RU2271886C2

RU2271886C2 - Method for making seamless hot rolled tubes in tube rolling aggregates with pilger mills

Info

Publication number: RU2271886C2
Application number: RU2004116780/02A
Authority: RU
Inventors: нов Анатолий Васильевич Сафь (RU); Анатолий Васильевич Сафьянов; Валентин Иреклеевич Тазетдинов (RU); Валентин Иреклеевич Тазетдинов; Исаак Иосифович Вольберг (RU); Исаак Иосифович Вольберг; Леонид Игнатьевич Лапин (RU); Леонид Игнатьевич Лапин; Сергей Васильевич Ненахов (RU); Сергей Васильевич Ненахов; Игорь Александрович Романцов (RU); Игорь Александрович Романцов; Валерий Александрович Головинов (RU); Валерий Александрович Головинов; Николай Петрович Климов (RU); Николай Петрович Климов; Кирилл Николаевич Никитин (RU); Кирилл Николаевич Никитин; Сергей Александрович Андрюнин (RU); Сергей Александрович Андрюнин
Original assignee: ОАО "Челябинский трубопрокатный завод"
Priority date: 2004-06-02
Filing date: 2004-06-02
Publication date: 2006-03-20
Also published as: RU2004116780A

Abstract

FIELD: rolled tube production processes and equipment, namely manufacture of seamless hot deformed tubes in tube rolling aggregates with pilger mills.

SUBSTANCE: method comprises steps of heating ingots and billets till yielding temperature; piercing them to sleeves in screw rolling mills; rolling sleeves to tubes in pilger mills between rolls with periodic profile and with cross outlet angle 20-25° at tilting sleeve-tubes. In pilger mills tubes are rolled at tilting them by 70±2° or 110±2°.

EFFECT: enhanced quality of tubes due to lowered wall thickness difference, improved efficiency of pilger mills, reduced cost of ingot- tube conversion process.

1 dwg, 1 tbl

Description

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства бесшовных горячекатаных труб, и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, имеющими в своем составе подающие аппараты и пилигримовые клети.The invention relates to pipe rolling production, and in particular to a method for the production of seamless hot-rolled pipes, and can be used in the production of seamless hot-rolled pipes in pipe-rolling plants with pilgrim mills incorporating feed apparatuses and pilgrim stands.

В трубопрокатном производстве известен способ производства бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, согласно которому нагретые до температуры пластичности (1250-1300)°С слитки (заготовки) задают в стан поперечно-винтовой прокатки и прошивают в гильзы с вытяжкой μ_пр далее гильзы прокатывают на пилигримовом стане в трубы с подачей гильзы в очаг деформации m и вытяжкой μ_пил, значения которых зависят от толщины стенки прокатываемых труб, калибровки пилигримовых валков и коэффициента полировки. Одновременно с подачей осуществляется поворот гильзы-трубы на угол ≈90° (Данилов Ф.Н., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Горячая прокатка труб. Металлургиздат, 1962, с.284).In known tube-manufacturing method for manufacturing hot-rolled seamless tubes on tube rolling plants with pilger whereby heated to plasticity temperature (1250-1300) ° C ingots (billets) define a helical mill rolling, and is sewn into the sleeve with hood μ _ave further sleeve they are rolled in a pilgrim mill to tubes with a sleeve being fed into the deformation zone m and an exhaust hood μ of _saws , the values of which depend on the wall thickness of the rolled tubes, calibration of the pilgrim rolls and polishing coefficient. Simultaneously with the feed, the sleeve of the pipe rotates by an angle of ≈90 ° (Danilov F.N., Gleiberg A.Z., Balakin V.G. Hot rolling of pipes. Metallurgizdat, 1962, p. 284).

Недостатком данного способа производства бесшовных горячекатаных тонкостенных труб на установках с пилигримовыми станами является относительно высокая поперечная разностенность, вызванная тем, что при прокатке труб данного сортамента с коэффициентом полировки, равным 2,5-3,0, во время первой кантовки бунт (утолщение металла в калибре валков с углом поперечного выпуска α_в) попадает по центру калибра (1-1), т.е. частично раскатывается, а избыточный объем металла опять переходит в бунт и образует утолщение (поперечную разностенность), который во время последующей подачи с кантовкой на угол 90° попадает в сечение 2-2, т.е. не раскатывается. Чтобы полностью раскатать данное утолщение нужно увеличивать коэффициент полировки до 3,5-4,0, а это приведет к снижению величины подачи m и производительности пилигримовой установки, что в свою очередь приведет к потере температуры, снижению длины прокатываемых труб на 25-30%, а следовательно, к увеличению доли технологических отходов (вес пилигримовых головок и затравочных концов) и, как следствие, к повышенному расходному коэффициенту металла при переделе слиток (заготовка) - труба.The disadvantage of this method of manufacturing seamless hot-rolled thin-walled pipes in plants with pilgrim mills is the relatively high lateral difference caused by the fact that when rolling pipes of this assortment with a polishing coefficient of 2.5-3.0 during the first tilting riot (metal thickening in the gauge of the rolls with the angle of transverse release α _in ) falls in the center of the gauge (1-1), partially rolled, and the excess metal volume again goes into a riot and forms a thickening (lateral difference), which, during subsequent feeding with a pitching at an angle of 90 °, falls into section 2-2, i.e. not rolling out. In order to completely roll out this thickening, it is necessary to increase the polishing coefficient to 3.5-4.0, and this will lead to a decrease in the feed rate m and the performance of the pilgrim installation, which in turn will lead to a temperature loss, a reduction in the length of rolled pipes by 25-30%, and consequently, to an increase in the share of technological waste (the weight of pilgrim heads and seed ends) and, as a result, to an increased expenditure coefficient of the metal during the redistribution of the ingot (billet) is a pipe.

Наиболее близким техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ производства бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами и механизм (устройство) для вращения гильз подающего аппарата пилигримовых станов строго на 90° (авт. свидетельство №188458, кл. 7а, 17/02 от 01.9.1966 г.).The closest technical solution, selected as a prototype, is a method for the production of seamless hot-rolled pipes in tube-rolling plants with pilgrim mills and a mechanism (device) for rotating the sleeves of the feeding apparatus of the pilgrim mills strictly 90 ° (author's certificate No. 188458, cl. 7a, 17 / 02 dated September 1, 1966).

Недостатком данного способа и устройства для вращения гильз подающего аппарата пильгерстанов при производстве бесшовных горячекатаных тонкостенных труб является также повышенная поперечная разностенность, приводящая к повторной перерезке труб по толщине стенки и переводу их в пониженное качество.The disadvantage of this method and device for rotation of the sleeves of the feeding apparatus of the pilger stop in the production of seamless hot-rolled thin-walled pipes is also the increased lateral difference, leading to repeated cutting of the pipes along the wall thickness and translating them into lower quality.

Целью предложенного способа является снижение поперечной разностенности труб, производство тонкостенных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами с более жесткими допусками по стенке, повышение производительности пилигримовых установок за счет снижения коэффициента полировки, снижение расходного коэффициента металла, а следовательно, снижение стоимости передела слиток (заготовка) - труба.The aim of the proposed method is to reduce the lateral difference in the pipes, the production of thin-walled pipes in pipe rolling plants with pilgrim mills with tighter tolerances on the wall, increasing the performance of the pilgrim installations by reducing the polishing coefficient, reducing the expenditure coefficient of the metal, and therefore, reducing the cost of redistributing the ingot (billet) - the pipe.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства бесшовных горячекатаных труб на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающим нагрев слитков и заготовок до температуры пластичности, прошивку их в гильзы на станах косой прокатки, прокатку гильз в трубы на пилигримовых станах в валках с периодическим профилем и углом поперечного выпуска 20-25° с кантовки гильз-труб на угол ≈90°, прокатку труб на пилигримовых станах производят с кантовкой гильз-труб на угол 70±2° или 110±2,0°.This goal is achieved by the fact that in the known method for the production of seamless hot-rolled pipes in pipe-rolling plants with pilgrim mills, including heating ingots and billets to a plasticity temperature, piercing them into sleeves on oblique rolling mills, rolling the sleeves into pipes on pilgrim mills in rolls with a periodic profile and an angle of transverse release of 20-25 ° from the edge of the sleeve tubes at an angle of ≈90 °, the rolling of pipes on pilgrim mills is performed with the edge of the sleeve tubes at an angle of 70 ± 2 ° or 110 ± 2.0 °.

Заявляемое техническое решение отличается от прототипа тем, что с целью снижения поперечной разностенности, особенно при прокатке тонкостенных труб, повышения производительности трубопрокатных установок с пилигримовыми станами, снижения количества перерезов по стенке и расходного коэффициента металла прокатку труб на пилигримовых станах производят с кантовкой гильз-труб на угол 70±2° или 110±2,0°. Эти отличия позволяют сделать вывод о соответствии заявляемого технического решения критерию "новизна". Признаки, отличающие заявляемое техническое решение от прототипа, не выявлены в других технических решениях при изучении данной и смежной областей техники и, следовательно, обеспечивают заявляемому решению соответствие критерию "существенные отличия".The claimed technical solution differs from the prototype in that in order to reduce the lateral difference, especially when rolling thin-walled pipes, to increase the productivity of pipe-rolling plants with pilgrim mills, to reduce the number of cuts along the wall and the expenditure coefficient of metal, the pipes are rolled on pilgrim mills with the casing of the sleeve tubes on angle 70 ± 2 ° or 110 ± 2.0 °. These differences allow us to conclude that the claimed technical solution meets the criterion of "novelty." Signs that distinguish the claimed technical solution from the prototype are not identified in other technical solutions when studying this and related areas of technology and, therefore, provide the claimed solution with the criterion of "significant differences".

Осуществление заявляемого способа поясняется с помощью представленной на чертеже схемы кантовки гильз-труб. При кантовке гильз-труб на угол 70±2° бунт (утолщение металла), образующийся в поперечных выпусках калибра в процессе подачи и раскатки металла в очаге деформации, при последующей кантовке займет положение 1¹-1¹, затем 2¹-2¹, 3¹-3¹и 4¹-4¹, т.е. ось бунта будет занимать положения в калибре, соответствующие углам 70-140-210 и 280°, т.е. при каждой кантовке бунт будет попадать в зону интенсивной деформации, а именно калибр в данных местах будет иметь форму круга. Аналогичная картина будет и при кантовке гильзы-трубы на угол 110°, т.е. ось бунта будет занимать места в калибре, соответствующие точкам 1¹¹-1¹¹, 2¹¹-2¹¹, 3¹¹-3¹¹ и 4¹¹-4¹¹ или углам 110-220-330 и 440°, что также будет соответствовать зоне интенсивной деформации. Изменение угла кантовки от данных значений на ±5° приводит к тому, что при второй или третьей кантовке ось бунта будет попадать в поперечные выпуска калибра валков или в участки, близкие к поперечным выпускам калибра.The implementation of the proposed method is illustrated using the shown on the drawing diagram of the canting of the sleeve pipes. When turning the sleeve pipes at an angle of 70 ± 2 °, a riot (thickening of the metal) formed in the transverse outlets of the gauge during the supply and rolling of metal in the deformation zone, at the subsequent turning, will take the position 1 ¹ -1 ¹ , then 2 ¹ -2 ¹ , 3 ¹ -3 ¹ and 4 ¹ -4 ¹ , i.e. the riot axis will occupy positions in caliber corresponding to angles of 70-140-210 and 280 °, i.e. with each rim, the riot will fall into the zone of intense deformation, namely, the caliber in these places will have the shape of a circle. A similar picture will be observed when turning the sleeve-pipe at an angle of 110 °, i.e. the riot axis will occupy places in the caliber corresponding to points 1 ¹¹ -1 ¹¹ , 2 ¹¹ -2 ¹¹ , 3 ¹¹ -3 ¹¹ and 4 ¹¹ -4 ¹¹ or angles 110-220-330 and 440 °, which will also correspond to the intensive zone deformation. A change in the pitch angle from these values by ± 5 ° leads to the fact that during the second or third pitch, the axis of the riot will fall into the transverse outlets of the roll gauge or in areas close to the transverse outlets of the caliber.

Способ опробован на установке с пилигримовыми станами 8-16" ОАО "ЧТПЗ".The method was tested on the installation with pilgrim mills 8-16 "JSC" ChTPZ ".

Проведены сравнительные прокатки труб размером 273×8 мм из слитков диаметром 13" (500/470×1700 мм) стали марки 20 (100 слитков). Слитки в прошивном стане прошивались в гильзы размером 460×290_вн.×3000 мм. Пятьдесят гильз прокатывались на пилигримовом стане в валках с диаметром бочки 900 мм (существующая технология). Угол кантовки гильз-труб при использовании дрели с шагом 4800 мм по существующей технологии составлял 90° (расчетный угол кантовки 89°). Вторая половина гильз (50 шт.) прокатывались на пилигримовом стане в валках с диаметром бочки 1045 мм (предлагаемая технология). Угол кантовки гильз-труб при использовании дрели с шагом 4800 мм по предлагаемой технологии составлял 110° (расчетный угол кантовки 109,5°). Трубы прокатывались длиной 36-37 метров и разрезались на три части длиной 12-12,5 метра. После прокатки все трубы (300 шт.) подвергались контрольным замерам стенки с каждого конца с фиксированием максимального и минимального значений. Среднее значение максимальных толщин стенок на трубах, прокатанных по существующей технологии, составило 9,3 мм, а на трубах, прокатанных по предлагаемой технологии, - 9,1 мм. Среднее значение минимальных толщин стенок на трубах, прокатанных по существующей технологии, составило 6,7 мм, а на трубах, прокатанных по предлагаемой технологии, - 6,8 мм (по ГОСТ 8732 толщина стенки, соответственно, 9,0 и 6,8 мм). Количество перерезов по стенке на трубах, прокатанных по существующей технологии, составило 12,4%, из них по превышению плюсового поля допуска 9,3%, а минусового 3,1%. Количество перерезов по стенке на трубах, прокатанных по предлагаемой технологии, составило 4,3%, из них по превышению плюсового поля допуска 3,1%, а минусового 1,2%. Расходный коэффициент металла (основной экономический показатель) на трубах, прокатанных по существующей технологии, составил 1,273, а на трубах, прокатанных по предлагаемой технологии, 1,252, т.е. экономия металла на 1 тонне труб составила 21 кг.Comparative rolling of pipes 273 × 8 mm in size from ingots with a diameter of 13 ″ (500/470 × 1700 mm) of steel grade 20 (100 ingots) was carried out. The ingots in the piercing mill were sewn into sleeves measuring 460 × 290 in _. × 3000 mm. Fifty sleeves were rolled on a pilgrim mill in rolls with a barrel diameter of 900 mm (existing technology). The edge of the sleeve pipe when using a drill with a pitch of 4800 mm according to the existing technology was 90 ° (the calculated angle of the edge of 89 °). The second half of the sleeves (50 pcs.) rolled on a pilgrim mill in rolls with a barrel diameter of 1045 mm (proposed (nology). The angle of the edge of the sleeve tubes when using a drill with a pitch of 4800 mm according to the proposed technology was 110 ° (the calculated angle of the edge is 109.5 °). The pipes were rolled 36-37 meters long and cut into three parts 12-12.5 meters long After rolling, all pipes (300 pcs.) Were subjected to control wall measurements at each end with fixing the maximum and minimum values.The average value of the maximum wall thicknesses on pipes rolled according to the existing technology was 9.3 mm, and on pipes rolled according to the proposed technology - 9.1 mm. The average value of the minimum wall thicknesses on pipes rolled according to the existing technology was 6.7 mm, and on pipes rolled according to the proposed technology 6.8 mm (according to GOST 8732, the wall thickness was 9.0 and 6.8 mm, respectively ) The number of wall cuts on pipes rolled according to the existing technology was 12.4%, of which 9.3% when the plus margin was exceeded and 3.1% when it was exceeded. The number of wall cuts on pipes rolled according to the proposed technology amounted to 4.3%, of which, by exceeding the plus margin of tolerance of 3.1%, and minus 1.2%. The expenditure coefficient of the metal (the main economic indicator) for pipes rolled according to the existing technology amounted to 1.273, and for pipes rolled according to the proposed technology, 1.252, i.e. metal savings per 1 ton of pipes amounted to 21 kg.

Claims

A method for the production of seamless hot-deformed pipes in pipe-rolling plants with pilgrim mills, including heating ingots and billets to ductility temperature, flashing them into sleeves on oblique rolling mills, rolling the sleeves into pipes on pilgrim mills in rolls with a periodic profile and a transverse angle of 20-25 ° with a sleeve of pipe sleeves, characterized in that the rolling of the pipes on the pilgrim mills is performed with a pipe edge at an angle of (70 ± 2) ° or (110 ± 2.0) °.