RU2812165C1 - Piercer roll - Google Patents
Piercer roll Download PDFInfo
- Publication number
- RU2812165C1 RU2812165C1 RU2023116163A RU2023116163A RU2812165C1 RU 2812165 C1 RU2812165 C1 RU 2812165C1 RU 2023116163 A RU2023116163 A RU 2023116163A RU 2023116163 A RU2023116163 A RU 2023116163A RU 2812165 C1 RU2812165 C1 RU 2812165C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- roll
- workpiece
- guide section
- rolls
- rolling
- Prior art date
Links
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 claims abstract description 36
- 238000003801 milling Methods 0.000 abstract 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 9
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 4
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 230000008092 positive effect Effects 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к рабочему инструменту прошивных станов поперечно-винтовой прокатки, используемому при получении гильз для производства труб.The invention relates to pipe rolling production, in particular to the working tools of cross-helical rolling piercing mills, used in the production of sleeves for pipe production.
Известен валок прошивного стана (патент РФ №2220796, В21В 27/02, В21В 19/04, опубл. 10.01.2004), который имеет участок для соединения с приводом, две опорные шейки для подшипников, рабочий участок, состоящий из входного и выходного конусов, и рабочий участок, служащий для центрирования гильзы на выходе из очага деформации, расположенный консольно на выходной стороне валка.A known roller for a piercing mill (RF patent No. 2220796, B21B 27/02, B21B 19/04, publ. 01/10/2004), which has a section for connection to the drive, two support journals for bearings, a working section consisting of inlet and outlet cones , and a working section that serves to center the liner at the exit from the deformation zone, located in a cantilever on the output side of the roll.
Недостаток валка заключается в том, что отклонение от оси прокатки может происходить не только на выходе из очага деформации, но и на входе, вследствие чего происходит износ и/или неточная настройка входной стороны оборудования прошивного стана, что приводит к кривизне заготовки и торцевому наплыву металла, при этом носик оправки и оправка входят в заготовку с отклонением от ее центра, что способствует разностенности гильзы и готовой трубы.The disadvantage of the roll is that deviation from the rolling axis can occur not only at the exit from the deformation zone, but also at the entrance, resulting in wear and/or inaccurate adjustment of the input side of the piercing mill equipment, which leads to curvature of the workpiece and end flow of metal , in this case, the mandrel nose and the mandrel enter the workpiece with a deviation from its center, which contributes to the difference in thickness of the sleeve and the finished pipe.
Известен валок для винтовой прокатки труб (а.с. СССР №973200 В21В 27/02, В21В 19/04, опубл. 15.11.1982), принятый за прототип, который содержит входной и выходной конусы и имеет выступ, который выполнен на части поверхности входного конуса валка и имеет профиль вдоль оси валка, ограниченный кривой второго порядка, сопряженной с образующей входного конуса.A known roll for screw rolling of pipes (AS USSR No. 973200 V21V 27/02, V21V 19/04, publ. 11/15/1982), adopted as a prototype, which contains inlet and outlet cones and has a protrusion that is made on part of the surface the input cone of the roll and has a profile along the axis of the roll, limited by a second-order curve conjugate with the generatrix of the input cone.
Недостатком валка является то, что выступ, выполненный на поверхности входного конуса валка, образует эксцентриситет, при контакте с валками заготовка отклоняется от оси прокатки, ухудшается ее захват валками и ось заготовки смещается относительно оси прокатки, что приводит к разностенности и образованию внутренних дефектов. Винтовая впадина, образуемая выступом валка на поверхности заготовки, в процессе прошивки может привести к закатам металла.The disadvantage of the roll is that the protrusion made on the surface of the roll input cone forms an eccentricity; upon contact with the rolls, the workpiece deviates from the rolling axis, its grip by the rolls worsens and the workpiece axis shifts relative to the rolling axis, which leads to variations in thickness and the formation of internal defects. The helical cavity formed by the protrusion of the roll on the surface of the workpiece can lead to metal rolling during the piercing process.
Технической задачей изобретения является разработка конструкции валка прошивного стана, обеспечивающей центрирование заготовки по оси прокатки в момент захвата валками за счет повышения втягивающих усилий при захвате.The technical objective of the invention is to develop a design for a piercing mill roll that ensures centering of the workpiece along the rolling axis at the moment of gripping by the rolls by increasing the retracting forces during gripping.
Технический результат заключается в обеспечении стабильного захвата валками заготовки за счет создания дополнительного контакта на входном участке, что снижает разностенность и образование дефектов на внутренней поверхности гильзы.The technical result consists in ensuring stable grip of the workpiece by the rollers by creating additional contact at the inlet section, which reduces the difference in thickness and the formation of defects on the inner surface of the sleeve.
Указанный технический результат достигается за счет того, что валок прошивного стана содержит входной и выходной конусы и выступ. Согласно изобретению, на входной стороне валка расположен направляющий участок длиной L1, рассчитанной по формуле:This technical result is achieved due to the fact that the piercing mill roll contains input and output cones and a protrusion. According to the invention, on the input side of the roll there is a guide section of length L 1 , calculated by the formula:
где - наружный диаметр прошиваемой заготовки, мм;Where - outer diameter of the workpiece being stitched, mm;
- коэффициент, учитывающий геометрические параметры технологического инструмента, - coefficient taking into account the geometric parameters of the technological tool,
угол образующей которого с осью прокатки составляетthe angle of its generatrix with the rolling axis is
где - коэффициент, учитывающий величину угла раскатки валков прошивного стана,Where - coefficient taking into account the rolling angle of the piercing mill rolls,
ρ - угол раскатки валков прошивного стана, град.,ρ - rolling angle of piercing mill rolls, degrees,
при этом выступ расположен на направляющем участке и выполнен в виде радиусного гребня.in this case, the protrusion is located on the guide section and is made in the form of a radial ridge.
В частном случае выполнения радиусный гребень выполнен радиусом R и высотой Н, рассчитанными по следующим формулам:In a particular case, the radius ridge is made with radius R and height H, calculated using the following formulas:
где - коэффициент, учитывающий вид заготовки,Where - coefficient taking into account the type of workpiece,
- коэффициент, учитывающий параметры настройки прошивного стана. - coefficient taking into account the settings of the piercing mill.
В частном случае выполнения направляющий участок валка выполнен цилиндрическим.In a particular case, the guide section of the roll is made cylindrical.
В частном случае выполнения что направляющий участок валка выполнен конусным.In a particular case, the guide section of the roll is made conical.
Выполнение направляющего участка на входной стороне валка длиной L1, рассчитанной по формуле (1), ограничивает степень свободы задаваемой заготовки и обеспечивает более плавную подачу заготовки в валки. Угол образующей направляющего участка с осью прокатки составляет что обеспечивает при развороте и установке валков в стан параллельность образующей направляющего участка оси прокатки и максимальную площадь контакта с заготовкой. Расположение на направляющем участке радиусного гребня обеспечивает стабильный захват заготовки валками за счет повышения втягивающих усилий при захвате и дополнительного контакта на входном участке и центрирование ее по оси прокатки в момент захвата заготовки валками, за счет чего происходит снижение разнотолщинности гильзы и повышается качество получаемых гильз.The implementation of a guide section on the input side of the roll with a length L 1 , calculated by formula (1), limits the degree of freedom of the specified workpiece and ensures a smoother feeding of the workpiece into the rolls. The angle of the guide section generatrix with the rolling axis is which ensures, when turning and installing the rolls into the mill, the parallelism of the generatrix of the guide section of the rolling axis and the maximum area of contact with the workpiece. The location of the radius ridge on the guide section ensures stable gripping of the workpiece by the rolls due to increased retracting forces during gripping and additional contact at the input section and centering it along the rolling axis at the moment the workpiece is captured by the rolls, due to which the variation in thickness of the liner is reduced and the quality of the resulting liners is improved.
Предпочтительно выполнение радиусного гребня радиусом R и высотой Н, рассчитанными по формулам (3) и (4), для получения максимально возможного ограничения степени свободы заготовки и обеспечения плавной и беспрепятственной подачи заготовки в валки прошивного стана.It is preferable to make a radius ridge of radius R and height H, calculated according to formulas (3) and (4), to obtain the maximum possible limitation of the degree of freedom of the workpiece and ensure smooth and unhindered feeding of the workpiece into the rolls of the piercing mill.
Выбор коэффициентов, учитывающих геометрические параметры технологического инструмента k1, величину угла раскатки валков прошивного стана k, вид заготовки k2 и параметры настройки прошивного стана k3, проводили экспериментально путем многократных замеров полученной гильзы при прокатке заготовок различного сортамента с учетом кривизны, фактического диаметра, состояния наружной поверхности заготовки и при различных параметрах настроек прошивного стана.The selection of coefficients taking into account the geometric parameters of the technological tool k1 , the rolling angle of the piercing mill rolls k, the type of workpiece k2 and the settings of the piercing mill k3 , was carried out experimentally by repeated measurements of the resulting sleeve when rolling workpieces of various assortments, taking into account curvature, actual diameter, state of the outer surface of the workpiece and with various parameters of the piercing mill settings.
В период первичного захвата заготовки валками и контакта заготовки с радиусными гребнями происходит снижение пика нагрузки на приводы прошивного стана, что обеспечивает более щадящий режим работы оборудования, и, как следствие, снижение вероятности поломок.During the period of initial capture of the workpiece by rolls and contact of the workpiece with the radius ridges, the peak load on the piercing mill drives decreases, which ensures a more gentle operating mode of the equipment, and, as a result, a decrease in the likelihood of breakdowns.
Предлагаемая калибровка валков оказывает положительное влияние на осуществление вторичного захвата заготовок за счет дополнительного контакта с радиусными гребнями на направляющем участке валков, что позволяет сократить количество циклов деформации до встречи заготовки с оправкой, повысить точность геометрических параметров и качество гильз.The proposed calibration of the rolls has a positive effect on the implementation of secondary gripping of workpieces due to additional contact with the radius ridges on the guide section of the rolls, which allows reducing the number of deformation cycles before the workpiece meets the mandrel, increasing the accuracy of geometric parameters and the quality of the sleeves.
Предлагаемое изобретение поясняется графически, где на фиг. 1 схематически показан продольный разрез валка прошивного стана, на фиг. 2 показан вид А на фиг. 1, на фиг. 3 - расположение валков предлагаемой конструкции перед заполнением металлом очага деформации.The present invention is illustrated graphically, where in Fig. 1 schematically shows a longitudinal section of a piercing mill roll; FIG. 2 shows view A of FIG. 1, in fig. 3 - location of the rolls of the proposed design before filling the deformation zone with metal.
Валок 1 содержит на входной стороне направляющий участок 2, на котором выполнен радиусный гребень 3, рабочий участок, состоящий из входного 4 и выходного 5 конусов. Направляющий участок 2 выполнен длиной L1, рассчитанной по формуле (1), угол образующей направляющего участка 2 с осью прокатки составляет α1, рассчитанный по формуле (2). Радиусный гребень 3 предпочтительно выполнен радиусом R и высотой Н, величина которых рассчитана по формулам (3) и (4), соответственно.The
Направляющий участок 2 может быть выполнен цилиндрическим для бочковидных валков или конусным - для грибовидных и чашевидных валков.The
Предлагаемый валок прошивного стана работает следующим образом. Валки 1 устанавливают в стан таким образом, чтобы образующая направляющего участка 2 была параллельна оси прокатки.The proposed piercing mill roll works as follows.
Заготовка 6, входящая в валки 1 прошивного стана, проходит через расположенный по ходу прошивки с торца бочки валка 1 направляющий участок 2 длиной L1, образующая которого при установке валков в стан параллельна оси прокатки. При этом образующая направляющего участка 2 составляет с осью прокатки угол α1.The workpiece 6, included in the
Заготовка 6 центрируется на радиусных гребнях 3 валков 1 прошивного стана, находящихся на одинаковом расстоянии от оси прокатки, которое составляет половину диаметра нагретой заготовки, и затем поступает на входной конус 4 валка длиной L2 с углом образующей α2 для первичного захвата перед оправкой 7. Выполненные на валках радиусные гребни 3 удерживают заготовку 6 точно по оси прокатки, обеспечивая стабильный захват и центрирование заготовки по оси прокатки в момент захвата валками без вскрытия внутренней полости.The workpiece 6 is centered on the radius ridges 3 of the
Именно выполнение валка с направляющим участком длиной L1, рассчитанной по формуле (1), образующая которого составляет с осью прокатки угол α1, и радиусным гребнем, преимущественно с параметрами, рассчитанными по формулам (3) и (4), обеспечивает стабильный захват заготовки за счет повышения втягивающих усилий при захвате и дополнительного контакта на входном участке валков и центрирование ее по оси прокатки в момент захвата валками, что снижает разностенность и кривизну прокатываемой гильзы и образование дефектов на ее внутренней поверхности.It is the implementation of the roll with a guide section of length L 1 , calculated according to formula (1), the generatrix of which makes an angle α 1 with the rolling axis, and a radius ridge, mainly with parameters calculated according to formulas (3) and (4), that ensures stable grip of the workpiece by increasing the retracting forces during gripping and additional contact at the inlet section of the rolls and centering it along the rolling axis at the moment of gripping by the rolls, which reduces the variation in thickness and curvature of the rolled sleeve and the formation of defects on its inner surface.
Предлагаемый валок прошивного стана был опробован при производстве бесшовных труб диаметром 168÷273 мм, полученных из непрерывно-литой заготовки (далее - НЛЗ) диаметром 290 мм (таблица 1), и диаметром 325 мм, полученных из НЛЗ диаметром 360 мм (таблица 2). Для сопоставления результатов по потере металла (брак, второй сорт и обрезь дефектов) и кривизне гильзы использовали показатели продукции, полученной по действующей технологии.The proposed piercing mill roller was tested in the production of seamless pipes with a diameter of 168÷273 mm, obtained from a continuously cast billet (hereinafter referred to as a continuous cast billet) with a diameter of 290 mm (Table 1), and with a diameter of 325 mm, obtained from a continuous cast billet with a diameter of 360 mm (Table 2) . To compare the results on metal loss (defects, second grade and defect cutting) and liner curvature, we used the indicators of products obtained using the current technology.
Применение предлагаемой конструкции валка позволило обеспечить устойчивый захват заготовки валками прошивного стана за счет повышения втягивающих усилий при захвате и дополнительного контакта на входном участке валков, центрирование заготовки по оси прокатки в момент захвата валками и снизить уровень потерь металла при производстве труб по основным видам дефектов, в том числе:The use of the proposed roll design made it possible to ensure stable gripping of the workpiece by the rollers of the piercing mill due to increased retracting forces during gripping and additional contact at the inlet section of the rolls, centering the workpiece along the rolling axis at the moment of gripping by the rolls and reducing the level of metal losses during pipe production due to the main types of defects, including including:
- по дефекту «плена внутренняя прокатная» при прокатке труб из НЛЗ:- for the defect “internal rolling film” when rolling pipes from continuous-cast mill:
диаметром 290 мм - с 0,32 до 0,22%,with a diameter of 290 mm - from 0.32 to 0.22%,
диаметром 360 мм - с 0,89 до 0,45%,with a diameter of 360 mm - from 0.89 to 0.45%,
- при производстве труб диаметром 325 мм снизить с 0,61 до 0,35% отклонение по толщине стенки от допустимого значения.- in the production of pipes with a diameter of 325 mm, reduce the deviation in wall thickness from the permissible value from 0.61 to 0.35%.
Кроме того, снижена обрезь дефектов, а также технологическая обрезь на первом переделе.In addition, the number of defects has been reduced, as well as technological waste at the first stage.
Использование предлагаемого валка прошивного стана поперечно-винтовой прокатки позволит обеспечить устойчивый захват заготовки валками прошивного стана, центрирование ее по оси прокатки в момент захвата валками и снизить разностенность гильзы, отклонения по толщине стенки от допустимого значения, кривизну прокатываемой гильзы и образование дефектов на ее внутренней поверхности.The use of the proposed roll of the piercing mill of cross-helical rolling will ensure stable grip of the workpiece by the rolls of the piercing mill, centering it along the rolling axis at the moment of gripping by the rolls and reduce the variation in thickness of the sleeve, deviations in wall thickness from the permissible value, the curvature of the rolled sleeve and the formation of defects on its inner surface .
Claims (15)
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2812165C1 true RU2812165C1 (en) | 2024-01-24 |
Family
ID=
Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE936322C (en) * | 1937-08-13 | 1955-12-07 | Mannesmann Ag | Mandrelless angled rolling mill for calibrating and smoothing tubes with a weak reduction |
SU749471A1 (en) * | 1978-06-01 | 1980-07-25 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Roll for tube screw rolling on three-high rolling mill |
SU973200A1 (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-15 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Roll for screw rolling of tubes |
SU1736651A1 (en) * | 1989-04-11 | 1992-05-30 | Днепропетровский Металлургический Институт | Three-roll rolling-off mill roll |
RU2041751C1 (en) * | 1992-02-27 | 1995-08-20 | Иванов Леонид Аркадьевич | Technological tool of mill for helical rolling |
RU2554246C1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-27 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Roller of helical rolling mill |
Patent Citations (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE936322C (en) * | 1937-08-13 | 1955-12-07 | Mannesmann Ag | Mandrelless angled rolling mill for calibrating and smoothing tubes with a weak reduction |
SU749471A1 (en) * | 1978-06-01 | 1980-07-25 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Roll for tube screw rolling on three-high rolling mill |
SU973200A1 (en) * | 1981-05-18 | 1982-11-15 | Уральский научно-исследовательский институт трубной промышленности | Roll for screw rolling of tubes |
SU1736651A1 (en) * | 1989-04-11 | 1992-05-30 | Днепропетровский Металлургический Институт | Three-roll rolling-off mill roll |
RU2041751C1 (en) * | 1992-02-27 | 1995-08-20 | Иванов Леонид Аркадьевич | Technological tool of mill for helical rolling |
RU2554246C1 (en) * | 2013-12-10 | 2015-06-27 | Открытое акционерное общество "Челябинский трубопрокатный завод" | Roller of helical rolling mill |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EA012898B1 (en) | Method for producing seamless pipes | |
US8601844B2 (en) | Multi-roll mandrel mill and method of producing seamless tubes | |
RU2812165C1 (en) | Piercer roll | |
RU2378063C1 (en) | Mandrel of rotary piercer | |
US7188501B2 (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
RU2759820C1 (en) | Screw piercing method in a four-roll mill | |
RU2315671C1 (en) | Tube screw rolling method | |
RU2821416C1 (en) | Method of screw piercing in four-roll mill | |
RU2671022C1 (en) | Piercing mill guide ruler | |
RU2807154C1 (en) | Method for regrinding rolls of screw rolling mill | |
RU2496590C1 (en) | Rotary piercer working tools | |
JP6623211B2 (en) | Method for producing a hot rolled seamless tube with a thick end | |
RU2773967C1 (en) | Screw fitting method | |
JP2007038297A (en) | Method for cold-rolling metal tube | |
RU2416474C1 (en) | Method of tube screw rolling and mill to this end | |
RU225958U1 (en) | BOTTOM DRIVING OF AN AUTOMATIC MILL FOR ROLLING PIPE IN MULTI-LINE ROLLERS | |
JP2012510902A (en) | Method for producing seamless pipes with a three-roll mandrel rolling mill | |
RU2378062C1 (en) | Manufacturing method of bushings cross-screw rolling mill | |
RU2723494C1 (en) | Method of rolling hollow billet on mandrel in three-shaft helical rolling mill and working roll for implementation thereof | |
SU1079322A1 (en) | Skew-roll mill | |
RU2392073C2 (en) | Method of shuttering profile obtainment | |
RU2400317C1 (en) | Method of producing seamless tubes | |
RU2391155C1 (en) | Method of shell manufacturing out of cast blank | |
SU1359031A1 (en) | Mandrel for screw piercing | |
SU1424888A1 (en) | Process tool for screw rolling of tubes |