FR2553012A1 - Method for controlling the lubrication conditions of a mandrel of a pilgrim step rolling mill (pilger mill) and device for implementing this method - Google Patents

Method for controlling the lubrication conditions of a mandrel of a pilgrim step rolling mill (pilger mill) and device for implementing this method Download PDF

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Abstract

The method and the device according to the invention relate to the cold rolling of tubes using a pilgrim step rolling mill (pilger mill). The method consists in improving the cooling of the rolling surface 20 of the mandrel 19 by introducing a highly pressurised fluid into the annular space between the mandrel and the tube 21 during rolling. Passage means 23, 31 make it possible to ensure the arrival and the departure of the fluid through the mandrel and sealing means 26, 29 make it possible to control the course of the fluid. The method applies in particular to the rolling of tubes with large cross-sections, for example made from steel, with high reduction rates.

Description

PROCEDE DE CONTROLE DES CONDITIONS DE LUBRIFICATION DU MANDRIN D'UN LEII.NOIR A PAS DE PELERIN ET DISPOSITIF POUR LA MISE EN OEUVRE DE CE PROCEDE. PROCESS FOR CONTROLLING THE LUBRICATION CONDITIONS OF THE MANDREL OF A LEII.NOIR WITH NO PILGRIM AND DEVICE FOR CARRYING OUT THIS PROCESS.

Le procédé qui fait l'objet de l'invention concerne le contrôle des conditions de température et de lubrification qui règnent dans la zone de travail d'un laminoir à tubes à pas de pèlerin à froid.The process which is the subject of the invention relates to the control of the temperature and lubrication conditions which prevail in the working area of a cold-pilgrim tube rolling mill.

I1 est connu que la déformation très importante que subit le tube au cours de son laminage entre le mandrin et les gorges des cylindres d'un laminoir de ce type entraine un échauffement très important de ce tube qui se transmet au mandrin. Afin de limiter cet échauffement, il est connu d'arroser extérieurement le tube au moyen d'un lubrifiant qui joue en même temps le rôle de fluide de refroidissement. I1 is known that the very significant deformation that the tube undergoes during its rolling between the mandrel and the grooves of the cylinders of a rolling mill of this type causes a very significant heating of this tube which is transmitted to the mandrel. In order to limit this overheating, it is known to spray the tube externally by means of a lubricant which at the same time plays the role of cooling fluid.

Générale ent, le tube est également lubrifié à l'intérieur. De façon connue, cette lubrification peut etre réalisée par exemple par une opération de trempé, dans un bac d'huile, préalablement au laminage, ou par i-trodllction d'un lubrifiant à l'intérieur du tube dans l'espace compris entre celui-ci et la tige porte-mandrin en amont du mandrin. En fait le lubrifiant introduit à l'intérieur du tube a pour but essentiel de créer un film à la surface de celui-ci qui permet au tube de glisser sans grippage sur le mandrin au cours de sa déformation. De tels moyens de lubrification et de contrôle de la température de laminage conviennent pour les laminoirs à pas de pèlerin utilisés de façon courante pour réduire ies tubes de relativement faible section. Generally, the tube is also lubricated inside. In known manner, this lubrication can be carried out for example by a soaking operation, in an oil tank, prior to rolling, or by i-trodllction of a lubricant inside the tube in the space between that -ci and the chuck rod upstream of the chuck. In fact, the lubricant introduced inside the tube has the essential purpose of creating a film on the surface thereof which allows the tube to slide without seizing on the mandrel during its deformation. Such means of lubrication and control of the rolling temperature are suitable for pilgrim rolling mills commonly used to reduce tubes of relatively small section.

Par contre, il est connu que, lorsqu'on veut augmenter les cadences de production ou utiliser de tels laminoirs pour effectuer de fortes réductions ou/et travailler des tubes de grosse section, de sérieuses diffi cultés sont rencontrées. En effet même un arrosage relativement intense effectué sur la surface extérieure des tubes en cours de laminage n'empêche pas un échauffement très important de ces tubes dans la zone qui est en contact direct avec le mandrin. Ceci est en particulier le cas des tubes en métaux ou alliages de faible conductivité thermique tels que les aciers. Dans de telles conditions on constate une montée en température du mandrin, dans sa zone de contact avec le tube qui peut être une cause de destruction du film lubrifiant qui recouvre la surface interne de ce dernier et de grippage du tube sur le mandrin.On peut aller
a 3sister à une détérioration de la surface du mandrin par fissuration de ladite surface.
On the other hand, it is known that, when it is desired to increase the production rates or to use such rolling mills to carry out large reductions or / and to work tubes of large section, serious difficulties are encountered. Indeed even a relatively intense sprinkling carried out on the external surface of the tubes during rolling does not prevent a very significant heating of these tubes in the zone which is in direct contact with the mandrel. This is in particular the case of tubes made of metals or alloys of low thermal conductivity such as steels. Under such conditions there is a rise in temperature of the mandrel, in its zone of contact with the tube which can be a cause of destruction of the lubricating film which covers the internal surface of the latter and of seizure of the tube on the mandrel. go
a 3sister a deterioration of the surface of the mandrel by cracking of said surface.

On a donc recherché dans le but a'améliorer les conditions de laminage et/ou d'éviter la détérioration du mandrin la possibilité, d'une part d'abaisser la température du nandrin pour éviter la décomposition des lubrifiants utilisés, et d'autre part d'améliorer les conditions de lubrification de la surface interne du tube dans la zone de laminage.We therefore sought in order to improve the rolling conditions and / or to avoid deterioration of the mandrel the possibility, on the one hand of lowering the temperature of the nandrin to avoid the decomposition of the lubricants used, and on the other hand part to improve the lubrication conditions of the inner surface of the tube in the rolling zone.

Le procédé de contrôle des conditions de température et de lubrification du mandrin d'un laminoir à pas de pèlerin à froid qui fait l'objet de l'invention s'applique aux laminoirs à pas de pèlerin équipés d'un mandrin de laminage. Ce mandrin de laminage est, de préférence, fixé de fa çon démontable par son extrémité amont à l'une des deux extrémités d'une pièce de liaison, l'autre extrémité étant fixée à une tige porte-nanorin. The process for controlling the temperature and lubrication conditions of the mandrel of a cold pilgrim step rolling mill which is the subject of the invention applies to pilgrim step rolling mills equipped with a rolling mandrel. This rolling mandrel is preferably fixed removably by its upstream end to one of the two ends of a connecting piece, the other end being fixed to a nanorin carrier rod.

On peut envisager cependant d'utiliser pour la mise en oeuvre de l'invention un ensemble nonobloc, non démontable, constitué par le man de laminage proprement dit, et sa pièce de liaison, qui est alors directement fixé à l'extrémité aval de la tige porte-mandrin. Le diamètre de la portée de révolution de ce mandrin de laminage décroit de l'amntvers l'aval et est avantageusement conique sur la majeure partie de sa loa- gueur.Le procédé suivant l'invention consiste à introduire sous forte pression un fluide dans l'espace annulaire compris entre le mandrin et le tube en cours de laminage en amont de la portée de laminage et en aval d'un premier moyen d'étanchéité annulaire, disposé autour de la pièce de liaison, qui assure l'étanchéité entre le tube et cette pièce, de façon à obliger le fluide à s'écouler en direction de l'aval entre le mandrin et le tube.However, it is conceivable to use for the implementation of the invention a nonobloc assembly, not removable, constituted by the rolling man proper, and its connecting piece, which is then directly fixed to the downstream end of the chuck rod. The diameter of the bearing surface of revolution of this rolling mandrel decreases from downstream and is advantageously conical over most of its length. The process according to the invention consists in introducing a fluid under high pressure into the annular space between the mandrel and the tube during rolling upstream of the rolling range and downstream of a first annular sealing means, arranged around the connecting piece, which ensures the sealing between the tube and this part, so as to force the fluid to flow in the downstream direction between the mandrel and the tube.

De préférence un deuxième moyen d'étanchéité annulaire assure également une liaison étanche entre le mandrin et le tube en aval de la portée de laminage de façon à empêcher le fluide de s'échapper vers l'aval et l'obliger à retourner vers l'amont, à travers un passage ménagé dans le mandrin de façon à rejoindre une zone de départ du fluide.Preferably a second annular sealing means also ensures a tight connection between the mandrel and the tube downstream of the rolling range so as to prevent the fluid from escaping downstream and to force it to return towards the upstream, through a passage formed in the mandrel so as to join a fluid departure area.

I1 est particulièrement avantageux, afin de favoriser le passage du fluide entre la portée de mandrin et le tube en cours de laminage de faire avancer le tube deux fois à chaque cycle de laminage, c'est-à-dire au voisinage de chacun des deux points morts amont et aval. It is particularly advantageous, in order to promote the passage of the fluid between the mandrel seat and the tube during rolling, to advance the tube twice during each rolling cycle, that is to say in the vicinity of each of the two upstream and downstream dead spots.

L'arrivée du fluide sous forte pression est réalisée de préférence par l'intérieur de la tige porte-mandrin et le départ de ce fluide est réa lisé de préférence également dans l'espace annulaire entre tige porte-mandrin et tube.The arrival of the fluid under high pressure is preferably carried out from the inside of the mandrel holder rod and the departure of this fluid is preferably carried out also in the annular space between the mandrel holder rod and tube.

Ce départ peut aussi être effectué par l'intérieur de la tige portemandrin moyennant adaptation des canalisations nécessaires.This departure can also be carried out from the inside of the portemandrin rod by adapting the necessary pipes.

Le fluide utilisé doit avoir des propriétés lubrifiantes.The fluid used must have lubricating properties.

Ce peut être un fluide à base de composés hydrocarbonés ou tout autre fluide susceptible de jouer le rôle de lubrifiant. Ce fluide a avantageusement de bonnes propriétés de transfert thermique.It can be a fluid based on hydrocarbon compounds or any other fluid capable of playing the role of lubricant. This fluid advantageously has good heat transfer properties.

L'invention concerne aussi un dispositif d'introduction de fluide entre le mandrin de laminage d'un laminoir à pas de pèlerin à froid et un tube en cours de laminage ;il comporte un premier moyen d'étanchéité annulaire disposé autour de la pièce de liaison formant joint glissant entre le mandrin et le tube, et un premier moyen de passage ménagé à l'intérieur de la pièce de liaison, dont l'entrée située à l'extrémité amont de la pièce de liaison ou à son voisinage immédiat dans la zone de raccordement avec la tige porte-mandrin est en communication avec une arrivée de fluide sous pression disposée à l'intérieur de la tige porte-mandrin la sortie de ce premier moyen de passage est en communication avec ltes- pace annulaire compris entre le mandrin et le tube en amont de la portée de laminage et en aval du premier moyen d'étanchéité.The invention also relates to a device for introducing fluid between the rolling mandrel of a rolling mill with cold pilgrim steps and a tube during rolling; it comprises a first annular sealing means arranged around the workpiece. connection forming a sliding seal between the mandrel and the tube, and a first passage means arranged inside the connection piece, the inlet of which is located at the upstream end of the connection piece or in its immediate vicinity in the connection zone with the mandrel holder rod is in communication with a pressurized fluid inlet disposed inside the mandrel holder rod the outlet of this first passage means is in communication with the annular space included between the mandrel and the tube upstream of the rolling surface and downstream of the first sealing means.

De façon avantageuse un deuxième moyen d'étanchéité annulaire formant joint glissant entre le mandrin et le tube est disposé autour du mandrin, en aval de la portée de laminage, et un deuxième moyen de passage est ménagé à l'intérieur du mandrin et de la pièce de liaison, l'extrémité d'entrée de ce deuxième moyen de passage est en communication avec l'es- pace annulaire compris entre le mandrin et le tube, en aval de la portée de laminage, et en amont du deuxième moyen d'étanchéité. L'autre extrémité de ce moyen de passage est en communication avec une zone de départ du fluide au voisinage de l'extrémité amont de la pièce de liaison.Advantageously, a second annular sealing means forming a sliding seal between the mandrel and the tube is arranged around the mandrel, downstream of the rolling surface, and a second passage means is provided inside the mandrel and the connecting piece, the entry end of this second passage means is in communication with the annular space comprised between the mandrel and the tube, downstream of the rolling range, and upstream of the second means of sealing. The other end of this passage means is in communication with a fluid departure zone in the vicinity of the upstream end of the connecting piece.

De préférence la communication entre le deuxième moyen de passage et la zone de départ du fluide est réalisée dans l'espace annulaire compris entre la pièce de liaison et le tube en amont du premier moyen d'étanchéité annulaire. Cette communication peut également être réalisée au niveau de la liaison entre l'extrémité amont de la pièce de liaison et la tige porte-mandrin, à l'intérieur de cette tige moyennant adaptation des canalisations nécessaires. La pression d'injection de fluide est avantageusement comprise entre 10 et 50 bars.Preferably, the communication between the second passage means and the fluid departure zone is carried out in the annular space comprised between the connecting piece and the tube upstream of the first annular sealing means. This communication can also be carried out at the connection between the upstream end of the connecting piece and the mandrel holder rod, inside this rod by adapting the necessary pipes. The fluid injection pressure is advantageously between 10 and 50 bars.

La description et les figures ci-après présentent de façon non limitative différents modes de réalisation du procédé et du dispositif suivant l'invention.The description and the figures below show in a nonlimiting manner various embodiments of the method and of the device according to the invention.

La figure 1 représente en coupe un mode connu de réalisation d'un mandrin pour lamindir à pas de pèlerin
La figure 2 représente en coupe un premier mode de réalisation d'un mandrin suivant l'invention.
Figure 1 shows in section a known embodiment of a mandrel for rolling down with pilgrim's steps
Figure 2 shows in section a first embodiment of a mandrel according to the invention.

La figure 3 représente en coupe un deuxième mode de réalisation d'un mandrin suivant l'invention.Figure 3 shows in section a second embodiment of a mandrel according to the invention.

On voit figure 1 un mandrin (1) fixé à l'extrémité d'une tige porte-mandrin (2) de forme tubulaire par l'intermédiaire d'une pièce de liaison (5). Un tube (3) est représenté en cours de laminage sur la portée conique (4) du mandrin, et donc en contact intime avec celle-ci. Par contre un espace annulaire est ménagé entre pièce de liaison et tube et il existe aussi un léger jeu entre mandrin ettiibe dans la partie aval de celui-ci.We see in Figure 1 a mandrel (1) fixed to the end of a mandrel holder rod (2) of tubular shape by means of a connecting piece (5). A tube (3) is shown during rolling on the conical surface (4) of the mandrel, and therefore in intimate contact with it. On the other hand, an annular space is formed between the connecting piece and the tube and there is also a slight clearance between the mandrel and the rod in the downstream part of the latter.

La lubrification interne du tube est réalisée par une arrivée d'huile sous pression qui s'effectue par l'intérieur de la tige porte-mandrin en (7), traverse le passage (8) réalisé à l'intérieur de la pièce de liaison et débouche dans l'espace annulaire (9) en amont de la portée de laminage (4).The internal lubrication of the tube is carried out by an inlet of pressurized oil which is carried out from the inside of the mandrel holder rod at (7), crosses the passage (8) produced inside the connecting piece. and opens into the annular space (9) upstream of the rolling surface (4).

En cours de fonctionnement le lubrifiant interne qui débouche dans ltes- pace annulaire s'échappe en majeure partie vers l'amont en s'écoulant dans l'espace compris entre la tige porte-mandrin et le tube à laminer.During operation, the internal lubricant which opens into the annular space escapes mainly upstream, flowing in the space between the mandrel holder rod and the tube to be laminated.

Une petite fraction imprègne la paroi interne du tube et permet son glissement sur la portée du mandrin (4) pendant le laminage.A small fraction permeates the internal wall of the tube and allows it to slide over the bearing surface of the mandrel (4) during rolling.

Par contre la quantité de lubrifiant entrainée ainsi vers l'aval est beaucoup trop faible pour refroidir de façon notable le mandrin.On the other hand, the quantity of lubricant thus entrained downstream is much too low to cool the mandrel significantly.

il en résulte que dans les cas où on lamine des tubes de grosse section avec de forts taux de réduction la température du mandrin devient telle que les lubrifiants perdent leur efficacité, ce qui est une cause de grippage.as a result, in cases where large section tubes are rolled with high reduction rates, the temperature of the mandrel becomes such that the lubricants lose their effectiveness, which is a cause of seizure.

La figure 2 montre un premier mode de réalisation d'un mandrin suivant l'invention permettant de mettre en oeuvre le procédé également suivant l'invention. FIG. 2 shows a first embodiment of a mandrel according to the invention making it possible to implement the method also according to the invention.

On voit un mandrin (10) à portée de laminage conique (11) disposé à l'intérieur d'un tube (12) en cours de laminage et relié à une tige creuse porte-mandrin (13) au moyen d'une pièce de liaison démontable P1.We see a mandrel (10) with a tapered rolling surface (11) placed inside a tube (12) during rolling and connected to a hollow mandrel holder rod (13) by means of a piece of removable link P1.

Un premier moyen de passage (14) met en communication une arrivée de fluide lubrifiant sous pression qui s'effectue en (15) avec l'espace annulaire (16) compris entre la pièce de liaison et le tube en amont de la portée de laminage (11). Cet espace annulaire est fermé en amont par un- premier moyen d'étanchéité annulaire. Dans le cas de la figure ce moyen d'étanchéité est un joint à lèvre annulaire (17) disposé dans une gorge (18) formé autour de la pièce de liaison ; la lèvre de ce joint est orientée de façon à résister à la pression du fluide contenu dans l'espace annulaire (16) tout en permettant le glissement du tube (12) de l'amont vers l'aval.A first passage means (14) puts in communication an inlet for pressurized lubricating fluid which takes place at (15) with the annular space (16) comprised between the connecting piece and the tube upstream of the rolling surface (11). This annular space is closed upstream by a first annular sealing means. In the case of the figure, this sealing means is an annular lip seal (17) arranged in a groove (18) formed around the connecting piece; the lip of this seal is oriented so as to resist the pressure of the fluid contained in the annular space (16) while allowing the tube (12) to slide from upstream to downstream.

Dans la zone où se trouve ce joint il n'y a pas d'échauffement important du tube et de la pièce de liaison étant donné que la déformation s'effectue en aval. Grâce à ce joint le fluide ne peut s'écouler que vers l'aval entre le tube et le mandrin.In the area where this joint is located, there is no significant heating of the tube and the connecting piece since the deformation takes place downstream. Thanks to this seal, the fluid can only flow downstream between the tube and the mandrel.

Un tel écoulement est favorisé chaque fois que le tube est déplacé vers l'aval, le mandrin restant fixe ce qui a lieu au moins une fois par cycle de laminage. Le tube est alors décollé du mandrin ; grâce à la conicité de celui-ci, un débit de fluide relativement important peut être réalisé entre mandrin et tube, à condition que la pression d'alimentation soit suffisante.Such flow is favored each time the tube is moved downstream, the mandrel remaining fixed which takes place at least once per rolling cycle. The tube is then detached from the mandrel; thanks to the taper thereof, a relatively large fluid flow can be achieved between the mandrel and the tube, provided that the supply pressure is sufficient.

Le fluide lubrifiant entre ainsi en contact avec la zone qui vient d'être échauffée par la déformation du tube et son action refroidissante est donc particulièrement efficace bien que très brève. En effet, dès que la phase de laminage débute, le passage du fluide entre tube et mandrin est interrompu à nouveau. The lubricating fluid thus comes into contact with the zone which has just been heated by the deformation of the tube and its cooling action is therefore particularly effective although very brief. In fact, as soon as the rolling phase begins, the passage of the fluid between the tube and the mandrel is interrupted again.

Afin d'accroître la quantité de fluide qui passe entre tube et mandrin on peut avantageusement faire subir au tube deux avances par cycle de laminage l'une au voisinage du point mort amont et l'autre au voisinage du point mort aval.In order to increase the quantity of fluid which passes between tube and mandrel, the tube can advantageously be subjected to two advances per rolling cycle, one in the vicinity of the upstream dead center and the other in the vicinity of the downstream dead center.

On peut obtenir ainsi une réduction supplémentaire de la température de surface de la portée du mandrin.This can further reduce the surface temperature of the chuck reach.

On utilise par exemple comme fluide de refroidissement un lubrifiant analogue à ceux auxquels il est fait habituellement appel. Grâce à la réduction de la température de fonctionnement et aussi au renouvellement fréquent du film de fluide lubrifiant qui recouvre la surface interne du tube, il est possible d'éviter le grippage du tube sur le mandrin, même dans le cas de réductions importantes effectuées sur des tubes de grosse section.For example, a lubricant similar to that which is usually used is used as the cooling fluid. Thanks to the reduction in the operating temperature and also to the frequent renewal of the film of lubricating fluid which covers the internal surface of the tube, it is possible to prevent the tube from jamming on the mandrel, even in the case of significant reductions made on large section tubes.

On voit que dans le cas de la figure 2 le fluide après passage dans l'intervalle compris entre mandrin et tube s'écoule vers l'aval et doit donc être recueilli à l'extrémité aval du tube en cours ou après laminage, ce qui présente des inconvénients sur le plan pratique pour l'ex- ploitationde cette technique.It can be seen that in the case of FIG. 2, the fluid after passage in the interval between the mandrel and the tube flows downstream and must therefore be collected at the downstream end of the tube in progress or after rolling, which has practical drawbacks for the use of this technique.

La figure 3 montre un deuxième mode de réalisation d'un mandrin suivant l'invention qui permet d'éviter l'écoulement du fluide vers l'aval.FIG. 3 shows a second embodiment of a mandrel according to the invention which makes it possible to avoid the flow of the fluid downstream.

Le mandrin (19) à portée de laminage conique (20) disposé à l'intérieur d'un tube (21) en cours de laminage est relié à une tige creuse portemandrin (22) par une pièce de liaison P2 comme dans le cas de la figure 2 I1 comporte de la même façon un premier moyen de passage (23) mettant en communication l'arrivée de fluide lubrifiant sous pression qui s'effectue en (24) avec l'espace annulaire (25) compris entre la pièce de liaison et le tube et situé en amont de la portée de laminage (20). Cet espace annulaire est fermé du coté de l'amont par un premier moyen d'étanchéité annulaire foré par un joint à lèvre (26) logé dans une gorge (27).The mandrel (19) with a tapered rolling surface (20) placed inside a tube (21) during rolling is connected to a hollow rod holder rod (22) by a connecting piece P2 as in the case of Figure 2 I1 similarly comprises a first passage means (23) communicating the arrival of pressurized lubricating fluid which takes place in (24) with the annular space (25) between the connecting piece and the tube and located upstream of the rolling surface (20). This annular space is closed on the upstream side by a first annular sealing means drilled by a lip seal (26) housed in a groove (27).

En aval de la portée conique de laminage (20) un espace annulaire (28) for é autour d'un prolongement sensiblement cylindrique du mandrin est limité en aval par un deuxième moyen d'étanchéité constitué par un joint annulaire (99) placé dans une gorge (30). Etant donné la température relativement élevée atteinte dans cette zone, ce joint (29) peut être constitué.Downstream of the conical rolling surface (20) an annular space (28) drilled around a substantially cylindrical extension of the mandrel is limited downstream by a second sealing means constituted by an annular seal (99) placed in a throat (30). Given the relatively high temperature reached in this area, this seal (29) can be formed.

par un ou plusieurs segnents métalliques qui raclent la surface interne du
tube. Un deuxième moyen de passage (31) qui s'étend sur presque toute la longueur du mandrin et débouche par les canaux radiaux (32) dans l'espace annulaire (28) met en communication-cet espace avec l'espace annulaire (33) compris entre la tige porte-mandrin et le tube en amont du joint à la lèvre (26).
by one or more metallic seignants which scrape the internal surface of the
tube. A second passage means (31) which extends over almost the entire length of the mandrel and opens out through the radial channels (32) into the annular space (28) places this space in communication with the annular space (33) between the chuck rod and the tube upstream of the lip seal (26).

On voit que, dans le cas de ce mandrin ainsi aménagé, le fluide sous pression qui est envoyé dans l'espace annulaire (25) à partir de la zone d'arrivée et à travers le premier moyen de passage (23) s'écoule vers l'aval entre le tube (21) et la portée conique t20) du mandrin jusqu'à l'espace annulaire (28). Grâce au deuxième joint (29) le fluide retourne vers l'amont à travers le deuxième moyen de passage (31-3?) jusqu'à
l'espace annulaire(33).
It can be seen that, in the case of this mandrel thus arranged, the pressurized fluid which is sent into the annular space (25) from the arrival zone and through the first passage means (23) flows downstream between the tube (21) and the tapered seat t20) of the mandrel to the annular space (28). Thanks to the second seal (29) the fluid returns upstream through the second passage means (31-3?) Until
the annular space (33).

Au delà le fluide s'écoule vers l'amont et peut être facilement recueilli et recyclé. Une telle disposition rend plus facile l'exploitation du laminoir. Dans les modes de réalisation représentés aux figures 2 et 3 les pièces de liaison P1 et P2 sont reliées aux mandrins de laminage t0) et(l9)par des bouts filetés R1 et R2.Beyond the fluid flows upstream and can be easily collected and recycled. Such an arrangement makes it easier to operate the rolling mill. In the embodiments shown in Figures 2 and 3 the connecting pieces P1 and P2 are connected to the rolling mandrels t0) and (l9) by threaded ends R1 and R2.

Le raccord R2 est traversé par le moyen de passage (31). Comme cela a été dit plus haut on peut envisager de réaliser en une seule pièce I > ek semble formé par le mandrin de laminage et la pièce de liaison.The connector R2 is crossed by the passage means (31). As has been said above, it is possible to envisage making a single piece I> ek seems to be formed by the rolling mandrel and the connecting piece.

A titre d'exemple on lamine à froid sur un laminoir à pas de pèlerin muni d'un mandrin comportant un dispositif de lubrification conforme à la figure 3, une ébauche de tube d'acier de 114 mm de diamètre extérieur et 16 mm d'épaisseur.By way of example, a rolling steel tube of 114 mm outside diameter and 16 mm diameter is cold rolled on a pilgrim step rolling mill provided with a mandrel comprising a lubrication device in accordance with FIG. 3. thickness.

On injecte un lubrifiant convenable en (23) sous une pression d'environ
15 bars. Ce lubrifiant après circulation entre mandrin et tube re
tourne vers l'amont par le passage (32) et (31).
A suitable lubricant is injected at (23) under a pressure of approximately
15 bars. This lubricant after circulation between mandrel and re tube
turns upstream through passage (32) and (31).

On obtient un tube laminé de76 mm de diamètre extérieur et de 8 mm d'épaisseur produit à la cadence d'environ 160m/heure.On constate que l'état de surface de la paroi interne du tube est excellente. A laminated tube with an outside diameter of 76 mm and a thickness of 8 mm is obtained, produced at a rate of approximately 160 m / hour. It can be seen that the surface condition of the internal wall of the tube is excellent.

De très nombreuses modifications peuvent être apportées au dispositif et au procédé qui font l'objet de l'invention sans sortir du domaine de celle-ci. On peut en particulier utiliser des mandrins de forme autre que comique, à condition que la section de leur portée de laminage décroisse de l'amont vers l'aval ; il faut en effet qu'au moment de l'avance du tube celui-ci se décolle du mandrin. Les sections des premier et deuxième moyens de passage doivent être déterminées, en tenant compte de la pression de fluide à l'arrivée pour permettre un débit suffisant de ce fluide sans cependant nuire à la teaue mécanique du mandrin. On peut utiliser une grande variété de fluides de refroidissement en dehors des lubrifiants utilisés de façon habituelle.Many modifications can be made to the device and to the process which are the subject of the invention without departing from the field of the latter. One can in particular use mandrels of shape other than comic, provided that the section of their rolling range decreases from upstream to downstream; it is indeed necessary that at the time of the advance of the tube it comes off the mandrel. The sections of the first and second passage means must be determined, taking into account the fluid pressure on arrival to allow a sufficient flow of this fluid without, however, harming the mechanical pressure of the mandrel. A wide variety of coolants can be used in addition to the lubricants commonly used.

Les fluides doivent combiner l'aptitude au transfert thermique et l'aptitude à la lubrification dans les conditions particulières aux laminoirs à pas de pèlerin. The fluids must combine the capacity for heat transfer and the capacity for lubrication under the conditions specific to rolling mills with pilgrim steps.

Claims (9)

REVENDICATIONS 10) Procédé de lubrification du mandrin d'un laminoir à pas de pèlerin à froid dans lequel on utilise un mandrin de laminage dont l'extrémité amont est prolongée par une pièce de liaison fixée à la tige porte-mandrin, ce mandrin comportant une portée dont le diamètre décroit de l'amont vers l'aval, caractérisé en ce qu'on injecte sous forte pression un fluide dans l'espace annulaire compris entre la pièce de liaison et le tube en cours de laminage en amont de la portée de laminage et en aval d'un premier moyen d'étanchéité annulaire, qui assure une liaison étanche entre le tube et la pièce de liaison, de façon à obliger le fluide à s'écouler en direction de l'aval entre le mandrin et le tube.10) Method of lubricating the mandrel of a rolling mill with cold pilgrim's step in which a rolling mandrel is used, the upstream end of which is extended by a connecting piece fixed to the mandrel holder rod, this mandrel having a bearing whose diameter decreases from upstream to downstream, characterized in that a fluid is injected under high pressure into the annular space between the connecting piece and the tube being rolled upstream of the rolling range and downstream of a first annular sealing means, which ensures a tight connection between the tube and the connecting piece, so as to force the fluid to flow in the downstream direction between the mandrel and the tube. 20) Procédé suivant revendication 1, caractérisé en ce que un deuxième moyen d'étanchéité annulaire, qui assure une liaison étanche entre le mandrin et le tube en aval de la portée de laminage empêche le fluide de s'échapper vers l'aval et l'oblige à retourner vers l'amont, à travers un passage ménagé dans le mandrin de façon à rejoindre une zone de départ du fluide.20) Method according to claim 1, characterized in that a second annular sealing means, which ensures a tight connection between the mandrel and the tube downstream of the rolling surface prevents the fluid from escaping downstream and the 'forces to return upstream, through a passage formed in the mandrel so as to join a fluid departure area. 30) Procédé suivant revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que on favorise le passage du fluide en effectuant une double avance du tube à chaque cycle de laminage au voisinage de chacun des points morts amont et aval.30) Method according to claim 1 or 2, characterized in that the passage of the fluid is favored by carrying out a double advance of the tube at each rolling cycle in the vicinity of each of the upstream and downstream dead centers. 40) Procédé suivant les revendications 1 ou 3, caractérisé en ce que l'arrivée du fluide sous forte pression s'effectue par l'intérieur de la tige porte-mandrin et en ce que le départ du fluide s'effectue dans l'intervalle annulaire entre tige porte-mandrin et tube ou à l'intérieur de la tige porte-mandrin.40) Method according to claims 1 or 3, characterized in that the arrival of the fluid under high pressure takes place from the inside of the mandrel holder rod and in that the departure of the fluid takes place in the interval ring between chuck rod and tube or inside the chuck rod. 50) Procédé suivant les revendications 2 ou 3, caractérisé en ce que l'arrivée du fluide sous forte pression s' effectue par l'intérieur de la tige porte-mandrin.50) Method according to claims 2 or 3, characterized in that the arrival of the fluid under high pressure is effected from the inside of the mandrel holder rod. 60)Procédé suivant l'une des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que le fluide de refroidissement est un lubrifiant à base de composés hvdrocarbonés. 60) Method according to one of claims 1 to 5, characterized in that the cooling fluid is a lubricant based on hvdrocarbon compounds. 7 ) Procédé suivant l'une des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que le mandrin et la pièce de liaison constituent une seule et même pièce.  7) Method according to one of claims 1 to 6, characterized in that the mandrel and the connecting piece constitute a single piece. 80) Dispositif d'introduction de fluide entre la portée (11) d'un mandrin de laminage (10) d'un laminoir à pas de pèlerin à froid et un tube (12) en cours de laminage, caractérisé en ce qu'il comporte un premier moyen d'étanchéité annulaire (17) disposé autour de la pièce de liaison en amont de la portée de laminage, formant joint glissant entre la pièce de liaison et le tube, et un premier moyen de passage (14) ménagé à l'intérieur de la pièce de liaison, dont l'entrée, située àl'extré- mité amont du mandrin, ou à son voisinage immédiat dans la zone de raccordement avec la tige porte-mandrin, est en communication avec une arrivée de fluide sous pression (15) disposé à l'intérieur de la tige porte-mandrin (13), la sortie de ce premier moyen de passage étant en communication avec l'espace annulaire (16) compris entre la pièce de liaison et le tube en amont de la portée de laminage et en aval du premier moyen d'étanchéité (17).80) Device for introducing fluid between the surface (11) of a rolling mandrel (10) of a rolling mill with cold pilgrim steps and a tube (12) during rolling, characterized in that it comprises a first annular sealing means (17) disposed around the connecting piece upstream of the rolling surface, forming a sliding seal between the connecting piece and the tube, and a first passage means (14) formed at the the interior of the connecting piece, the inlet of which, located at the upstream end of the mandrel, or in its immediate vicinity in the zone of connection with the mandrel holder rod, is in communication with a pressurized fluid inlet (15) disposed inside the mandrel holder rod (13), the outlet of this first passage means being in communication with the annular space (16) between the connecting piece and the tube upstream of the rolling surface and downstream of the first sealing means (17). 90) Dispositif suivant revendication 8, caractérisé en ce que un deuxième moyen d'étanchéité annulaire (29) est disposé autour du mandrin en aval de la portée de laminage de façon à former un joint entre le mandrin et le tube, et un deuxième moyen de passage (31), étant ménagé à l'intérieur du mandrin, dont l'extrémité d'entrée (32) est en communication avec l'espace annulaire (28) compris entre le mandrin et le tube en aval de la portée de laminage (20) et en amont du deuxième moyen d'étanchéité, l'autre extrémité étant en communication avec une zone de départ du fluide (33) au voisinage de l'extrémité amont de la pièce de liaison (P2).90) Device according to claim 8, characterized in that a second annular sealing means (29) is arranged around the mandrel downstream of the rolling surface so as to form a joint between the mandrel and the tube, and a second means passage (31), being arranged inside the mandrel, the inlet end (32) of which is in communication with the annular space (28) comprised between the mandrel and the tube downstream of the rolling surface (20) and upstream of the second sealing means, the other end being in communication with a fluid starting area (33) in the vicinity of the upstream end of the connecting piece (P2). 100)Dispositif suivant revendication 9, caractérisé en ce que la com municátion avec la zone de départ du fluide est réalisée dans l'espace annulaire compris entre la pièce de liaison et le tube en amont du premier moyen d'étanchéité annulaire.100) Device according to claim 9, characterized in that the communication with the starting area of the fluid is carried out in the annular space comprised between the connecting piece and the tube upstream of the first annular sealing means. 110)Dispositif suivant l'une des revendications 8 à 10, caractérisé en ce que le mandrin et la pièce de liaison constituent une seule et même pièce. 110) Device according to one of claims 8 to 10, characterized in that the mandrel and the connecting piece constitute a single piece.
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US3577754A (en) * 1964-09-09 1971-05-04 Albert H Calmes Process and apparatus for rolling seamless tubes

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