Die Modernisierung der Durchstoßpresse in den Železiarne Podbrezová hat wesentliche Verbesserungen im gesamten Herstellungsprozess nahtloser Stahlrohre gebracht. Das Forschungs- und Technologieteam konzentrierte sich auf die Erhöhung der Lebensdauer und Präzision der Umformwerkzeuge, die Optimierung der Schmierung und Kühlung sowie auf die Einführung neuer materialtechnischer Lösungen für Dornen und Dornköpfe. Durch entscheidende Innovationen konnte die Exzentrizität und die Anzahl innerer Fehler der Vorformlinge deutlich reduziert werden, was zur höheren Qualität der fertigen Rohre beitrug. Gleichzeitig spiegelte sich die Modernisierung in einer verbesserten Arbeitssicherheit und gesteigerten Produktionseffizienz wider. Insgesamt wurde eine fast 2,5-fache Verlängerung der Lebensdauer der Dornköpfe sowie eine Produktionssteigerung um 80 Tonnen pro Monat erreicht.
00:00Die Produktion von nahtlosen Stahlrohren in den Eisenwerken Potbrezova wurde im Jahr 1978 in der neu errichteten Rohrwalzwerkhalle aufgenommen.
00:20Die erste und zugleich entscheidende Umformungsoperation der Technologie zur Herstellung gewalzter Rohre ist das Lochen der Stahlblöcke auf der Lochpresse.
00:28Heutzutage kann man sagen, dass die Lochpresse das Herzstück des gesamten Walzwerks, ja sogar des gesamten Eisenwerks ist.
00:37Der Ausgangshalbzeug für die Herstellung von nahtlosen Rohren ist ein kontinuierlich gegossener Stahlblock, der aus Stahlschrott im eigenen Stahlwerk hergestellt wird.
00:46Der erhitzte Stahlblock wird in die Lochpresse eingelegt, die ihn zu einem hohlen Rohling umformt.
00:52Das eigentliche Lochen erfolgt durch einen Lochdorn, der durch die Bewegung des oberen Querträgers der Presse allmählich in das Material eindringt und darin eine Höhlung erzeugt.
01:02Das so vorbereitete Material in Form eines dickwandigen Rohlings gelangt auf die Walzstraße, wo es durch eine Abfolge nachfolgender Umformungsoperationen des Walzens in seine endgültige Form als nahtlos gewalzte Röhre gebracht wird.
01:18Eine zentrale Anforderung an die Produktion auf der Lochpresse ist die Einhaltung des technologischen Lochverfahrens.
01:24Diese Anforderung umfasst auch die richtige Schmierung der Umformwerkzeuge der Lochpresse mit einem speziellen Grafitmittel.
01:31Seit dem Produktionsstart der Rohre im Walzwerk bis heute wurde die Anwendung dieses Mittels manuell durchgeführt.
01:38Die Hauptumformwerkzeuge der Lochpresse sind die Matrize und der Dorn.
01:42Der Dorn selbst besteht aus einem Kopf, der die Umformung durchführt, und einem Körper, der den Kopf trägt und die Kraftbewegung des Pressenbalkens auf ihn überträgt.
01:52Von Anfang an bis heute wurden die Köpfe aus Werkzeugstahl der Güte 19-678 mit entsprechender Wärmebehandlung auf eine Endhärte von 34 Rockwell hergestellt.
02:02Da das Material und die Fertigungstechnologie der Köpfe über viele Jahre hinweg nicht innoviert wurden, wiesen die verwendeten Köpfe eine relativ geringe Lebensdauer auf,
02:13wobei die Oberflächenqualität mit zunehmender Anzahl der gefertigten Stücke deutlich abnahm.
02:19Die degradierte Oberfläche des Kopfes hat dabei einen entscheidenden Einfluss auf die Qualität der Innenfläche und die Exzentrizität der Pressteile und somit auch auf die Endqualität der gewalzten Rohre.
02:30Andererseits wurden die Dornenkörper bisher aus gebrauchten Dornstangen hergestellt, die ihren Dienst an der Strangpresse bereits erfüllt hatten.
02:39Diese Stangen hatten bereits tausende von thermischen Umformungszyklen hinter sich, was sich negativ auf ihre endgültigen mechanischen Eigenschaften ausgewirkt hat.
02:47Das Funktionsprinzip der Lochpresse erfordert jedoch eindeutig die Verwendung eines Lochdorns mit maximaler Biegesteifigkeit und damit auch mit den bestmöglichen mechanischen Eigenschaften des verwendeten Körpers.
02:59Ein weiterer wichtiger Qualitätsparameter des Lochdorns als Umformwerkzeug ist die Koaxialität von Körper und Kopf, der bisher nicht genügend Aufmerksamkeit geschenkt wurde.
03:09Auch dieser Faktor könnte negativ zur resultierenden Exzentrizität der fertigen Rohre beigetragen haben.
03:15Im März dieses Jahres wurde auf Initiative des Generaldirektors der Geliziane Potbrezova ein Forschungs- und Technologisches Team gebildet,
03:25das sich aus Mitarbeitern des Produktions- und Technikbereichs, Mitarbeitern der Qualitätsabteilung sowie Vertretern der eigenen Forschungs- und Entwicklungsorganisation zusammensetzt.
03:34Die Aufgabe des Teams unter der Leitung des Generaldirektors bestand darin, alle genannten technologischen Probleme zu lösen,
03:41insbesondere die Lebensdauer der Köpfe und die damit verbundene Qualität der fertigen Rohre.
03:47Das Ergebnis der Arbeit des Direktorenteams war die Entscheidung,
03:52technologische Versuche des Durchstoßens mit Köpfen aus dem ursprünglichen Material 19.678 durchzuführen,
04:00jedoch wärmebehandelt auf eine höhere Härte von bis zu 44 Rockwell.
04:04Eine neue, bisher nicht umgesetzte Maßnahme zur Erhöhung der Lebensdauer der Köpfe
04:09war die Entscheidung, abgenutzte Köpfe zu renovieren und sie erneut in den Durchstoßzyklus einzusetzen.
04:14Für die nächste Phase dieses Teils der Forschung wurde Material zur Herstellung von Köpfen aus den Qualitäten 19.720 und 19.740 angeschafft,
04:24von denen eine weitere Verbesserung der Lebensdauer erwartet wird.
04:28Nach der Auswertung der Tests aller drei Materialtypen wird der Kopf aus dem Material mit den besten Testergebnissen in die Endproduktion eingeführt.
04:36Eine weitere getroffene Maßnahme war die Herstellung von Körpern aus neun Dornstäben,
04:40die während des Pressvorgangs eine deutlich höhere Steifigkeit des Stanzdorns gewährleisteten.
04:45Darüber hinaus wurde eine Kontrollmessung der Form des Körpers und der Oberflächenqualität des Kopfes jedes Stanzdorns
04:52nach dem Ausbau aus der Presse eingeführt.
04:54Nur die Körper und Köpfe, die den strengen Bewertungskriterien entsprechen,
04:58werden wieder in die Produktion eingesetzt, entweder direkt oder im Fall der Köpfe nach einer Renovierung.
05:03Eine Neuerung im Vergleich zur Vergangenheit ist auch die neue Technologie zur Befestigung des Kopfes am Dornkörper,
05:10bei der durch die Anpassung des bestehenden Gewindeherstellungsverfahrens
05:14das Risiko einer Nichtfluchtung von Körper und Kopf am fertigen Dorn erheblich verringert werden konnte.
05:20Neben der Lösung der materialbezogenen Aspekte der Stanztechnologie
05:24wurden dem Lösungsteam zwei zentrale Innovationsaufgaben gestellt.
05:27Erstens die automatische Schmierung des Kopfes des Stanzdorns mit dem verwendeten Grafitmittel,
05:33wodurch die anstrengende und monotone Arbeitsaufgabe der Pressenbediener entfällt.
05:38Zweitens die Optimierung der Kühlung des Dornkopfes mit einem regulierten Durchfluss von Kühlwasser.
05:43Das automatische Dosiersystem für das Grafit-Schmiermittel wurde in zwei Prototypen
05:48mit zwei unterschiedlichen Methoden zur Aufbringung des Schmiermittels
05:52auf die Oberfläche des zu stanzenden Blocks entwickelt und getestet,
05:56einer mechanischen und einer pneumatischen.
05:59Im ersten Fall haben wir beim Entwurf und Testen erfolgreich den 3D-Druck von Bauteilen genutzt.
06:04Der zweite Typ hat sich besser bewährt und ist derzeit bereits seit einem Monat
06:08ununterbrochen und störungsfrei im Einsatz.
06:11In der ersten Phase wurde der Dosierer manuell gesteuert.
06:14In der zweiten Phase entwickelten unsere Techniker eine automatische Dosierung
06:18auf Grundlage der Positions- und Druckdaten der Stanzpresse.
06:22Anschließend gingen wir zur Optimierung der Kühlung des Kopfes über.
06:26Wir haben eine Langzeitmessung der Kopftemperatur nach dem Stanzen jedes einzelnen Werkstücks
06:31mit einem berührungslosen Thermovisionssystem gestartet,
06:35wobei gleichzeitig der aktuelle Durchfluss des Kühlwassers aufgezeichnet wurde.
06:40Ziel der Messungen ist es, geeignete Wasserdurchflüsse zu finden,
06:43um eine optimale Kopftemperatur ohne Überhitzung bei möglichst geringem Kühlwasserdurchfluss sicherzustellen
06:49und zwar für alle Längen des gestanzten Materials.
06:52Nach drei Monaten Arbeit des Lösungsteams und technologischen Stanzversuchen
06:57mit all den genannten Anpassungen und Innovationen können wir feststellen,
07:01dass wir alle genannten Probleme gelöst und damit das technologische Niveau des Stanzens
07:05in Bezug auf die Lebensdauer der Umformwerkzeuge, den Automatisierungsgrad,
07:10die Arbeitssicherheit und den Gesundheitsschutz, die Oberflächenqualität und die Exzentrizität der Stanzteile
07:16sowie damit auch die Endqualität der fertigen Rohre deutlich verbessert haben.
07:21In Zahlen ausgedrückt haben wir durch die Reduzierung ungeplanter Dornwechsel um 16
07:26eine Gesamteinsparung von 166 Minuten reiner Arbeitszeit erreicht,
07:31was zu einer Steigerung der monatlichen Produktion von gewalzten Rohren um 80 Tonnen geführt hat.
07:37Das Auftreten von inneren Fehlern ist von 1,8% auf 0,9% gesunken
07:43und die Exzentrizität von 5,2% auf 4,7%.
07:48Das Hauptziel, die Erhöhung der Lebensdauer der Köpfe, wurde erreicht
07:53und zwar mit einer erheblichen, fast zweieinhalbfachen Steigerung der Lebensdauer.
07:57und zwar mit einer erheblichen, fast zweieinhalbfachen Steigerung der Lebensdauer.
08:03Und zwar mit einer erheblichen, fast zweieinhalbfachen Steigerung der Lebensdauer.
08:07nicht mehr und auch mit einer erheblichen, fast zweieinhalbfachen Steigerung der Lebensdauer.
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