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Die Operationen, mit denen ein Halbzeug zum Lochen vorbereitet wird, bestehen in der Sicherstellung einer guten Außenoberfläche, einer gewünschten Ablänge oder einer Messlänge oder einer für mehrere Halbzeuge versehenen Länge und eines qualitätsgerechten Zentrierbohrens des Vorderendes eines Stahlstabs.
Eine qualitative Vorbereitung eines Stahlstabs zum Lochen wirkt sich auf die Staboberfläche (Außen- und Innenoberfläche), auf die Stärkenabweichungen seiner Wände und auf die Krümmung positiv aus.
Zu diesen Ausrüstungsarten gehören unterschiedliche Schneidwerkzeuge, wie Schere (Scherschneiden mit Versatz, Abbrechen der kalten Halbzeuge, Schneiden mit Trennkreissäge u. a.), die Werkzeuge zum Zentrierbohren von Halbzeugen, die Erwärmungsöfen (Ringöfen, Telleröfen, Durchgangsöfen mit mehreren Sektionen, Hubbalkenöfen). Diesen Ausrüstungsarten kann man auch die zum Lochen des Stahlstabs zu einem Rohr-Rohling geeigneten Werkzeuge zuschreiben.
Auf der Oberfläche der zum Walzen von Rohren vorgesehenen Halbzeuge können Defekte aus einer vorherigen Bearbeitungsoperation auftreten. Die Oberflächendefekte der Halbzeuge können sein:
Der Anteil der Defekte aus der Walzproduktion beträgt 20-30%. Sie befinden sich in der Regel unter Zunder. Um diese Defekte festzustellen, geht man so vor: 1 – visuelle Betrachtung; 2 - Durchflutungsprüfverfahren, Lumineszenzverfahren, Farbeindringprüfung, elektrische Induktionsmethode. Die einfachste und am meisten verbreitete Prüfmethode ist eine Sichtkontrolle, dafür ist aber die Entzunderung erforderlich. Die Sichtkontrolle ist ein ziemlich aufwändiges Verfahren.
Die Entzunderung erfolgt durch Beizen mit den Säurelösungen (Gemisch aus Säuren); durch eine Sand- und Strahlbearbeitung; mit Metallbürsten (Nadel- und Fräsbearbeitung). Zur Sichtkontrolle wird mit einem Schleifstein „schlangenförmig“ nicht tief geputzt oder abgegratet, dabei werden die Längs-, Querrisse und Haarrisse festgestellt.
Bei der Vorbereitung des Halbzeuges zum Walzen tauchen mehr Probleme auf, weil die Oberfläche durch Defekte im Vergleich zu den anderen Rohlingen mehr beschädigt ist. Hier werden Defekte von der Oberfläche vor dem Lochen oder von der Oberfläche der fertigen Rohre ohne vorläufige Behandlung beseitigt.
Nach dem ersten Verfahren werden die abgekühlten Gussblöcke gesäubert, bevor sie in den Wärmeofen eingelegt werden. Dieses Verfahren ist für die Prüfung der Oberflächen mit hohen Anforderungen zweckmäßig (zum Beispiel, beim Walzen der Rohre aus den legierten Stählen).
Das zweite Verfahren findet bei einem heißen Ofeneinsatz seine Anwendung, wenn in den Ofen bereits die heißen Halbzeuge eingesetzt werden.
Der Vorteil des ersten Verfahrens besteht in Folgendem:
In der Praxis kommen die Methoden zur Beseitigung von Defekten zum Einsatz, die in zwei Etappen durchgeführt werden:
Auf solche Art erreicht man eine maximale Oberflächensauberkeit des Fertigproduktes.
Zulässige Tiefen eines etwa vorhandenen Defektes, der repariert werden kann, sind in der Tabelle1 aufgeführt.
Tabelle 1. Tiefen der vorhandenen Defekte auf den Gussblöcken.
| Durchmesser eines Gussblocks, mm | Tiefe des Defektes, mm |
|---|---|
| 345/330 | 30 |
| 385/370 | 30-35 |
| 450/435 | 35-45 |
| 547/531 | 90-40 |
| 615/600 | 90-45 |
Unter der Reinigung von Oberflächendefekte versteht man eine Gesamtreinigung und eine wahlweise Reinigung. Bei einer Gesamtreinigung wird die Außenmetallschicht abgezogen. Diese Methode wird eingesetzt, wenn es auf der Oberfläche von einem Gussblock, einer Bramme, eines Halbzeuges mehrere Defekte gibt. Eine wahlweise Reinigung (lokale Reinigung) kommt zum Einsatz, wenn die Defekte auf der Metalloberfläche nur teilweise auftreten. Der Metallverbrauch ist bei solcher Reinigung kleiner, als bei einer Gesamtreinigung.
Die Gesamtreinigung von Defekten erfolgt mit einem Flammstrahlen, mit Schleifen und auf den Flämm-Maschinen mittels Brenner, auf den Blockhobelmaschinen, den Wellenschälmaschinen und den Fräsmaschinen.
Die lokalen Oberflächendefekte werden flammgestrahlt, mit einem manuellen Brenner beseitigt, auf einer Pendelschleifmaschine weggeschliffen, mit einem manuellen Druckluftmeißel ausgeschnitten.
Manchmal werden die kombinierten Verfahren zur Beseitigung von Defekten verwendet. Bei der Auswahl einer Methode zur Oberflächenverbesserung von Gussblöcken, Halbzeugen oder Fertigrohren geht man von einem Beschädigungsgrad der defekten Oberfläche (der Verbreitungsfläche und der Tiefe von Defekten), von einem Fehlerart, den Kenndaten der zu reinigenden Gussblöcke aus. Dabei werden auch folgende Daten des zu bearbeitenden Metalls berücksichtigt, wie Querschnittsabmessungen, physikalische Eigenschaften des zu bearbeitenden Materials, Zweckbestimmung des Fertigproduktes und nachfolgende Bearbeitung oder die Behandlung.
Bei der Auswahl der Methoden zur Beseitigung von Oberflächendefekten werden folgende Faktoren in Betracht gezogen:
Das Flammstrahlen gehört zu den am meisten verbreiteten Methoden zur Beseitigung von Oberflächendefekten. Dieses Verfahren kommt für die Beseitigung der lokalen Defekte und der gesamten Oberflächendefekte des Walzgutes zum Einsatz. Das Flammstrahlen des Materials basiert auf einer Fähigkeit des Eisens, sich im Sauerstoffstrahl bei einer bestimmten Temperatur zu entflammen, die eine Schmelztemperatur unterschreitet.
Die einer Reinigung unterliegende Stelle wird mit einer Flamme von einem Gas-Sauerstoffgemisch bis 1050 °С vorgewärmt, weiterhin wird der Sauerstoffstrahl entlang der Oberfläche des Metallerzeugnisses zugeführt. Unter der Einwirkung des Sauerstoffstrahls verbrennt sich die Oberflächenschicht des Materials, und die defekten Lagen werden entfernt. Beim Verbrennen des Stahls wird viel Wärme ausgeschieden, die zusammen mit der Wärme der Flamme die Verbrennung des Materials beschleunigt und den Verbrennungsablauf kontinuierlich führen lässt. Die Oberflächenschicht verbrennt so schnell, dass die dadurch entstehende Wärme die Änderung des Stahlgefüges und dessen mechanischen Eigenschaften nicht veranlasst. Eine mögliche Verschweissung von kleinen Defekten und eine Gefahr der Oberflächenentkohlung werden ausgeschlossen.
Das Flammenstrahlen wird für die Gussblöcke und kontinuierlich gegossene Halbzeuge eingesetzt. Die Wirkung des Flammenstrahlens ist effektiver, als andere Verfahren. Dem Flammenstrahlen unterliegen die Erzeugnisse aus beruhigten, niedrig- und mittellegierten Stählen.
Die Reinigung mit den Schleifscheiben findet in der Beseitigung der Oberflächendefekte eines Halbzeuges aus legierten und hochlegierten Stählen eine breite Anwendung. Das Schleifen des Walzgutes und des Gussblocks mit den Schleifscheiben ist eine teure Sache, findet jedoch in der Metallurgie eine breite Anwendung.
Die Reinigung mittels Schleifen ist eine Art von Metallschneiden. Das Schneidwerkzeug (Schleifscheibe) besteht aus harten Schleifkörnern, die durch ein Verbundmittel zementiert sind. Die mit Schleif- und Trennscheiben auszuführenden Schneidoperationen ähneln das Fräsen. Die Schleifkörner wirken genauso wie die Fräszähne. Die Anzahl von Schleifkörnern übersteigt die Anzahl der Fräszähne wesentlich. Die Kanten der Schleifkörner sind gegensinnig angebracht, weisen keinen günstigen Schneidwinkel auf. Nur ein kleiner Teil von Schleifkörnern schneidet das Metall, ein größter Teil schubbert sich an das Metall und schabt es ab. Die kennzeichnende Besonderheit der Schleifprozesse ist eine starke Wärmeentwicklung.
Die effektive Wirkung der Schleifprozesse ist durch folgende Faktoren bedingt: die Eigenschaften der Schleifscheibe, die Schneidgeschwindigkeit, d.h. die Umlaufgeschwindigkeit der Schleifscheibe, die Härte, die Viskosität, die Anzahl der Defekte und die Fehlerart am zu bearbeitenden Metall. Zum Abschleifen der Gesamtoberfläche werden die feststehenden Schrubb- und Schleifmaschinen verwendet.
Reinigung auf den Zerspanungsmaschinen. Diese Operation wird mittels Drehen und Fräsen ausgeführt. Mit diesem Verfahren schützt man Gussblöcke, kontinuierlich gegossene Halbzeuge, Fertigrohre aus den hochlegierten Stählen und die Rohr-Rohlinge aus anderen Stählen für Sonderanwendungen, zum Beispiel, wenn die Oberfläche durch die Defekte stark beschädigt oder teilweise beschädigt ist oder wenn es tiefliegende Fehler in den Gussblöcken und in den Halbzeugen gibt.
Ein besonders zuverlässiges Verfahren zur Beseitigung von Defekten auf einem Gussblock oder auf einem kontinuierlich gegossenen Halbzeug ist ein Gesamtabdrehen ihrer Oberfläche, bei dem die Oberschicht vollständig abgezogen wird.
Das Blankschleifen kommt bei der Beseitigung von einer großen Menge von Defekten von der Oberfläche der Gussblöcke und der Halbzeuge aus allen Stahlsorten, aus den Stählen mit einem hohen Gehalt von Cr, Ni, Ti und Al. Beim Blankschleifen der Gussblockoberfläche, unabhängig von der Masse des Gussblocks und der Stahlsorte, gehen von 5 bis 18 % des Metalls verloren, beim Blankschleifen eines runden Halbzeuges gehen von 12 bis 25 % des Metalls verloren. Für das Blankschleifen eignen sich die Gussblöcke mit einer Masse von 0,2 – 5 t sowohl runder, als auch quadratischer Form.
Das Blankschleifen von quadratischen Gussblöcken erfolgt auf den speziellen Maschinen mit einem oder direkt mit zwei Drehmeißeln, die runden Gussblöcke werden auf den normalen oder speziellen Drehmaschinen mit einer höheren Leistung bearbeitet. Das Blankschleifen von viereckigen Gussblöcken mit einem kleinen Rundungshalbmesser an den Ecken ist besser auf den Maschinen mit einem verschiebbaren Support durchzuführen. Das verlängert die Standzeit eines Drehmeißels und gewährleistet eine optimale Drehleistung. Die Auslegung von solchen Drehmaschinen ermöglicht das Schleifen der Gussblöcke mit einem konstanten Zerspanungswinkel. Das ist dadurch möglich, dass die Drehmeißelhalter die hin- und hergehenden Bewegungen während des Betriebes (durch das Schwenkmechanismus der Drehmeißel und der Schablone auf den Maschinensupport) machen. Beim Blankschleifen der Gussblöcke beträgt die Spantiefe von 2 bis 20 mm und mehr, in Abhängigkeit von der Tiefe des Defektes.
Das Schleifen von Rohr-Rohlingen und von Baueisen runder Form erfolgt auf den speziellen Schruppdrehbänken, auf den Leitspindeldrehmaschinen. Gewalzte und geschmiedete Halbzeuge, die auf Drehmaschinen bearbeitet werden sollen, haben den folgenden Anforderungen zu entsprechen:
Nach dem Schleifen werden die runden Halbzeuge auf die Durchmessertoleranzen geprüft:
Das Fräsen dient zur Beseitigung von einzelnen lokalen, tief liegenden Defekten eines Halbzeuges; manchmal wird auf der Fräsmaschine die ganze Fläche von Halbzeugen blankgeschliffen. Zum Fräsen der Halbzeuge dienen spezielle Fräsmaschinen.
Die einzelnen, tief liegenden Defekte werden bei den Halbzeigen aus den legierten Stählen, ausschließlich der Halbzeuge aus besonders harten Werkzeugsstählen, auf den Fräsmaschinen behoben. Einige Stahlsorten, deren Härte nach Brinell 241 Einheiten übersteigt, und einem Durchmesser des bleibenden Eindrucks von 3,9 mm entspricht, empfehlen sich für eine Bearbeitung auf diesen Fräsmaschinen nicht.
Die Tiefe einer zu entfernenden Schicht beträgt bei der Bearbeitung auf einer Fräsmaschine von 10 bis 15 mm, darin besteht ihr Vorteil im Vergleich zum pneumatischen Ausstanzen (Ausschneiden). Manchmal wird auf der Fräsmaschine die ganze Metallfläche von dem Halbzeug blankgeschliffen, aber nützlichere Anwendung finden die Fräsmaschinen in der Behebung von Schäden.
Warmfräsen. Dieses Verfahren besteht in der Reparatur von heißen Gussblöcken auf den Fräsmaschinen.
Beim Fräsen von heißen Gussblöcken gibt es eine Reihe von Vorteilen:
Die lokalen Oberflächenfehler werden durch ein flaches Ausschneiden mit pneumatischen Meißeln behoben, mit einem Schleifstein ausgeschliffen, mit Azetylen-Sauerstoff-Flamme weggebrannt. Die Tiefe der Ausnehmungen darf 5 % des Durchmessers eines Halbzeuges nicht überschreiten; die Lage der Ausnehmung wird mit einem maximalen Verhältnis der Breite zur Tiefe ermittelt (die Breite soll auf das 6-fache die Tiefe überschreiten).
Das Ausschneiden mit einem pneumatischen Hammer, in dem das Arbeitswerkzeug ein Meißel ist. Im Vergleich zu dem traditionellen Schneiden auf den Dreh-, Hobel- und Fräsmaschinen, in denen der Meißel stufenlos in das Metall eindringt, geht hier der Meißel in das Metall zeitweise ein. Der Amboßkern schlägt an die Stirnseite des Meißels und macht dabei abhängig vom Hammelbautyp 800-1900 Schläge pro Minute.
Die Leistung dieses Ausschneidens wird von einigen Faktoren beeinflusst: von einem Bautyp (Leistung) und einer Bauart des pneumatischen Hammers, dem Zustand des Wechselschnittwerkzeuges (des Meißels), dem Druck der Druckluft, den mechanischen Eigenschaften und dem Zustand der zu schützenden Metalloberfläche. Das Ausschneiden mit einem pneumatischen Werkzeug ist ein aufwändiger Vorgang und ist nicht leistungsfähig. Derzeit wird er durch eine Fräsbearbeitung einzelner lokaler Defekte der Gussblöcke und der Halbzeuge auf den Fräsmaschinen ersetzt.
Das Teilen von Stranggussknüppeln oder Ausgangshalbzeugen (eines kontinuierlich gegossenen Halbzeuges oder eines Stranggussknüppels) auf die Messlängen oder auf die gewünschten Einsatzblocklängen ist eine verantwortliche Operation, die den Materialverbrauch, den Arbeitsaufwand dieser Prozesse und die Qualität des abgeschnittenen Endes bestimmt.
Zu den Hauptfaktoren, die für die Qualität der Kopfseite an einem abgeschnittenen Halbzeug wichtig sind, gehören: Unrundheit, Schieflage zur Achse des Halbzeuges, Rauheit der Oberfläche, Gratfreiheit.
Mögliche Verfahren zum Teilen oder zum Schneiden der Halbzeuge sind:
Am meisten kommen in der Rohrerzeugung das Scherschneiden mit Versatz für kalte, warme und heiße Erzeugnisse, das Abbrechen der kalten Halbzeuge, das Schneiden mit Hartmetallsägen für kalte und heiße Blöcke, das Trennen mit Acetylenbrennern und Plasmabrennern zum Einsatz.
Der Stranggussknüppel aus C-Stahl mit einem Durchmesser von 140 Millimeter wird mittels einer Knüppelschere (Kurbelschere) auf die gewünschten Einsatzblocklängen im kalten Zustand geteilt. Die Erwärmung über 650 °С ermöglicht das Trennen der Blöcke mit einem maximalen Durchmesser von 180 mm mit diesem Verfahren.
Die runden kalten Stranggussknüppel aus C-Stahl und aus dem legierten Stahl mit einem Durchmesser von 150-200 mm werden auf der hydraulischen Presse geteilt, es wird vorläufig eine Einkerbung mit einer Tiefe von 20 mm und einer Länge 60-90 mm gemacht. Es wird mit einem Acetylenbrenner oder einem Plasmabrenner eingekerbt.
Die runden und quadratischen, kalten oder heißen Stranggussknüppel aus dem hochlegierten Stahl und mit einem maximalen Durchmesser von 250 mm werden abgesägt. Vor dem Einsatz in den Ofen werden die Ausgangshalbzeuge in die Messlängen oder auf die gewünschten Einsatzblocklängen geteilt. Im letzten Fall werden die Halbzeuge im heißen Zustand vor dem Zentrierbohren und vor dem Lochen endgültig geteilt. Die Messlängen werden durch die Abmessungen des Fertigrohres festgelegt.
Die Vertiefung oder das Zentrierbohren auf der Stirnseite der Luppen verbessert die Aufnahme und reduziert die Abweichungen der Wanddicke am vorderen Ende. Durch die Zentrierung passt die Dornstange genau in die Mitte eines Stahlstabs darein.
Die Hauptfaktoren für die Qualität des Zentrierbohrens sind die Abweichungen der Wanddicke, die Form und die Tiefe der Zentriervertiefung.
Die Form der Stirnseite des Halbzeuges, die Unrundheit, die Rechtwinkligkeit beeinflussen die Qualität des Zentrierbohrens. Selbst ein qualitativ hochwertiges Rohrhalbzeug oder Stahlstab, weist eine bestimmte Unrundheit auf.
Das Mittenloch kann auf dem kalten Halbzeug gebohrt, mit der Azetylenflamme aufgebrannt oder mit einem Stempel 35 mm tief und mit einem maximalen Durchmesser von 30 mm warmgepresst werden.
Bei diesem Vorgang soll das Halbzeug vor dem Lochen gleichmäßig über die ganze Länge und den Querschnitt erwärmt werden. Es ist bekannt, dass durch ein ungleichmäßiges Durchwärmen des Halbzeuges über seinen Querschnitt unbedingt eine Abweichung der Wanddicke entsteht. Eine ungleichmäßige Temperaturverteilung über die Länge des Halbzeuges führt zu einer Abweichung der Wanddicke und erschwert das Lochen. Der Heizmodus beeinflusst auch die Qualität des Fertigrohres, den Zustand von Rohroberflächen, mechanische und technologische Eigenschaften.
Vor dem Walzen werden die Halbzeuge in den Öfen erwärmt:
Ringöfen: das Material wird beim diskontinierlichen Drehen des Herdes um 320-340° erwärmt. Nach dem Anhalten des Herdes werden die erwärmten Halbzeuge mit den Zangen ausgezogen und die neuen Halbzeuge werden eingesetzt. Die Länge des Halbzeuges bestimmt die Art der Beschickung des Ringofens mit den Halbzeugen:
Sektionsöfen: die Erwärmung findet hier intensiv statt. Der Ofen kann bis 50 Durchgangssektionen plus Haltezonen besitzen. Zwischen den Sektionen sind die Rollen angeordnet, die die langen Halbzeuge im Ofen transportieren und gleichzeitig rotieren. Die Erwärmung erfolgt dank einer hohen Temperatur von 1400-1500 °С und gleichmäßiger Wärmeverteilung von allen Seiten sehr schnell. Den Nachteilen der Sektionsöfen kann man zuschreiben:
Hubbalkenofen. Bei dieser Konstruktion wird die Länge der zu erwärmenden Rohre durch die Bodenbreite begrenzt. Die Durchgangsöfen (Sektionsöfen, Induktionsöfen) begrenzen die Rohrlängen nicht. Die Induktionsöfen sind Öfen, mit denen Metalle mit Hilfe induktiver Erwärmung erwärmt werden, sie haben kompakte Abmessungen, sind umweltfreundlich. Nachteile der Induktionsöfen sind folgende:
Die quantitativen Kenndaten des Halbzeuges bestimmen die Auswahl eines Lochverfahrens. Die Hauptfaktoren sind:
Die ersten Versuche mit einer Technologie zur Erzeugung nahtloser Rohre haben Gebrüder Mannesmann gemacht. Den Erfindern hat es 1886 gelungen, auf der Versuchsschrägwalze aus einem massiven Stahlblock einen einwandfreien Hohlkörper herzustellen.
Einfluss des Walzwerkes auf die Wanddickenabweichung der Rohr-Rohlinge. Wenn ein Walzwerk „neutral“ ist (Pilgerwalzwerk, Rohrstoßbank-Anlagen mit Walzwerken), dann empfiehlt es sich, ein Lochwalzwerk mit Zweiwalzen-Walzgerüsten einzusetzen, da mit dieser Anlage die Rohrluppen mit kleineren Wanddickenabweichungen erzeugt werden können. Der Einsatz von Lochwalzwerken mit Dreiwalzen-Walzgerüsten (das Asselwalzwerk) ermöglicht die Reduzierung der Wanddickenabweichungen.
Qualität der Halbzeuge. Bei einer guten Qualität von Halbzeugen kommen die Lochwalzwerke mit Zweiwalzen-Walzgerüsten zum Einsatz, bei einer schlechteren Qualität von Halbzeugen kommen die Lochwalzwerke mit Dreiwalzen-Walzgerüsten zum Einsatz.
Die Stahlstangen, die in einem Lochwalzwerk mit Zweiwalzen-Walzgerüsten gewalzt wurden, unterscheiden sich von den Stahlstangen in der Wanddickentoleranz, die in einem Lochwalzwerk mit Dreiwalzen-Walzgerüsten gewalzt wurden. Hier spielen die Unterschiede im Spannungs- und Deformationszustand der Stahlstangen beim Lochen eine wesentliche Rolle.
Die vollen Halbzeuge (Stahlstäbe) werden im Allgemeinen auf der Ausrüstung der Schrägwalzwerke gelocht. Die gewalzten Halbzeuge sind teuer und das Lochen dieser Halbzeuge ist nicht effektiv. Früher gab es keine Möglichkeit, anstatt gewalzte Halbzeuge die kontinuierlich gegossenen Blöcke einzusetzen, weil die runden hoch qualitativen Gussblöcke in den 70-80-er Jahren des 20. Jahrhunderts nicht herzustellen waren. Das war mit einer spezifischen Kristallisation des Metalls in der Kühlphase verbunden. Seit 10-15 Jahren erzeugt man im Ausland die kontinuierlich gegossenen quadratischen Gussblöcke zur Erzeugung der Nahtlosrohre aus Stahl. Sie sind preiswert, weisen gute Qualität durch eine spezifische Gießtechnologie und den Kristallisationsablauf des Stahls auf. Der Einsatz von kontinuierlich gegossenen quadratischen Gussblöcken ist durch die Entwicklung und die nachfolgende Umsetzung des Lochens in den Press- und Walzwerken möglich geworden.
In 70-er Jahren des XX. Jahrhunderts wurde Italien zur Erfinderin des Lochens in den Press- und Walzwerken, die zur Erzeugung von Rohrluppen aus den kontinuierlich gegossenen quadratischen Gussblöcken geeignet waren. Dieser Vorgang besteht daraus, dass der Kern aufgelockert und dann über einen Dorn in einem runden Kaliber gewalzt wird.
Die Erfinder dieses Verfahrens zählen folgende Vorteile auf:
Die Nachteile dieses Verfahrens sind:
Beim Lochen von quadratischen Halbzeugen werden im Metall die Druckbeanspruchungen erzeugt. Bei einem kleineren Ziehwert (max. 1,2) hat es einen positiven Einfluss auf den Prozessablauf und die Erreichung von guten Qualitätswerten der Rohrluppen.
Die Versuchs- und Untersuchungsarbeiten im Ausland haben gezeigt, dass der plastische Metallfluss beim Lochen in einem Press- und Walzwerk nicht nur entlang des Halbzeuges, sondern auch in seiner Querrichtung geführt wird.
Das Metall bewegt sich in einer Verformungszone, die Kanten des Quadrats werden durch Walzenkaliber gestaucht. Der Lochdorn erzeugt im Kern des Halbzeuges einen Hohlblock, der dann über die Dornstange gewalzt wird. Die Metallaußenschichten bewegen sich aktiv in Richtung des zwischen den Walzen gebildeten Kalibers und danach zur Mitte des Halbzeuges. Bei der Innenfläche des Halbzeuges wird der Metallfluss in Gegenrichtung geführt. Da sich der Spalt von 1 mm und mehr zwischen der Dornstange und dem Halbzeug bildet, wird der Innendurchmesser des Halbzeuges (des Stahlstabs) nach dem Lochen kleiner als der Durchmesser der Lochstange.
Wie bereits oben erwähnt wurde, erfolgt die Metallverformung beim Lochen von quadratischen Halbzeugen im Bereich der Metallinnenschichten. Dabei verändert sich das Gefüge des Gussblocks, vorzugsweise in seinem Axialbereich. Die Anzahl an Defekten (Rissen, Schalen) verringert sich wesentlich.
Die Kurve eines Metallflusses und der Verteilung des Ziehwertes in der Verformungszone während des Lochens wurde wissenschaftlich untersucht. Gelocht wurde dabei ein quadratisches kontinuierlich gegossenes Halbzeug. Eine Seite des quadratischen Halbzeuges beträgt 245 mm. Man hat eine Grafik mit einem Kurvenverlauf des Querschnitts S eines Halbzeuges erstellt. Während der Versuche hatte die erzeugte Rohrluppe einen Außendurchmesser von 298 mm und einen Innendurchmesser von 146 mm.
Am Anfang des Prozesses wird das Metall vor der Dornspitze gastaucht und die Fläche des Querschnitts des Halbzeuges um 5,7 % vergrößert. Anschließend wird dieser Querschnitt um 20,6 % reduziert.
Die tatsächliche Umformung einer erzeugten Rohrluppe ist um 12,7 % größer geworden, im Vergleich zum ursprünglichen Block.
Die Ergebnisse der metallographischen Analyse von in den Lochpress- Walzwerken erzeugten Rohrluppen zeigen, dass das Metall auf der Oberfläche der Luppe besser verformt wird, wo die Körnigkeit des Metallgefüges fein ist. In der Mitte der Luppe ist das Gefüge großkörnig. Die Luppen aus diesem Walzwerk weisen eine Unrundheit von weniger als 15% auf.
Die Ausrüstung von press-piercing rolling mill / Lochpressen-Walzwerken ist eine leistungsstarke Ausrüstung. Die Rohrerzeugung, die mit dem Lochen beginnt, kann bis zu einem fertigen Produkt nur mit einer einzigen Erwärmung des Halbzeuges (vor dem Lochen) erfolgen. Die Geschwindigkeit des anschließenden Walzens wird dabei erhöht und der Zeitaufwand für die Beförderung der Luppen zwischen den Produktionsschritten wird dadurch reduziert.
Auf diesen Linien werden die Rohr-Rohlinge mit einer dicken Wand mit einem Verhältnis D/S = 4-5 erzeugt. Dann wird es mit einer hydraulischen Lochpresse zum Hohlblock mit Boden weiter gepresst und anschließend werden die Wände und der Boden beim Elongieren in mehreren Schritten ausgewalzt.
Dieses Verfahren kommt bei der Erzeugung von Rohren mittels Pressen und in den Pilgerschrägwalzwerken und in den Walzwerken mit Stoßbänken zum Einsatz, wo die Gussblöcke und kontinuierlich gegossene Halbzeuge bearbeitet werden. Nach dem Presslochen folgt in der Regel das Auswalzen in den Schrägwalzwerken.
Es gibt folgende Möglichkeiten für das Lochen mit Pressen:
Stahlindustrie
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