RU2030932C1

RU2030932C1 - Metal bar screw reversing rolling method

Info

Publication number: RU2030932C1
Authority: RU
Inventors: И.Л. Гольдштейн; П.М. Финагин; Д.В. Терентьев
Original assignee: Акционерное общество открытого типа "Электростальский завод тяжелого машиностроения"
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1995-03-20

Abstract

FIELD: working of metal. SUBSTANCE: method involves feeding billet into pass, with billet axis being decreased for a value of reduction on side in previous pass and with lower position of billet being maintained at constant level; adjusting pass by regulating position of upper rolls relative to stationary lower roll. EFFECT: increased efficiency and high quality of rolled bars. 2 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а точнее к технологии винтовой прокатки в несколько проходов крупных сортовых профилей, преимущественно из литых металлов и сплавов. The invention relates to the processing of metals by pressure, and more specifically to the technology of screw rolling in several passes of large sections, mainly from cast metals and alloys.

Наиболее целесообразно использование предложенного технического решения при прокатке крупногабаритных заготовок из пластичных материалов типа титана и его сплавов. The most appropriate use of the proposed technical solution when rolling large-sized billets of plastic materials such as titanium and its alloys.

Известен способ винтовой прокатки круглого проката (авт. св. N 1339943, кл. В 21 В 1/02, 1986), включающий задачу заготовки и деформирование ее в несколько проходов в трехвалковых калибрах, образованных валками, развернутыми на углы подачи и раскатки. Валки расположены один вверху и два внизу. A known method of screw rolling of round steel (ed. St. N 1339943, class B 21 B 1/02, 1986), including the task of billet and its deformation in several passes in three-roll calibers formed by rolls deployed at the feed and rolling angles. The rolls are located one at the top and two at the bottom.

Недостатком известного способа является сложность осуществления процесса прокатки, а именно сложность задачи заготовки в калибр, настройки калибров, множество настроечных параметров процесса, сложность оборудования для его осуществления. The disadvantage of this method is the complexity of the rolling process, namely the complexity of the task of billet in caliber, calibrating, a lot of tuning process parameters, the complexity of the equipment for its implementation.

Наиболее близким по технической сущности является способ [1], который включает захват заготовки и ее деформирование в несимметричных калибрах, образованных тремя валками, расположенными на различных расстояниях один от другого. Валки расположены два вверху и один внизу. Калибр от прохода к проходу настраивают одним верхним валком относительно двух неподвижных (верхнего и нижнего) при стационарных направляющих устройствах, расположенных с обеих сторон клети. The closest in technical essence is the method [1], which includes the capture of the workpiece and its deformation in asymmetric calibers formed by three rolls located at different distances from one another. The rolls are located two at the top and one at the bottom. The gauge from passage to passage is adjusted with one upper roll relative to two stationary (upper and lower) with stationary guiding devices located on both sides of the stand.

Недостатком известного способа винтовой прокатки является ограниченные технологические возможности способа, так как обжатие в каждом последующем проходе можно осуществить на величину не более зазора между образующей калибра предыдущего прохода и образующей вводных устройств. Это расстояние с увеличением количества проходов постоянно уменьшается. При этом настройка калибра (перемещение одного верхнего валка) меняется от прохода к проходу, что усложняет настроечные операции. A disadvantage of the known method of screw rolling is the limited technological capabilities of the method, since the compression in each subsequent pass can be carried out by no more than the gap between the generatrix of the caliber of the previous pass and the generatrix of the input devices. This distance is constantly decreasing with an increase in the number of passes. In this case, the caliber setting (moving one upper roll) changes from passage to passage, which complicates the tuning operations.

При этом от прохода к проходу значительно уменьшается давление металла на валки вследствие резкого уменьшения пятна контакта металла с валком, так как уменьшается диаметр заготовки и величина обжатия на сторону от прохода к проходу. Поэтому эффективность повышения эксплуатационной долговечности комплекта валковых узлов от использования реверсивной прокатки резко падает, выравнивание усредненных во времени нагрузок между валковыми узлами теряет смысл, так как поломки валковых узлов происходит при пиковых нагрузках первых проходов. In this case, from the passage to the passage, the metal pressure on the rolls is significantly reduced due to a sharp decrease in the contact spot of the metal with the roller, since the diameter of the workpiece and the amount of compression to the side from the passage to the passage are reduced. Therefore, the efficiency of increasing the operational durability of a set of roll units from the use of reverse rolling drops sharply, the equalization of time-averaged loads between the roll units makes no sense, since breakdown of the roll units occurs at peak loads of the first passes.

Техническим результатом изобретения является повышение производительности за счет расширения технологических возможностей способа, а так же повышение эксплуатационной долговечности оборудования путем выравнивания нагрузок от прохода к проходу и упрощение настроечных параметров процесса и оборудования для его осуществления. The technical result of the invention is to increase productivity by expanding the technological capabilities of the method, as well as increasing the operational durability of the equipment by balancing the loads from the passage to the passage and simplifying the tuning parameters of the process and equipment for its implementation.

Это достигается тем, что в способе реверсивной прокатки сортового металла, включающем деформирование заготовки за несколько проходов в трехвалковом калибре, образованном стационарно установленным нижним валком и парой верхних валков, положение одного из которых регулируется при настройке калибра, согласно изобретению заготовку задают в калибр и деформируют с занижением ее оси на величину обжатия на сторону в предыдущем проходе, сохраняя уровень нижней образующей заготовки неизменным при прямых и обратных проходах, а настройку калибра по проходам осуществляют регулированием положения обоих верхних валков относительно стационарного нижнего валка. This is achieved by the fact that in the method of reversing rolling of section metal, including deformation of the workpiece in several passes in a three-roll caliber formed by a stationary lower roll and a pair of upper rolls, the position of one of which is adjusted when setting the gauge, according to the invention, the workpiece is set into a caliber and deformed with by lowering its axis by the amount of compression to the side in the previous pass, keeping the level of the lower forming blanks unchanged for forward and reverse passages, and setting the gauge and along the aisles, the position of both upper rolls relative to the stationary lower roll is adjusted.

Такой способ винтовой реверсивной прокатки сортового металла позволит повысить производительность за счет расширения технологических возможностей и сокращения количества проходов до получения необходимого диаметра проката. При этом, одинаковые обжатия на сторону практически выравнивают нагрузки на валковые узлы от прокатной нагрузки. Уменьшение пятна контакта металла с валком вследствие уменьшения диаметра заготовки от прохода к проходу компенсируется некоторым упрочнением структуры материала от прохода к проходу при прокатке пластичных материалов, обеспечивая тем самым эффективное повышение эксплуатационной долговечности комплекта валковых узлов за счет выравнивания усредненных во времени нагрузок между ними при реверсивной прокатке. Способ при сокращении количества проходов дает возможность избежать пиковых нагрузок первых проходов. При этом значительно упрощаются настроечные операции, так как калибр от прохода к проходу уменьшается на одну и ту же величину и соответственно значительно упрощается оборудование для осуществления способа, что особенно важно при прокатке крупногабаритных заготовок. This method of helical reverse rolling of section metal will increase productivity by expanding technological capabilities and reducing the number of passes to obtain the required diameter of the hire. In this case, the same compression on the side almost equalize the load on the roll nodes from the rolling load. The decrease in the contact spot of the metal with the roll due to the reduction of the diameter of the workpiece from passage to passage is compensated by some hardening of the material structure from passage to passage during the rolling of plastic materials, thereby ensuring an effective increase in the operational durability of the set of roll units due to the equalization of time-averaged loads between them during reverse rolling . The method while reducing the number of passes makes it possible to avoid peak loads of the first passes. In this case, the adjustment operations are greatly simplified, since the caliber from passage to passage decreases by the same value and, accordingly, the equipment for implementing the method is significantly simplified, which is especially important when rolling large-sized billets.

На фиг.1 и 2 представлены схемы двух последовательных трехвалковых калибров для прокатки нагретой заготовки соответственно в прямом и обратном направлениях. Figures 1 and 2 show diagrams of two consecutive three-roll calibers for rolling a heated workpiece, respectively, in the forward and reverse directions.

Получение сортового металла осуществляется следующим образом. Заготовка нагревается до температуры прокатки и подается к стану. Валки 1-3 стана настроены на калибр первого прохода. Направляющие устройства установлены так, что нижняя образующая этих устройств находится на расстоянии Δ h от пережима нижнего валка 3, равном (не менее) величине обжатия на сторону, выбранную для данной заготовки 4, которая прокатывается в прямом направлении. Obtaining grade metal is as follows. The billet is heated to a rolling temperature and fed to the mill. Rolls 1-3 of the mill are tuned to the caliber of the first pass. The guide devices are installed so that the lower generatrix of these devices is at a distance Δ h from the pinch of the lower roll 3, equal to (not less) the amount of compression to the side selected for this workpiece 4, which is rolled in the forward direction.

После выхода раската из первого калибра она под собственным весом опускается на величину Δ h, а валки 1, 2 устанавливаются в положение по фиг.2, образуя калибр следующего прохода. Калибр этого прохода равен d_к1- 2 Δ h = d_к2. Реверсируется направление вращения валков. Заготовка 4 задается во второй калибр и деформируется с занижением ее оси на величину обжатия предыдущего прохода Δ h.After the release of the roll from the first caliber, it falls under its own weight by Δ h, and the rolls 1, 2 are set to the position in figure 2, forming the caliber of the next pass. The caliber of this passage is equal to d _k1 - 2 Δ h = d _k2 . The direction of rotation of the rolls is reversed. The workpiece 4 is set in the second caliber and is deformed with an understatement of its axis by the amount of compression of the previous pass Δ h.

Заготовка 4 прокатывается в обратном направлении. При этом уровень нижней образующей заготовки сохраняется постоянным при прямом и обратном проходе. Это осуществляется настройкой калибра двумя верхними валками 1, 2 относительно нижнего стационарного 3. The workpiece 4 is rolled in the opposite direction. In this case, the level of the lower generatrix of the workpiece remains constant during forward and reverse passage. This is done by adjusting the caliber of the two upper rolls 1, 2 relative to the lower stationary 3.

Далее схема прокатки воспроизводится необходимое количество раз до получения проката заданного диаметра. Next, the rolling pattern is reproduced the required number of times until a given diameter is obtained.

Обжатие заготовки 4 в прямом направлении выполняется с помощью обжимного А и калибрующего В участков, а в обратном направлении с помощью другого обжимного участка С и того же калибрующего В. Compression of the workpiece 4 in the forward direction is performed using crimp A and calibrating sections B, and in the opposite direction using another crimping section C and the same calibrating B.

При осуществлении данного способа со стационарными направляющими устройствами отсутствует ограничение по величине обжатия на сторону от прохода к проходу, так как уровень нижней образующей заготовки от прохода к проходу сохраняется постоянным. Это расширяет технологические возможности способа, позволяет сократить количество проходов до получения необходимого диаметра проката. When implementing this method with stationary guiding devices, there is no restriction on the amount of compression on the side from the passage to the passage, since the level of the lower forming blank from the passage to the passage remains constant. This extends the technological capabilities of the method, reduces the number of passes to obtain the required diameter of the rental.

П р и м е р 1. Предложенный способ применен на лабораторном стане 20-80 трубопрокатного завода им. К.Либкнехта. Трехвалковый стан 20-80 барабанного типа оснащен тремя валками, имеющими возможность радиального перемещения вместе с барабанами вдоль их осей. Оси барабанов располагаются под углом 120^о одна к другой. Через точку пересечения осей барабанов перпендикулярно к ним проходит ось стана. Рабочая клеть стана имеет возможность установки по схеме два валка внизу - один вверху, и наоборот: два валка вверху - один внизу. Валки бочковидные, угол раскатки 0^о, ось барабана проходит через середину валка. Положение каждого валка определяется расстоянием от оси валка до оси стана в плоскости, содержащей оси барабанов. Способ использовался для получения прутка Φ 26 мм из α-титановых сплавов ВТ1-0, ВТ1-00. Диаметр исходной заготовки 80 мм. Валки стана диаметром 140 мм в пережиме разворачивались на угол подачи 20^о. Заготовки, нагретые до 1150^оС, прокатывались для сравнения по двум способам: известному и предложенному.PRI me R 1. The proposed method is applied on a laboratory mill 20-80 pipe rolling plant them. K. Liebknecht. The three-roll mill 20-80 of the drum type is equipped with three rolls that can radially move along with the drums along their axes. The axes of the drums are located at an angle of 120 ° ^to one another. The axis of the mill passes through the point of intersection of the axes of the drums perpendicular to them. The working mill stand has the ability to install two rolls at the bottom - one at the top, and vice versa: two rolls at the top - one at the bottom. The rolls are barrel-shaped, the angle 0 ^{of the} rolling drum axis extends through the middle of the roll. The position of each roll is determined by the distance from the axis of the roll to the axis of the mill in a plane containing the axis of the drums. The method was used to obtain a bar Φ 26 mm from α-titanium alloys VT1-0, VT1-00. The diameter of the original workpiece is 80 mm. Rolls of a mill with a diameter of 140 mm in pinch turned around at a feed angle of 20 ^about . Preform, heated to 1150 ^C, rolled to compare two methods: the known and proposed.

По известному способу заготовки прокатывались в калибре, где два стационарных валка находились один вверху и один внизу, а калибр перестраивался от прохода к проходу посредством перемещения второго верхнего валка. Симметричная схема калибра настраивалась при последнем проходе на калибр Φ 26 мм, образующая которого совпадала с образующей стационарных направляющих устройств. According to the known method, the billets were rolled in caliber, where two stationary rolls were one at the top and one at the bottom, and the caliber was rebuilt from passage to passage by moving the second upper roll. The last symmetric caliber pattern was adjusted to the Φ 26 mm caliber, the generatrix of which coincided with the generatrix of stationary guiding devices.

Для прокатки заготовки от 80 до 26 мм потребовалось 7 проходов. Заготовки прокатывались реверсивно последовательно в калибрах: Φ 59 _→ Φ 44 _→ Φ 35,5 _→ Φ 31 _→ Φ 28,5 _→ Φ 27 _→ Φ 26 с повышением нижней образующей прокатываемой заготовки от прохода к проходу. Для реализации заданного режима обжатий валки устанавливались согласно данным табл.1. For rolling a workpiece from 80 to 26 mm, 7 passes were required. The billets were rolled reversely sequentially in calibers: Φ 59 _ → Φ 44 _ → Φ 35.5 _ → Φ 31 _ → Φ 28.5 _ → Φ 27 _ → Φ 26 with an increase in the lower generatrix of the rolled billet from passage to passage. To implement the specified mode of compression, the rolls were installed according to the data in table 1.

По предложенному способу заготовки прокатывались в калибре, где один стационарный валок находился внизу, а два верхних перестраивались от прохода к проходу. Симметричная схема калибра настраивалась при последнем проходе на калибр Φ 26 мм. Нижняя образующая калибра была расположена выше нижней образующей, стационарно установленных направляющих устройств (желобов входной и выходной сторон стана) на величину обжатия на сторону каждого прохода (не менее этой величины). Для исключения влияния пиковых нагрузок от прокатки на долговечность комплекта валковых узлов величина обжатия на сторону была выбрана 6,75 мм (менее величины обжатия на сторону первых двух проходов по известному способу). According to the proposed method, the workpieces were rolled in caliber, where one stationary roll was located below, and the two upper ones were rebuilt from passage to passage. The symmetric caliber scheme was tuned during the last pass to the Φ 26 mm caliber. The lower generatrix of the caliber was located above the lower generatrix of the stationary mounted guiding devices (grooves of the inlet and outlet sides of the mill) by the amount of compression to the side of each passage (not less than this value). To exclude the effect of peak rolling loads on the durability of a set of roll units, the compression per side was selected 6.75 mm (less than the compression per side of the first two passes by the known method).

Для прокатки заготовки от 80 до 26 мм по предложенному способу потребовалось только 4 прохода вместо 7 по известному. Заготовки прокатывались реверсивно последовательно в калибрах Φ 66,5 _→ Φ 53 _→ Φ 39,5 _→ Φ 26. Заготовка задавалась в калибр и деформировалась с занижением ее оси на величину обжатия на сторону предыдущего прохода, т.е. на 6,75 мм. При этом уровень нижней образующей заготовки сохранялся постоянным от прохода к проходу. Для реализации заданного режима обжатий валки устанавливались согласно табл.2. To roll a workpiece from 80 to 26 mm according to the proposed method, only 4 passes were required instead of 7 according to the known method. The billets were rolled reversely sequentially in calibers Φ 66.5 _ → Φ 53 _ → Φ 39.5 _ → Φ 26. The billet was set in caliber and deformed with an underestimation of its axis by the amount of compression to the side of the previous pass, i.e. by 6.75 mm. In this case, the level of the lower forming blanks was kept constant from passage to passage. To implement the specified mode of compression, the rolls were installed according to table 2.

Предложенный способ винтовой реверсивной прокатки сортового металла позволяет повысить производительность за счет сокращения количества проходов, повысить эксплуатационную долговечность комплекта валковых узлов при реверсивной прокатке за счет исключения пиковых нагрузок первых проходов. The proposed method of helical reverse rolling of section metal allows to increase productivity by reducing the number of passes, to increase the operational durability of a set of roll units during reverse rolling by eliminating the peak loads of the first passes.

Способ позволяет также упростить настроечные операции калибров от прохода к проходу при стационарном положении направляющих устройств. The method also allows to simplify the adjustment operations of calibers from passage to passage with the stationary position of the guiding devices.

Claims

METHOD OF SCREW REVERSIBLE ROLLING OF SORT METAL, including deformation of a workpiece in several passes in a three-roll caliber formed by a stationary lower roll and a pair of upper rolls, the position of one of which is adjusted when setting the gauge, characterized in that the workpiece is set into a caliber and deforms it from the axis of by the amount of compression to the side in the previous pass, keeping the level of the lower forming blanks unchanged for forward and reverse passages, and the caliber setting for the passages is carried out Adjust the position of both upper rolls relative to the stationary lower roll.