EP1293268A1 - Verfahren zum Betreiben eines Kaltpilgerwalzwerks und Kaltpilgerwalzwerk - Google Patents

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EP1293268A1
EP1293268A1 EP02016148A EP02016148A EP1293268A1 EP 1293268 A1 EP1293268 A1 EP 1293268A1 EP 02016148 A EP02016148 A EP 02016148A EP 02016148 A EP02016148 A EP 02016148A EP 1293268 A1 EP1293268 A1 EP 1293268A1
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EP
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tube
braking device
rolling mill
pipe
during
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Horst Stinnertz
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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
    • B21B21/00—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills
    • B21B21/005—Pilgrim-step tube-rolling, i.e. pilger mills with reciprocating stand, e.g. driving the stand
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B21—MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21B—ROLLING OF METAL
    • B21B39/00—Arrangements for moving, supporting, or positioning work, or controlling its movement, combined with or arranged in, or specially adapted for use in connection with, metal-rolling mills
    • B21B39/02—Feeding or supporting work; Braking or tensioning arrangements, e.g. threading arrangements

Definitions

  • the invention relates to a method for operating a cold pilger rolling mill Manufacture of a tube in which a reciprocating mill stand stored cold vocational roller pair the one to be manufactured or machined Pipe during a preliminary stroke and during a subsequent stroke Return stroke rolls, the finished machined at least during the preliminary stroke Part of the tube is moved in the conveying direction of the tube and the finished part of the pipe in a discharge area by means of a braking device is braked.
  • the invention further relates to a cold pilger rolling mill.
  • the pipe On the outlet side of the rolling mill, the pipe is usually over the full pipe length rolled into a straight discharge channel. However, the outlet does not have to be straight his. Small, flexible pipes may need to be saved Space for the rolling mill the pipe can also be routed under the hut floor. It can also be coated directly in a holding device. For buffering the pipe is then usually guided in a compensation curve. For guiding the pipe deflecting rollers that can be swiveled into the outlet area can be provided.
  • the bob weights in cold pilger rolling are subject to requirements the pipe manufacturer is getting bigger. This means that the axial, i.e. in the conveying direction, also grow the acceleration forces of the tube, which are considerable are; Forces of up to 150 kN and above have already been registered. This Forces when decelerating (braking) the pipe cause the pipe to stop the clamping devices and the caliber can no longer be held securely and causes an unwanted feed (“self-feed effect"). This can lead to serious pipe defects and must therefore be avoided.
  • a friction element (brake) is provided, which is constantly abuts the pipe and exerts a permanent braking force on it.
  • the invention is therefore based on the object of providing a method for operating a cold pilger rolling mill and an appropriately equipped cold pilger rolling mill which enable an increase in productivity while at the same time eliminating the disadvantages mentioned.
  • this object is achieved in that the braking device is activated and deactivated in a time-controlled manner as a function of predetermined process parameters.
  • it is contemplated to activate the braking device when axial acceleration forces that are above a predetermined value occur in the tube and to deactivate the braking device when the acceleration forces are below the predetermined value.
  • a preferred embodiment and particularly simple implementation of the method is achieved when the braking device at least during part of the Time or path of the preliminary stroke activated and during the rest of the working cycle is deactivated; it is particularly preferred to consider the Braking device approximately during the second half of the time or the path of the Activate pre-stroke and deactivate the remaining time of the pre-stroke.
  • the braking device can advantageously be actuated so strongly in the activated state that that there is no relative movement between the pipe and the braking device in Direction of conveyance of the pipe comes.
  • the main idea of the invention thus aims at a time-controlled or regulated pulsating braking device for the tube, the braking force in particular should only be applied when the main mass retarding forces work in the pipe; this is mostly during the second half the working caliber length on the forward stroke the case.
  • the brake remains inactive, so that the longitudinal movement of the tube in the conveying direction and the rotational movement of the tube are not affected.
  • a reduction in the stroke rate of the roll stand is not necessary, so that the efficiency of the cold pilger rolling process can be increased significantly can.
  • the brake activated in the decisive cycle sections also leads to that natural vibrations in the pipe are dampened, which are forced Superimpose vibrations from the rolling process itself.
  • the process is particularly advantageous when cold pilger rolling long copper pipes used with a high unit weight.
  • the cold pilger rolling mill according to the invention has a reciprocating movement Roll stand, an outlet area for the finished pipe and a braking device to brake the pipe. According to the invention, this rolling mill is characterized by means of time-controlled actuation of the braking device.
  • the braking device is at a distance from the roll stand arranged in the outlet area. Furthermore, the braking device can at least comprise a braking element, which by means of a motor, preferably by means of a Electric motor, can be operated.
  • a gearbox can be used between the brake element and the motor to operate the brake be arranged, with a rack and pinion gear proving particularly useful Has.
  • At least one hydraulic cylinder can advantageously also be actuated of the braking element are used.
  • the lateral boundary surfaces of the means for deflecting are arranged to be movable perpendicular to the conveying direction of the tube. You can then moved out of the outlet area for the purpose of removing the tube be, which facilitates the removal of the tube.
  • the means for deflecting the tube are advantageously designed so that they at least form an S-shaped conveyor section in the outlet area.
  • these means at least two substantially circular sections have, which laterally limit the outlet area.
  • the cold pilger rolling process is shown schematically in FIGS. 1a and 1b. He is used to manufacture or form a tube 1 by means of a pair of cold pilger rollers 3, which is mounted in a roll stand, not shown. The one to be processed Tube 1 is guided on a rolling mandrel 14. The rolling mill is completed an oscillating movement during the rolling process, with stroke frequencies up to 300 per minute and more are possible.
  • the tube 1 is moved in the conveying direction R during the rolling process. While of the forward stroke, which is schematically sketched in Fig. 1a, rolls the cold pilger roller pair 3 in the conveying direction R on the tube 1; during the return stroke, which in Fig. 1b is outlined, the rolling of the pair of rollers 3 takes place on the tube 1 counter Direction of delivery R (see arrows for direction of rotation and direction of transfer).
  • Fig. 2 the acceleration force is an example for a tube weight of 500 kg applied in the tube over a working cycle of the cold pilger rolling process.
  • a cycle lasts 200 ms.
  • the force peaks occurring here are approx. 150 kN.
  • FIGS. 3a and 3a For targeted control of the process even with high values for the mass forces the embodiment outlined in FIGS. 3a and 3a is provided.
  • the pipe 1 is conveyed behind the roll stand 2 into an outlet area 4.
  • a braking device 5 is activated.
  • the braking device 5 is arranged at a distance a from the roll stand.
  • the distance a is preferably at least 5 meters.
  • the braking device 5 is dependent on predetermined process parameters time activated or deactivated.
  • the braking device is also sufficient 5 via the means 6 during the second half of the time or the path of the preliminary stroke to activate; the remaining time of the working cycle, the brake 5 over the means 6 deactivated.
  • the Control or regulating means 6 then a corresponding signal from the roll stand 2, that is used to control the brake 5.
  • 3a also schematically indicates that when the brake 5 is deactivated, a Rotation of the tube can take place, as is common in cold pilger rolling.
  • the braking device 5 has two stamp-like braking elements 7 which clamp the tube 1 when the brake 5 is actuated.
  • the braking elements 7 are on Racks arranged, the feed movement of the braking elements 7 perpendicular to the conveying direction R. For this there is a gear rack and pinion gear 9 provided, which is driven by an electric motor 8 becomes.
  • a cold pilger rolling process can thus proceed as follows: With brake 5 open the pipe is pushed forward and rotated. Then the first one Half of the advance stroke was carried out with the brake still open. The brake 5 is then closed and the second half of the preliminary stroke is carried out. The Brake 5 is then opened again and the rest of the work cycle is run.
  • means 10 for deflecting the tube 1 are perpendicular to the conveying direction intended.
  • these means 10 consist of a guide channel for the tube, which is in the conveying direction R has a wavy shape: the lateral boundary surfaces 11 of the means 10, that is, the wavy guide channel, have an S-shaped Course, which is marked with the reference numeral 12 in Fig. 3.
  • the boundaries are composed of arcuate sections 13.
  • the wavy contour of the guide channel shaped so that the tube when open (i.e. deactivated) Braking device 5 also takes a slightly undulating course when it passes the guide channel.
  • the waveform induced in this way is fully formed in the outlet area 4 (Compare Fig. 3a with Fig. 3b), so that there are no tensions in the tube can.
  • the outlet area 4 is characterized by a small overall width.
  • the lateral boundary surfaces can 11 of the guide channel move perpendicular to the conveying direction R. become what is indicated by the double arrows in Fig. 3b. So that Handling of the finished tube 1 can be facilitated.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Control Of Metal Rolling (AREA)
  • Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
  • Medicines Containing Plant Substances (AREA)
  • Braking Arrangements (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kaltpilgerwalzwerks zur Herstellung eines Rohrs (1), bei dem ein in einem hin- und herbewegbaren Walzgerüst (2) gelagertes Kaltpilgerwalzenpaar (3) das herzustellende bzw. zu bearbeitende Rohr (1) während eines Vorhubes und während eines sich an den Vorhub anschließenden Rückhubes walzt, wobei zumindest während des Vorhubes der fertig bearbeitete Teil des Rohres (1) in Förderrichtung (R) des Rohres (1) bewegt wird und wobei der fertig bearbeitete Teil des Rohres (1) in einem Auslaufbereich (4) mittels einer Bremseinrichtung (5) abgebremst wird. Zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit des Kaltpilgerwalzwerks ist verfahrensgemäß vorgesehen, dass die Bremseinrichtung (5) in Abhängigkeit vorgegebener Prozessparameter zeitlich gesteuert aktiviert und deaktiviert wird. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Kaltpilgerwalzwerk mit einer Ausgestaltung zur Durchführung dieses Verfahrens. <IMAGE>

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Kaltpilgerwalzwerks zur Herstellung eines Rohrs, bei dem ein in einem hin- und herbewegbaren Walzgerüst gelagertes Kaltpilgerwalzenpaar das herzustellende bzw. zu bearbeitende Rohr während eines Vorhubes und während eines sich an den Vorhub anschließenden Rückhubes walzt, wobei zumindest während des Vorhubes der fertig bearbeitete Teil des Rohres in Förderrichtung des Rohres bewegt wird und wobei der fertig bearbeitete Teil des Rohres in einem Auslaufbereich mittels einer Bremseinrichtung abgebremst wird. Des weiteren betrifft die Erfindung ein Kaltpilgerwalzwerk.
Ein gattungsgemäßes Verfahren für die Herstellung bzw. Umformung von Rohren mittels des Kaltpilgerwalzprozesses ist bekannt. In dem Prospekt "Kaltpilgerwalzwerke" der Mannesmann DEMAG ist das Kaltpilgerwalzverfahren im einzelnen beschrieben. Ein Kaltpilgerwalzenpaar, das in einem sich oszillierend bewegenden Walzgerüst angeordnet ist, walzt das sich schrittweise in Förderrichtung bewegende Rohr, das in seinem Inneren auf einem Walzdorn geführt wird.
Auf der Auslaufseite des Walzwerkes wird das Rohr meist über die volle Rohrlänge in eine gerade Auslaufrinne gewalzt. Der Auslauf muss aber nicht gerade ausgeführt sein. Bei kleinen, flexiblen Rohren kann zur Einsparung des benötigen Platzes für das Walzwerk das Rohr auch unter den Hüttenflur geleitet werden. Es kann auch direkt in einer Aufnahmevorrichtung gecoilt werden. Zur Pufferung wird das Rohr dann zumeist in einem Ausgleichsbogen geführt. Zur Führung des Rohres können in den Auslaufbereich einschwenkbare Umlenkrollen vorgesehen werden.
Die Luppengewichte beim Kaltpilgerwalzen werden durch Anforderungen seitens der Rohrhersteller ständig größer. Damit wachsen auch die axialen, also in Förderrichtung des Rohres verlaufenden Massenbeschleunigungskräfte, die erheblich sind; es wurden schon Kräfte von bis zu 150 kN und darüber registriert. Diese Kräfte führen beim Verzögern (Abbremsen) des Rohres dazu, dass das Rohr von den Spanneinrichtungen und dem Kaliber nicht mehr sicher gehalten werden kann und einen ungewollten Vorschub hervorruft ("Selbstvorschubeffekt"). Dieser kann zu schwerwiegenden Rohrfehlern führen und muss deshalb vermieden werden.
Dies geschieht heute so, dass die Hubzahl, also die Zahl der oszillierenden Bewegungen des Walzgerüsts pro Zeiteinheit, in Abhängigkeit von der ausgewalzten Rohrmasse reduziert wird. Dabei kommt es allerdings zu einer erheblichen Absenkung der Produktivität des Kaltpilgerwalzwerkes: Bei einem 200 Meter langen Rohr sind schon Leistungsverluste von bis zu 37 % beobachtet worden, was sich unmittelbar auf die Wirtschaftlichkeit des Kaltpilgerwalzwerkes auswirkt.
Es wurde schon versucht, dadurch Abhilfe zu schaffen, dass bei geradem Auslauf des kaltgepilgerten Rohres ein Reibelement (Bremse) vorgesehen wird, das ständig am Rohr anliegt und auf dieses eine permanente Bremskraft ausübt.
Es hat sich dabei als nachteilig erwiesen, dass die Wirksamkeit der Bremse sehr begrenzt ist. Ist sie so eingestellt, dass nur eine geringe Bremskraft auf das Rohr ausgeübt wird, kann sie nicht effizient genug die kinetische Energie des Rohres umwandeln. Ist sie zu stark eingestellt, sind Rohrbeschädigungen zu befürchten; zudem ist dann nicht mehr sichergestellt, dass ein ununterbrochener Materialfluss stattfindet und die Drehung des Rohres unbehindert erfolgt. Mit den bekannten Bremsvorrichtungen ist zudem keine gezielte Kontrolle des gesamten Bewegungsablaufs des Rohres hinter dem Walzgerüst möglich. Zudem sind zusätzliche Lärmbelästigungen durch den Kaltpilgerwalzprozess festgestellt worden.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Betreiben eines Kaltpilgerwalzwerkes sowie ein entsprechend ausgestattetes Kaltpilgerwalzwerk zu schaffen, die eine Erhöhung der Produktivität bei gleichzeitiger Abstellung der genannten Nachteile ermöglichen.
Die Lösung dieser Aufgabe durch die Erfindung ist verfahrensgemäß dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung in Abhängigkeit vorgegebener Prozessparameter zeitlich gesteuert aktiviert und deaktiviert wird. Insbesondere ist daran gedacht, die Bremseinrichtung zu aktivieren, wenn im Rohr axiale Beschleunigungskräfte auftreten, die über einem vorgegebenen Wert liegen, und die Bremseinrichtung dann zu deaktivieren, wenn die Beschleunigungskräfte unter dem vorgegebenen Wert liegen.
Eine bevorzugte Ausgestaltung und besonders einfache Realisierung des Verfahrens wird erreicht, wenn die Bremseinrichtung zumindest während eines Teils der Zeit oder des Weges des Vorhubes aktiviert und während des restlichen Arbeitszykluses deaktiviert wird; hierbei ist besonders bevorzugt daran gedacht, die Bremseinrichtung etwa während der zweiten Hälfte der Zeit oder des Weges des Vorhubes zu aktivieren und sie die restliche Zeit des Vorhubs zu deaktivieren.
Die Bremseinrichtung kann mit Vorteil im aktivierten Zustand so stark betätigt werden, dass es zu keiner Relativbewegung zwischen Rohr und Bremseinrichtung in Förderrichtung des Rohres kommt.
Der Kerngedanke der Erfindung zielt somit auf eine zeitlich gezielt gesteuerte bzw. geregelte pulsierende Bremseinrichtung für das Rohr ab, wobei die Bremskraft insbesondere nur dann aufgebracht werden soll, wenn die Hauptmassen-Verzögerungskräfte im Rohr wirken; dies ist zumeist während der zweiten Hälfte der Arbeitskaliberlänge auf dem Vorhub der Fall. Während der restlichen Zykluszeit bleibt die Bremse inaktiv, so dass die Längsbewegung des Rohres in Förderrichtung sowie die Drehbewegung des Rohres nicht beeinträchtigt werden.
Der erfindungsgemäße Vorschlag zeichnet sich dadurch aus, dass mit ihm verschiedene Vorteile erreicht werden:
Eine Herabsetzung der Hubfrequenz des Walzgerüsts ist nicht erforderlich, so dass die Wirtschaftlichkeit des Kaltpilgerwalzprozesses erheblich gesteigert werden kann.
Die hinter dem Walzgerüst wirksamen Massenkräfte im oszillierend ausgewalztem Rohr, insbesondere die Verzögerungskräfte, können minimiert werden. Dies führt zu einem ruhigeren und leiseren Betrieb des Walzwerkes.
Eine Beschädigung des Rohrs durch den "Selbstvorschubeffekt" infolge der Massenkräfte ist ebenfalls ausgeschlossen, so dass die Qualität des Rohres erhöht werden kann.
Eine Überlastung des Walzgerüstes und der Walzwerkzeuge aufgrund Kaliberüberfüllung infolge des genannten "Selbstvorschubeffekts" ist ebenfalls ausgeschlossen.
Die in den entscheidenden Zyklusabschnitten aktivierte Bremse führt auch dazu, dass Eigenschwingungen im Rohr gedämpft werden, die sich den erzwungenen Schwingungen aus dem Walzprozess selber überlagern.
Es wird möglich, bei voller Hubzahl bis zum Überwalzen des Rohrstoßes zu walzen. Leistungssteigerungen von bis zu 25 % werden damit möglich.
Mit Vorteil wird das Verfahren besonders beim Kaltpilgerwalzen langer Kupferrohre mit hohem Stückgewicht eingesetzt.
Das erfindungsgemäße Kaltpilgerwalzwerk hat ein sich hin- und herbewegbares Walzgerüst, einen Auslaufbereich für das fertige Rohr und eine Bremseinrichtung zum Abbremsen des Rohrs. Erfindungsgemäß ist dieses Walzwerk gekennzeichnet durch Mittel zum zeitlich gesteuerten Betätigen der Bremseinrichtung.
Gemäß einer Weiterbildung ist die Bremseinrichtung mit Abstand vom Walzgerüst im Auslaufbereich angeordnet. Weiterhin kann die Bremseinrichtung mindestens ein Bremselement umfassen, das mittels eines Motors, vorzugsweise mittels eines Elektromotors, betätigt werden kann.
Zur Betätigung der Bremse kann zwischen Bremselement und Motor ein Getriebe angeordnet sein, wobei sich ein Zahnrad-Zahnstangen-Getriebe besonders bewährt hat.
Alternativ hierzu kann vorteilhaft auch mindestens ein Hydraulikzylinder zur Betätigung des Bremselements eingesetzt werden.
Besondere Bedeutung kommt beim erfindungsgemäßen zeitlich gezielten Abbremsen des Rohres der Frage zu, wie das Rohr bei aktivierter Bremse im Auslaufbereich geführt wird.
Hierfür ist gemäß einer Weiterbildung vorgesehen, dass im Auslaufbereich für das fertige Rohr Mittel zum Auslenken des Rohrs senkrecht zur Förderrichtung des Rohres angeordnet sind; diese Mittel sind vorteilhafter Weise zwischen Walzgerüst und Bremseinrichtung angeordnet.
Zur leichteren Handhabung des fertigen kaltpilgergewalzten Rohres kann vorgesehen werden, dass die seitlichen Begrenzungsflächen der Mittel zum Auslenken senkrecht zur Förderrichtung des Rohres verfahrbar angeordnet sind. Sie können dann zwecks Entnahme des Rohres aus dem Auslaufbereich aus diesem herausgefahren werden, was die Entnahme des Rohres erleichtert.
Mit Vorteil sind die Mittel zum Auslenken des Rohrs so ausgebildet, dass sie zumindest einen S-förmigen Förderabschnitt im Auslaufbereich bilden. Insbesondere können diese Mittel mindestens zwei im wesentlichen kreisbogenförmige Abschnitte aufweisen, die den Auslaufbereich seitlich begrenzen.
In besonders vorteilhafter Weise bilden die genannten Mittel zum Auslenken zumindest während des Kaltpilgerwalzprozesses des Rohres - also im Betriebszustand des Walzwerkes - eine Förderrinne für das fertige Rohr, die das Rohr zumindest geringfügig von der ideal geraden Form seitlich ablenkt.
Mit der vorgeschlagenen Ausgestaltung wird erreicht, dass das durch die Bremseinrichtung festgehaltene Rohr in einfacher Weise in eine "Wellenform" gezwungen werden kann, die zur "Zwischenspeicherung" des fertigen Rohrabschnitts genutzt wird.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1a
schematisch die Seitenansicht eines Kaltpilgerwalzenpaars während des Vorhubs des Kaltpilgerwalzprozesses,
Fig. 1b
die entsprechende Ansicht gemäß Fig. 1a während des Rückhubes,
Fig. 2
schematisch den Verlauf der Massenkräfte im Rohr über der Zeit,
Fig. 3a
schematisch die Draufsicht auf ein Kaltpilgerwalzwerk bei nicht aktivierter Bremseinrichtung,
Fig. 3b
die zu Fig. 2a entsprechende Ansicht während aktivierter Bremseinrichtung und
Fig. 4
schematisch die Bremseinrichtung mit einigen Details.
In Fig. 1a und Fig. 1b ist schematisch der Kaltpilgerwalzprozess dargestellt. Er dient zur Fertigung bzw. Umformung eines Rohres 1 mittels eines Kaltpilgerwalzenpaares 3, das in einem nicht dargestellten Walzgerüst gelagert ist. Das zu bearbeitende Rohr 1 ist auf einem Walzdorn 14 geführt. Das Walzgerüst vollzieht während des Walzprozesses eine oszillierende Bewegung, wobei Hubfrequenzen bis zu 300 pro Minute und mehr möglich sind.
Das Rohr 1 wird während des Walzprozesses in Förderrichtung R bewegt. Während des Vorhubs, der in Fig. 1a schematisch skizziert ist, rollt das Kaltpilgerwalzenpaar 3 in Förderrichtung R auf dem Rohr 1 ab; während des Rückhubes, der in Fig. 1b skizziert ist, erfolgt das Abrollen des Walzenpaares 3 auf dem Rohr 1 entgegen Förderrichtung R (s. Pfeile für Drehrichtung und Transiationsrichtung).
Im Rohr 1 können während des Kaltpilgerwalzprozesses erhebliche Massenkräfte infolge Beschleunigung und Verzögerung des Rohres wirksam werden. In Fig. 2 ist beispielhaft für den Fall eines Rohrgewichts von 500 kg die Beschleunigungskraft im Rohr über einen Arbeitszyklus des Kaltpilgerwalzprozesses aufgetragen.
Ein Zyklus dauert im Beispielsfall 200 ms. Die hier auftretenden Kraftspitzen betragen ca. 150 kN.
Zur gezielten Kontrolle des Prozesses auch bei hohen Werten für die Massenkräfte ist die in Fig. 3a und Fig. 3a skizzierte Ausgestaltung vorgesehen.
Das Rohr 1 wird hinter dem Walzgerüst 2 in einen Auslaufbereich 4 gefördert. Während der Phasen eines Zyklus des Kaltpilgerwalzprozesses, in denen sehr hohe Beschleunigungswerte und damit Massenkräfte im Rohr 1 auftreten (s. Fig. 2. von ca. 70 ms bis 140 ms Zykluszeit), wird eine Bremseinrichtung 5 aktiviert. Die Bremseinrichtung 5 ist dabei in einem Abstand a vom Walzgerüst angeordnet. Der Abstand a beträgt bevorzugt mindestens 5 Meter.
Während in Fig. 3a die Bremseinrichtung 5 deaktiviert ist und sich das Rohr 1 folglich relativ zur Bremseinrichtung 5 in Förderrichtung R bewegen kann, ist dies in Fig. 3b nicht der Fall: Die Bremseinrichtung 5 ist hier aktiviert, so dass sie das Rohr 1 klemmt.
Die Bremseinrichtung 5 wird erfindungsgemäß in Abhängigkeit vorgegebener Prozessparameter zeitlich gesteuert aktiviert bzw. deaktiviert.
Beispielsweise kann mittels nicht dargestellter Beschleunigungssensoren festgestellt werden, wie hoch die aktuelle - positive oder negative - Beschleunigung im Rohr 1 ist, so dass Mittel 6 zum zeitlichen Steuern der Bremseinrichtung 5 beim Überschreiten entsprechend vorgegebener Grenzwerte die Bremse 5 aktivieren bzw. sie beim Unterschreiten der Grenzwerte wieder deaktivieren.
Es hat sich gezeigt, dass es allerdings auch ausreichend ist, die Bremseinrichtung 5 über die Mittel 6 während der zweiten Hälfte der Zeit oder des Weges des Vorhubes zu aktivieren; die restliche Zeit des Arbeitszykluses wird die Bremse 5 über die Mittel 6 deaktiviert. Wie in der Fig. 3a bzw. Fig. 3b angedeutet ist, erhalten die Steuer- bzw. Regelmittel 6 dann vom Walzgerüst 2 ein entsprechendes Signal, das zur Ansteuerung der Bremse 5 verwendet wird.
Schematisch ist in Fig. 3a auch angedeutet, dass bei deaktivierter Bremse 5 eine Drehung des Rohres erfolgen kann, wie es beim Kaltpilgerwalzen üblich ist.
In Fig. 4 ist zu sehen, wie die Bremseinrichtung 5 aufgebaut ist. Im skizzierten Falle weist die Bremseinrichtung 5 zwei stempelartige Bremselemente 7 auf, die das Rohr 1 bei Betätigung der Bremse 5 klemmen. Die Bremselemente 7 sind an Zahnstangen angeordnet, die eine Zustellbewegung der Bremselemente 7 senkrecht zur Förderrichtung R ermöglichen. Hierzu ist jeweils ein Zahnrad-Zahnstangen-Getriebe 9 vorgesehen, das von einem Elektromotor 8 angetrieben wird.
Ein Kaltpilgerwalzprozess kann damit wie folgt ablaufen: Bei geöffneter Bremse 5 erfolgt das Vorschieben des Rohres und dessen Drehung. Dann wird die erste Hälfte des Vorhubs bei ebenfalls noch geöffneter Bremse durchgeführt. Die Bremse 5 wird dann geschlossen und die zweite Hälfte des Vorhubs ausgeführt. Die Bremse 5 wird dann wieder geöffnet und der restliche Arbeitszyklus gefahren.
Während des Zeitintervalls, in dem das Rohr 1 durch die Bremseinrichtung 5 gebremst wird, kann kein Rohrabschnitt die Bremseinrichtung 5 in Förderrichtung R passieren, während gleichzeitig durch das Walzgerüst 2 weiter Rohr in Richtung der Bremseinrichtung 5 gefördert wird. Daher ist dafür zu sorgen, dass es aufgrund dessen keine Spannungen im Rohr gibt. In diesem Zusammenhang muss berücksichtigt werden, dass während der Zeit, in der die Bremse 5 geschlossen ist, beispielsweise 50 bis 70 mm Rohr ausgewalzt und in den Auslaufbereich 4 gefördert werden.
Zu diesem Zweck sind Mittel 10 zum Auslenken des Rohres 1 senkrecht zur Förderrichtung vorgesehen. Im vorliegenden Beispiel gemäß den Figuren 3a und 3b bestehen diese Mittel 10 aus einem Führungskanal für das Rohr, der in Förderrichtung R einen wellenförmigen Verlauf aufweist: Die seitlichen Begrenzungsflächen 11 der Mittel 10, also des wellenförmigen Führungskanals, haben einen S-förmigen Verlauf, was mit dem Bezugszeichen 12 in Fig. 3 markiert ist. Dabei sind die Begrenzungen aus kreisbogenförmigen Abschnitten 13 zusammengesetzt.
Wie der Fig. 3a auch entnommen kann, ist die wellenförmige Kontur des Führungskanals so ausgeformt, dass das Rohr bei geöffneter (also deaktivierter) Bremseinrichtung 5 ebenfalls einen leicht wellenförmigen Verlauf nimmt, wenn es den Führungskanal passiert. Dies hat zur Folge, dass bei geschlossener (also aktivierter) Bremseinrichtung 5 und weiterer Förderung von Rohr vom Walzgerüst 2 in den Auslaufbereich 4 die insofern induzierte Wellenform voll ausgebildet wird (vergleiche Fig. 3a mit Fig. 3b), so dass es zu keinen Spannungen im Rohr kommen kann. Aufgrund der speziellen Ausbildung des Führungskanals wird das Rohr bei geschlossener Bremse also "elastisch gespeichert". Der Auslaufbereich 4 zeichnet sich dabei durch eine geringe Baubreite aus.
Ist das Rohr 1 fertig bearbeitet bzw. hergestellt, können die seitlichen Begrenzungsflächen 11 des Führungskanals senkrecht zur Förderrichtung R verfahren werden, was durch die Doppelpfeile in Fig. 3b angedeutet ist. Damit kann die Handhabung des fertigen Rohres 1 erleichtert werden.
Bezugszeichenliste:
1
Rohr
2
Walzgerüst
3
Kaltpilgerwalzenpaar
4
Auslaufbereich
5
Bremseinrichtung
6
Mittel zum zeitlichen Steuern der Bremseinrichtung 5
7
Bremselement
8
Motor
9
Getriebe
10
Mittel zum Auslenken des Rohres 1
11
seitliche Begrenzungsflächen des Mittels 10
12
S-förmiger Förderabschnitt
13
kreisbogenförmiger Abschnitt
14
Walzdorn
R
Förderrichtung des Rohres 1
a
Abstand zwischen Walzgerüst 2 und Bremseinrichtung 5

Claims (18)

  1. Verfahren zum Betreiben eines Kaltpilgerwalzwerks zur Herstellung eines Rohrs (1), bei dem ein in einem hin- und herbewegbaren Walzgerüst (2) gelagertes Kaltpilgerwalzenpaar (3) das herzustellende bzw. zu bearbeitende Rohr (1) während eines Vorhubes und während eines sich an den Vorhub anschließenden Rückhubes walzt, wobei zumindest während des Vorhubes der fertig bearbeitete Teil des Rohres (1) in Förderrichtung (R) des Rohres (1) bewegt wird und wobei der fertig bearbeitete Teil des Rohres (1) in einem Auslaufbereich (4) mittels einer Bremseinrichtung (5) abgebremst wird,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) in Abhängigkeit vorgegebener Prozessparameter zeitlich gesteuert aktiviert und deaktiviert wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) aktiviert wird, wenn im Rohr (1) axiale Verzögerungskräfte auftreten, die über einem vorgegebenen Wert liegen und die Bremseinrichtung (5) deaktiviert wird, wenn die Verzögerungskräfte unter dem vorgegebenen Wert liegen.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) zumindest während eines Teils der Zeit oder des Weges des Vorhubes aktiviert und während des restlichen Arbeitszykluses deaktiviert wird.
  4. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) etwa während der zweiten Hälfte der Zeit des Vorhubes aktiviert wird und während der restlichen Zeit des Vorhubs deaktiviert wird.
  5. Verfahren nach Anspruch 3,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) etwa während der zweiten Hälfte des Weges des Vorhubes aktiviert wird und über den restlichen Weg des Vorhubs deaktiviert wird.
  6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) im aktivierten Zustand so stark betätigt wird, dass es zu keiner Relativbewegung zwischen Rohr (1) und Bremseinrichtung (5) in Förderrichtung (R) des Rohres (1) kommt.
  7. Kaltpilgerwalzwerk zur Herstellung eines Rohrs (1), insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit
    einem sich hin- und herbewegbaren Walzgerüst (2),
    einem Auslaufbereich (4) für das fertige Rohr (1) und
    einer Bremseinrichtung (5) zum Abbremsen des Rohrs (1),
    gekennzeichnet durch,
    Mittel (6) zum zeitlich gesteuerten Betätigen der Bremseinrichtung (5).
  8. Walzwerk nach Anspruch 7,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) mit Abstand (a) vom Walzgerüst (2) im Auslaufbereich (4) angeordnet ist.
  9. Walzwerk nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) mindestens ein Bremselement (7) umfasst, das mittels eines Motors (8), vorzugsweise mittels eines Elektromotors, betätigt werden kann.
  10. Walzwerk nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass zwischen Bremselement (7) und Motor (8) ein Getriebe (9) angeordnet ist.
  11. Walzwerk nach Anspruch 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass das Getriebe (9) ein Zahnrad-Zahnstangen-Getriebe ist.
  12. Walzwerk nach Anspruch 7 oder 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Bremseinrichtung (5) mindestens ein hydraulisch betätigtes Bremselement (7) umfaßt.
  13. Walzwerk nach einem der Ansprüche 7 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass im Auslaufbereich (4) für das fertige Rohr (1) Mittel (10) zum Auslenken des Rohrs (1) senkrecht zur Förderrichtung (R) des Rohres (1) angeordnet sind.
  14. Walzwerk nach Anspruch 13,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zum Auslenken des Rohrs (1) zwischen Walzgerüst (2) und Bremseinrichtung (5) angeordnet sind.
  15. Walzwerk nach Anspruch 13 oder 14,
    dadurch gekennzeichnet, dass die seitlichen Begrenzungsflächen (11) der Mittel (10) zum Auslenken senkrecht zur Förderrichtung (R) des Rohres (1) verfahrbar angeordnet sind.
  16. Walzwerk nach einem der Ansprüche 13 bis 15,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zum Auslenken des Rohrs (1) so ausgebildet sind, dass sie zumindest einen S-förmigen Förderabschnitt (12) im Auslaufbereich (4) bilden.
  17. Walzwerk nach Anspruch 16,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zum Auslenken mindestens zwei im wesentlichen kreisbogenförmige Abschnitte (13) aufweisen, die den Auslaufbereich (4) seitlich begrenzen.
  18. Walzwerk nach einem der Ansprüche 13 bis 17,
    dadurch gekennzeichnet, dass die Mittel (10) zum Auslenken zumindest während des Kaltpilgerprozesses des Rohres (1) eine Förderrinne für das fertige Rohr (1) bilden, die das Rohr (1) zumindest geringfügig von der ideal geraden Form seitlich ablenkt.
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