DE19539408A1 - Kaliberkontur der Walze eines Rohrwalzwerkes - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft die Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen eines Reduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten, insbesondere zum Walzen dickwandiger Rohre mit einem Wanddicken-Durchmesserverhältnis von mehr als 0,25.

In Reduzierwalzwerken nach dem Stand der Technik werden zum Walzen dünnwandiger Rohre üblicherweise nicht kreisrunde, sondern von 3 Bögen gebildete ellipsenähnliche Kaliberformen angewendet, deren kurze Halbachsen im Kalibergrund liegen. Die lange Halbachse liegt im Kalibersprung und ist größer als die kurze Halbachse des vorhergehenden Kalibers. Damit versucht man, ein Austreten des Walzgutes in den Walzspalt und damit Walzspaltmarkierungen zu vermeiden. Derartige Kaliberformen erreichen walztechnisch jedoch Grenzen, wenn Rohre mit Wanddickenverhältnissen über 0,1 gewalzt werden. Dann nämlich tritt die sogenannte Polygonbildung auf, eine Abweichung der Innenkontur des Rohres von der gewünschten Kreisform. Diese Polygonbildung kann im Extremfall zu einem nahezu sechseckigen Innenquerschnitt führen, der die Verwendbarkeit des Rohres stark einschränkt.

Will man dickwandige Rohre walzen, so ist das mit den bekannten Ovalkalibrierungen kaum möglich, man muß dann auf Kalibrierungen zurückgreifen, die näher der Kreisform angesiedelt sind. Mit solchen Kalibrierungen kann die Polygonbildung besser unterdrückt werden die Zusammenhänge sind in der Zeitschrift "Archiv für das Eisenhüttenwesen", Jahrgang 41, Heft 11, November 1970 auf Seiten 1047-1053 beschrieben. Im Ergebnis schlägt dieser bekannte Stand der Technik vor, für dickwandige Programmanteile einer Rohrwalztrasse eine Sonderkalibrierung im Reduzierwalzwerk zu verwenden, die eine allseitige Umfassung des Rohres während des Walzvorganges anstrebt, also eine im wesentlichen kreisrunde Kalibrierung. Eine derartige Maßnahme ist deshalb möglich, weil dickwandige Rohre wesentlich weniger zur Bildung von Walzspaltmarkierungen auf der Außenoberfläche neigen, als dünnwandige Rohre. Die Wahl der Kaliberöffnung soll dabei so erfolgen, daß die Differenz aus kürzester und längster Kontaktflächenlänge minimal wird, d. h., eine Kontaktfläche Walze/Rohr mit rechteckiger Form entsteht.

Bei der Anwendung der Lehre aus der vorstehend zitierten Veröffentlichung hat sich aber gezeigt, daß in Kaliberreihen mit geringer Kaliberöffnung keine gleichmäßige Kontaktfläche zwischen Rohr und Walze erreicht wird. Mit der üblichen Kaliberbearbeitungstechnik entsteht eine Kontaktfläche mit 3 Spitzen, nämlich im Kalibergrund und an den Kalibersprüngen. Dies ist auf Seite 1052, Bild 11 der genannten Druckschrift dargestellt. Die Spitzen in der Kontaktfläche zwischen Walze und Walzgut führen bei sehr dickwandigen Rohren mit Wanddicken/Durchmesser­ verhältnis größer als 0,25 wiederum zu Innenunrundheiten am Rohr und beeinflussen somit die Qualität deutlich negativ. Zusätzlich wird die Reibung erhöht, so daß die Walzen stärker verschleißen.

Ausgehend von dem Stand der Technik, wie er in "Archiv für Eisenhüttenwesen", 41, Heft 11, November 70 dargestellt ist, liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen nach dem Stand der Technik so zu verbessern, daß unerwünschte Spitzen in der Kontaktfläche zwischen Walzgut und Walze vermieden bzw. mindestens abgeflacht werden.

Zur Lösung der Aufgabe wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, daß die Walzenkontur jeder Walze im Bereich des Kalibergrundes eine Durchmessererweiterung aufweist, in der der im Walzensprung des in Walzrichtung jeweils vorgeordneten Kalibers gewalzte Materialbereich verformbar ist.

Durch gezielte Vergrößerung des Kaliberdurchmessers im Kalibergrundbereich wird es möglich, die Kontaktlänge im Kalibergrund zu verkürzen, so daß eine gleichmäßige Kontaktfläche erreicht wird. Auf diese Weise wird nicht mehr das Rohr im Bereich des Kalibergrundes übermäßigen Spannungen ausgesetzt, da die beim Stand der Technik deutlich erkennbaren Spitzen weitgehend abgeflacht werden.

Besonders günstig ist es, wenn die Durchmessererweiterung vom Kaliberdurchmesser ausgehend etwa 0,5% bis 1,0% des Kaliberdurchmessers beträgt und sich beidseitig der Kalibergrundmitte auf einen Umfangswinkel von etwa 100 bis 150 erstreckt. Bei diesen Abmessungen haben sich gute Ergebnisse Rohr erkennen lassen, d. h. eine nahezu rechtwinklige Kontaktfläche zwischen Walze und Walzgut.

In einer die Erfindung verbessernden Maßnahme ist vorgesehen, zusätzlich zur Durchmessererweiterung im Kalibergrund der Walze eine Durchmessererweiterung im Bereich des Kalibersprungs vorzunehmen. Diese Durchmessererweiterung kann z. B. durch Vergrößerung des Übergangsradius am Rand der Walze auf 3 mm bis 5 mm erreicht werden. Es hat sich gezeigt, daß mit derartigen Radien, die beim Stand der Technik unter 3 mm liegen, ebenfalls deutliche Verbesserungen der Verformungsverhältnisse im Kaliber erreicht werden und die Kontaktspitzen auch im Randbereich des Kalibers einer Walze deutlich reduziert werden können.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist in der Zeichnung dargestellt und wird nachfolgend beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 die Frontansicht einer teilgeschnittenen erfindungsgemäßen Kaliberwalze mit einlaufendem Rohr und

Fig. 2 die Projektion der Kontaktfläche zwischen Rohr und erfindungsgemäßer Kaliberwalze in die Horizontale.

In Fig. 1 ist mit 1 eine von drei das gesamte Kaliber aufbauenden erfindungs­ gemäßen Kaliberwalzen bezeichnet, die um die Rotationsachse 2 rotiert. Das zu walzende Rohr ist bei 3 schematisch angedeutet. Das im wesentlichen kreisförmige Kaliber 4 der Walze 1 weist im Bereich des Kalibergrundes bei 5 eine Durchmessererweiterung auf, also eine Vertiefung des Kalibergrundes. Weitere Durchmessererweiterungen sind erfindungsgemäß im Bereich des Kalibersprungs bei 6 vorgesehen, und zwar in Form von Radienvergrößerungen am Rand der Kaliberwalze 2. In der Zeichnungsfigur 1 ist zum besseren Verständnis bei 7 gestrichelt die konventionelle Kaliberform eingezeichnet. Diese konventionelle Kaliberform ist in Fig. 2, die die Projektion der Kontaktfläche zwischen Rohr 3 und Walze 1 darstellt, ebenfalls eingezeichnet. Deutlich erkennbar sind beim konventionellen Kaliber entstehende Kontaktspitzen bei 8 im Bereich des Kalibergrundes 9 der Kaliberwalze 1 und im Bereich des Kalibersprunges 10 auf beiden Randseiten der Walze 2. Diese Spitzen 8 und 10 entstehen auf der Einlaufseite der Walze 2 und führen zur beschriebenen Innenunrundbildung am fertigen Rohr 3.

Betrachtet man die Kontaktfläche des Rohres an der Walze gemäß der Erfindung, die in Fig. 2 dunkel angelegt ist, so stellt man fest, daß die Spitzen 8 und 10 weitgehend abgebaut sind, so daß sich eine nahezu rechteckige Kontaktfläche mit der Kontaktlänge 11 ergibt. Für diese Veränderung der Kontaktfläche sind die Durchmessererweiterungen 5 im Kalibergrund und 6 im Bereich des Kalibersprungs verantwortlich.

Claims (3)

1. Kaliberkontur der im wesentlichen kreisförmig kalibrierten Walzen eines Reduzierwalzwerkes mit Dreiwalzengerüsten, insbesondere zum Walzen dickwandiger Rohre mit einem Wanddicken/Durchmesserverhältnis von mehr als 0,25, dadurch gekennzeichnet, daß die Kaliberkontur jeder Walze (1) im Bereich des Kalibergrundes eine Durchmessererweiterung (5) aufweist, in der der im Walzensprung des in Walzrichtung jeweils vorgeordneten Kalibers gewalzte Materialbereich verformbar ist.

2. Kaliberkontur nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Durchmessererweiterung (5) vom Kaliberdurchmesser ausgehend etwa 0,5% bis 1,0% des Kaliberdurchmessers beträgt und sich beidseitig der Kalibergrundmitte auf einen Umfangswinkel von etwa 10° bis 15° erstreckt.

3. Kaliberkontur nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß zusätzlich zur Durchmessererweiterung (5) im Kalibergrund der Walze (1) eine Durchmessererweiterung (6) im Bereich des Kalibersprunges vorgesehen ist.