransportieren des zu walzenden Rohres vorgesehen ist.
Dreh-und Vorschubeinrichtungen sind ebenfalls in der DE -C- 3717165 sowie der JP-A-63-84704 beschrieben.

[0003] Kaltpilgerwalzwerke mit einem hin- und herbewegten Walzgerüst benötigen Einrichtungen, die die Rohrluppe bzw. das Rohr bei jedem Gerüst um einen definierten Winkel drehen und um einen ebenfalls definierten Betrag in Walzrichtung vorwärtsschieben. Die Vorschubbewegung wird im allgemeinen mittels in Rohrluppenlängsachsrichtung bewegter Schlitten bewirkt, die entweder die Rohrluppe von hinten schieben oder von außen klemmen. Im letzteren Fall ist die Klemmvorrichtung mit einem Drehantrieb versehen, der das Rohr gleichzeitig mit der Vorwärtsbewegung um seine Längsachse dreht.

[0004] In anderen Ausführungen werden Drehung und Vorschub über einen ortsfesten Drehvorschubkopf mit umlaufenden Ketten bewirkt, wobei die Kettenglieder die Rohrluppe umschließen und mittels Reibung in Walzrichtung transportieren. Der Drehvorschubkopf ist über ein Planetengetriebe drehangetrieben und bewirkt somit die simultane Drehung der Rohrluppe.

[0005] In den meisten Fällen ist es erforderlich, die Rohrluppe nur in den Zeitphasen zu drehen und vorzuschieben, wenn die Walzen die Rohrluppe in den Totpunktbereichen des Walzgerüstes freigeben. Das heißt im allgemeinen, daß die Vorschub- und die Drehbewegungen einer stop and go-Funktion folgen. Da sich die Beschleunigungsvorgänge in Milli-Sekundenbereichen abspielen, werden hohe Anforderungen an die Antriebsmechanismen gestellt.

[0006] Da bei den bekannten Kaltpilgerwalzwerken das Walzgut ausschließlich von den Vorschubeinrichtungen vorgeschoben wird, werden Druckkräfte und Spannungen zwischen Vorschubapparat und Umformzone wirksam. Hieraus ergibt sich grundsätzlich die Gefahr des Ausknickens des Walzgutes und der Domstange, insbesondere dann, wenn sich der Stoß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Luppen oder Stangen zwischen Vorschubeinrichtung und dem Ende der Umformzone befindet. Bei dünnwandigen oder besonders kleinen Rohren oder Stangen kleinen Durchmessers ist es ein häufig beobachtetes Problem, daß sich die Luppen- bzw. Stangenenden durch die Druckbelastung ineinander verkeilen oder daß die Walzgutenden in der Umformzone ineinandergewalzt werden.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ausgehend von dem beschriebenen Stand der Technik ein Verfahren zum Kaltpilgem vorzuschlagen, mit dem extrem dünnwandige besonders kleinen Rohre oder Stangen kleinen Durchmessers gewalzt werden können, ohne daß die Gefahr des Ausknickens oder der Überwalzung auftritt.

[0008] Gelöst wird diese Aufgabe mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

[0009] In Abkehr von der bisherigen Bauart, bei der das Walzgut von in Walzrichtung gesehen vor dem Walzgerüst angeordneten Vorschubeinrichtungen geschoben wird, sieht die Erfindung vor, das Walzgut auslaufseitig hinter dem Walzgerüst zu ergreifen und durch die Walzzone zu ziehen. Auf diese Weise werden die kritischen Druckund/oder Knickspannungen im Walzgut vermieden und damit auch die damit verursachten Störungen im Walzprozeß.

[0010] Dabei ist vorgesehen, daß der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung ein einlaufseitig angeordneter Dreh- und Vorschubantrieb zugeordnet ist, der zumindest zeitweise den Vorschub und die Drehung des gepilgerten Walzgutes übernimmt und dessen Bewegungsablauf auf den Bewegungsablauf der auslaufseitigen Transportvorrichtung abgestimmt ist.

[0011] In Zusammenwirkung der erfindungsgemäßen Transportvorrichtung mit herkömmlichen, vor dem Walzgerüst angeordneten Dreh-Vorschubantrieben und unter entsprechender Abstimmung der Einrichtungen kann das Walzgut zunächst von der einlaufseitigen Vorrichtung in die Umformzone des Walzgerüstes geführt und angewalzt werden, wobei, nachdem der Anfang des gepilgerten Walzgutes die auslaufseitige Transportvorrichtung erreicht hat und dort an seinem Umfang erfaßt ist, der einlaufseitig angeordnete Dreh-Vorschubantrieb so geschaltet werden kann, daß nur die auslaufseitige Transportvorrichtung den Vorwärtstransport des Walzgutes übernimmt.

[0012] Ferner ist vorgesehen, daß die auslaufseitig angeordnete Transporteinrichtung mit einer geringfügig gegenüber der Auslaufsgeschwindigkeit des gepilgerten Walzgutes aus dem Walzgerüst erhöhten Transportgeschwindigkeit betreibbar ist. Das bedeutet, daß stets eine Zugkraft auf das gepilgerte Walzgut ausgeübt wird, so daß mit Sicherheit die kritischen Druck- und/oder Knickspannungen im Walzgut vermieden werden. Desweiteren kann von außen auf das Walzgut aufgebrachte Zugspannung das Umformvermögen des Walzgutes erhöhen.

[0013] Nach einer Ausgestaltung des Verfahrens ist vorgesehen, daß der einlaufseitige Dreh-und Vorschubantrieb unabhängig von der auslaufseitigen Transporteinrichtung zu- und abschaltbar ist, so können damit die verschiedenen Zustände während des Walzens erfaßt werden. Beim Anwalzen des Walzgutes ist es lediglich erforderlich, die einlaufseitige Dreh- und Vorschubeinrichtung zu betreiben. In dem Moment, wo das gepilgerte Walzgut das Walzgerüst verlassen hat und in die auslaufseitige Transporteinrichtung eingeführt wurde, kann diese den Vorwärtstransport des Walzgutes übernehmen, so daß der einlaufseitige Dreh-Vorschubantrieb abgeschaltet werden kann. In anderen Betriebszuständen ist es denkbar, sowohl den Dreh-Vorschubantrieb als auch die auslaufseitige Transporteinrichtung gemeinsam zu schalten, wobei die im Patentanspruch 1 aufgezeigte Abstimmung der Antriebe einzuhalten ist.

[0014] Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, daß mindestens die auslaufseitige Transporteinrichtung als ortsfester Dreh-Vorschubkopf mit umlaufenden Ketten ausgebildet ist, dessen Kettenglieder die Rohrluppe umschließen und mittels Reibung in Walzrichtung transportieren. Derartige Vorrichtungen sind an sich bekannt; sie werden bisher als Dreh-Vorschubantrieb vor dem Walzgerüst eingesetzt und können das Einlaufspannfutter herkömmlicher Kaltpilgerwalzwerke ersetzen.

[0015] Bei Verwendung von jeweils gleichartigen, vor und hinter dem Walzgerüst angeordneten Dreh-Vorschubköpfen mit umlaufenden Ketten kann das Ein- und Auslaufspannfutter entfallen. Durch einen derartigen Antrieb lassen sich die Vorteile der Erfindung besonders günstig verwirklichen.

[0016] Um das Einfädeln des Walzgutes zu erleichtern ist ferner vorgesehen, daß der Walzgutanfang mit einer dem Fertigdurchmesser des gepilgerten Walzgutes entsprechenden Durchmesserverjüngung versehen wird, die von der Einlaufseite ausgehend durch das Walzgerüst hindurch in die Transporteinrichtung eingeschoben wird. Ein solches Einfädelverfahren wird vor allem dann erforderlich, wenn lediglich eine auslaufseitige Transportvorrichtung mit den erfindungsgemäßen Merkmalen verwendet wird. Dieser Fall ist anwendbar, wenn sehr lange oder quasi endlos lange Stangen oder Luppen gewalzt werden sollen. In diesem Fall muß das Walzgut nur einmal in die auslaufseitige Transportvorrichtung eingeführt werden und kann dann nahezu endlos vorwärtstransportiert und dabei durch die Umformzone "gezogen" werden.

[0017] Die Durchmesserverjüngung zum Einfädeln des Walzgutes kann beispielsweise durch Ziehen des Walzgutanfanges in einer Ziehvorrichtung hergestellt werden; es sind auch Vorrichtungen denkbar, wie sie zum Anformen von Ziehangeln vor Ziehmaschinen bekannt sind.

[0018] Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann die Durchmesserverjüngung auch von einer Stange gebildet werden, die koaxial am vorderen Ende des Walzgutes befestigt wird.

[0019] Um bei Verwendung von einlaufseitigen Dreh-Vorschubantrieben und auslaufseitiger Transportvorrichtung die notwendige Abstimmung der beiden Vorrichtungen eigenen Transportgeschwindigkeiten vornehmen zu können, ist im Übrigen vorgesehen, daß zunächst die Transportgeschwindigkeit des auslaufenden Walzgutes hinter dem Walzgerüst bei geöffneter auslaufseitiger Transportvorrichtung gemessen wird und das Ergebnis auf die Geschwindigkeitsregelung des Antriebes der Transportvorrichtung übertragen wird, wobei die Geschwindigkeit der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung gegenüber der Transportgeschwindigkeit des einlaufseitigen Vorschubantriebes um 3 bis 10 % erhöht wird, bevor die Transportvorrichtung gegen das Walzgut geschlossen wird.

[0020] Durch diese Vorgehensweise wird sichergestellt, daß die richtige Transportgeschwindigkeit der auslaufseitigen Transportvorrichtung eingestellt wird, die berücksichtigen muß, daß das Walzgut infolge der Verformung in der Umformzone eine Längsgeschwindigkeit erteilt bekommt, die abhängig ist vom Umformvorgang selbst. Diese aus der Umformung resultierende Transportgeschwindigkeit wird dann in der aufgezeigten Weise erhöht, so daß die zu vermeidenden Druck- und/oder Knickspannungen nicht eintreten können.

[0021] Die vorliegende Erfindung kann in vorteilhafter Weise sicherstellen, daß beim Walzen unmittelbar hintereinander eingeführter Luppen kein Verkeilen oder Ineinanderwalzen der Rohrenden auftritt; denn durch die Merkmale der Erfindung wird sichergestellt, daß zwischen zwei aufeinanderfolgenden Luppen stets ein geringer Abstand eingehalten wird, z.B. 20 mm am Stoß zweier Luppen.

[0022] Mit den Merkmalen und Maßnahmen der Erfindung können sehr dünnwandige Rohre mit einem Wanddicken-zu-Durchmesser-Verhältnis < 1 : 40 kaltgepilgert werden, was bislang nicht oder nur schwer möglich war. Die Erfindung erhöht die Prozeßsicherheit des Kaltpilgerverfahrens und vermeidet Störungen. Auch kürzere Rohrstücke sind nach der Erfindung verbessert walzbar. Die Erfindung ist gleichermaßen für Rohre wie auch für Drähte und kleine Profile anwendbar.

[0023] Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der einzigen Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben.

[0024] Die Zeichnungsfigur zeigt ein Kaltpilgerwalzgerüst 1, das sich, wie der Doppelpfeil über dem Kaltpilgerwalzgerüst andeutet, oszillierend hin- und herbewegt. Die Oszillationsbewegung des Kaltpilgerwalzgerüst 1 wird von einem darunter liegenden, (nicht dargestellten) Kurbeltrieb erzeugt. Das Walzenpaar 2 dreht sich synchron mit der Bewegung des Walzgerüstes 1, getrieben von Ritzeln auf den Walzenachsen, die mit ortsfesten Zahnstangen korrespondieren.

[0025] Die Walzen sind so kalibriert, daß das Walzgut in den beiden Gerüsttotpunkten jeweils freigegeben wird. Zu diesen Freigabezonen schiebt der Dreh- und Vorschubantrieb 3 die mit 6 bezeichnete Luppe in Pfeilrichtung 7 vorwärts und dreht sie gleichzeitig um einen vorgegebenen Winkelbetrag. Ist die Luppe soweit ausgewalzt, daß das das Walzgerüst 1 verlassende gepilgerte Rohr auch von der auslaufseitigen Transportvorrichtung 4 erfaßt und gedreht und gezogen werden kann, so wird von dieser die Dreh- und Vorschubbewegung unterstützt. Bei der Längstransportbewegung der auslaufseitigen Transportvorrichtung ist der Streckungsverlauf des Walzgutes während des Walzens zu berücksichtigen. Die nachfolgende zweite Luppe 5 wird mit einem Abstand von ca. 20 mm in die Dreh-Vorschubeinrichtung 3 eingelegt, so daß die Enden einander folgender Rohre sich nicht berühren, auch nicht im Reduktionsbereich. Sobald ein Ende des gewalzten Rohres die Umformzone im Walzgerüst 1 erreicht hat, wird durch die erhöhte Transportgeschwindigkeit der auslaufseitigen Transportvorrichtung das Rohr schnell abgezogen, so daß keine Berührung mit dem Anfang des nachfolgenden Rohres stattfinden kann.

Ansprüche

1. Verfahren zum Kaltpilgern, insbesondere von extrem dünnwandigen Rohren und Stangen kleinen Durchmessers auf einem Kaltpilgerwalzwerk mit in einem hin- und herbewegten Walzgerüst (1) angeordneten und sich auf ihrem Umfang verjüngend kalibrierten Walzen (2), in denen das Walzgut (5) mindestens in einem der beiden Walzgerüsttotpunkte gedreht und vorwärts transportiert wird, wobei zum Drehen und Vorwärtstransportieren des Walzgutes eine auslaufseitig unmittelbar hinter dem Walzgerüst (1) angeordnete Transporteinrichtung (4) vorgesehen ist, die das gepilgerte Walzgut (5) an seinem Umfang erfaßt und der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung (4) ein einlaufseitig angeordneter Dreh- und Vorschubantrieb (3) zugeordnet ist, der zumindest zeitweise den Vorschub und die Drehung des gepilgerten Walzgutes übernimmt und dessen Bewegungsablauf auf den Bewegungsablauf der auslaufseitigen Transportvorrichtung (4) abgestimmt ist, wobei zur Einstellung der Transportgeschwindigkeit der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung zunächst die Transportgeschwindigkeit des auslaufenden Walzgutes hinter dem Walzgerüst (1) bei geöffneter auslaufseitiger Transportvorrichtung (4) gemessen wird und das Ergebnis auf die Geschwindigkeitsregelung des Antriebes der Transportvorrichtung übertragen wird, wobei die Geschwindigkeit der auslaufseitig angeordneten Transportvorrichtung (4) gegenüber der Transportgeschwindigkeit des einlaufseitigen Vorschubantriebes (3) um 3%-10% erhöht wird, bevor die Transportvorrichtung gegen das Walzgut geschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der einlaufseitige Dreh- und Vorschubantrieb (3) unabhängig von der auslaufseitigen Transporteinrichtung (4) zu- und abschaltbar ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß mindestens die auslaufseitige Transporteinrichtung (4) als ortsfester Drehvorschubkopf mit umlaufenden Ketten ausgebildet ist, dessen Kettenglieder das Walzgut (Luppe 5 bzw. 6) umschließen und mittels Reibung in Walzrichtung transportieren.

4. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Walzgutanfang mit einer dem Fertigdurchmesser des gepilgerten Walzgutes entsprechenden Durchmesserverjüngung versehen wird, die von der Einlaufseite ausgehend durch das Walzgerüst hindurch in die Transporteinrichtung eingeschoben wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesserverjüngung durch Ziehen des Walzgutanfanges in einer Ziehvorrichtung hergestellt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Durchmesserverjüngung von einer Stange gebildet ist, die koaxial am vorderen Ende des Walzgutes befestigt wird.

Claims

1. Process for the cold pilger rolling in particular of tubes with extremely thin walls and bars with small diameters in a cold pilger rolling mill with rolls (2) arranged in a rolling stand (1) that moves back and forth, which are calibrated with a taper at their circumference, in which the material (5) to be rolled is rotated and transported forwards at least at one of the two rolling stand dead points, such that to rotate the rolled material and transport it forwards a transport mechanism (4) is provided on the run-out side arranged immediately behind the rolling stand (1), which grips the pilger-rolled material (5) at its circumference, the said transport mechanism (4) arranged on the run-out side being associated with a rotation and feed drive unit (3) arranged on the run-in side which, at least at times, takes over the feeding and rotation of the pilger-rolled material and whose movement sequence is matched to the movement sequence of the transport mechanism (4) on the run-out side, such that to adjust the transport speed of the transport mechanism arranged on the run-out side the transport speed of the emerging rolled material behind the rolling stand (1) is first measured while the transport mechanism (4) on the run-out side is open and the result is transmitted to the speed regulation system of the drive of the transport mechanism, so that the speed of the transport mechanism (4) arranged on the run-out side is made 3% to 10% higher compared with the transport speed of the feed drive (3) on the run-in side, before the transport mechanism is closed onto the rolled material.

2. Process according to Claim 1,
characterised in that
the rotation and feed drive (3) on the run-in side can be switched on and off independently of the transport mechanism (4) on the run-out side.

3. Process according to Claim 1,
characterised in that
at least the transport mechanism (4) on the run-out side is formed as a rotation and feeding head in a fixed position with revolving chains, whose chain segments enclose the rolled material (blooms 5 and 6) and transport it in the rolling direction by friction.

4. Process according to any of the preceding claims,
characterised in that
the leading end of the material to be rolled is provided with a diameter taper corresponding to the finished diameter of the pilger-rolled material, which is pushed from the run-in side through the roller stand into the transport mechanism.

5. Process according to Claim 4,
characterised in that
the diameter taper is produced by drawing the leading end of the material to be rolled in a drawing device.

6. Process according to Claim 4,
characterised in that
the diameter taper is formed by a bar attached coaxially to the leading end of the material to be rolled.

Revendications

1. Procédé pour laminer à pas de pèlerin à froid, en particulier des tubes à paroi extrêmement mince et des barres de petit diamètre sur un laminoir à pas de pèlerin à froid, comportant des cylindres calibrés (2) s'amincissant sur leur périphérie et agencés dans une cage de laminoir (1) déplacée en va-et-vient, dans lesquels la matière laminée (5) est tournée dans au moins un des deux points morts de la cage de laminoir et est transportée vers l'avant, un dispositif de transport (4) agencé du côté de sortie directement derrière la cage de laminoir (1) étant prévu pour faire tourner et transporter en avant la matière laminée, qui saisit la matière laminée à pas de pèlerin (5) à sa périphérie et, au dispositif de transport (4) agencé du côté de sortie, il est associé un dispositif de rotation et d'avance (3) agencé du côté d'entrée qui permet au moins temporairement l'avance et la rotation de la matière laminée à pas de pèlerin et dont l'allure du déplacement est accordée à l'allure du déplacement du dispositif de transport (4) du côté de sortie, tout d'abord la vitesse de transport de la matière laminée sortant derrière la cage de laminoir (1) pour un dispositif de transport (4) du côté de sortie ouvert étant mesurée pour régler la vitesse de transport du dispositif de transport agencé du côté de sortie, et le résultat étant transmis au réglage de vitesse de l'entraînement du dispositif de transport, la vitesse du dispositif de transport (4) agencé du côté de sortie étant augmentée de 3 % à 10 % par rapport à la vitesse de transport de l'entraînement d'avance (3) du côté d'entrée, avant que le dispositif de transport soit fermé contre la matière laminée.

2. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce que le dispositif de rotation et d'avance (3) du côté d'entrée peut être mis en service et hors service indépendamment du dispositif de transport (4) du côté de sortie.

3. Procédé selon la revendication 1,
caractérisé en ce qu'au moins le dispositif de transport (4) du côté de sortie est réalisé comme tête d'avance rotative stationnaire à chaînes tournantes, dont les maillons de chaîne entourent la matière laminée (loupe 5 ou 6) et la transportent par frottement dans la direction de laminage.

4. Procédé selon une des revendications précédentes,
caractérisé en ce que le début de la matière laminée est muni d'une diminution de diamètre correspondant au diamètre fini de la matière laminée à pas de pèlerin, qui, à partir du côté d'entrée, est introduite à travers la cage de laminoir dans la direction de transport.

5. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce que la diminution de diamètre est obtenue par étirage du début de la matière laminée dans un dispositif d'étirage.

6. Procédé selon la revendication 4,
caractérisé en ce que la diminution de diamètre est formée par une barre qui est fixée coaxialement à l'extrémité avant de la matière laminée.

Zeichnung