RU2812165C1 - Piercer roll - Google Patents

Piercer roll Download PDF

Info

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
Application number
RU2023116163A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Роман Олегович Бушин
Владимир Леонидович Пятков
Олег Александрович Панасенко
Алексей Григорьевич Пьянков
Александр Викторович Терешин
Николай Юрьевич Блаженец
Original Assignee
Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК")
Filing date
Publication date
Application filed by Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК") filed Critical Публичное акционерное общество "Трубная металлургическая компания" (ПАО "ТМК")
Application granted granted Critical
Publication of RU2812165C1 publication Critical patent/RU2812165C1/en

Links

Images

Abstract

FIELD: milling.
SUBSTANCE: piercer roll. The roll contains a guide section, input and output cones. On the guide section there is a protrusion in the form of a radial ridge. Using mathematical relationships, the guide section of length L1 and the angle of the guide section generatrix with the rolling axis were calculated α1.
EFFECT: stable grip of the workpiece by the rollers of the piercer roll is ensured, its centering along the rolling axis at the moment of gripping the workpiece by the rolls and a reduction in the thickness difference of the pipe workpiece during rolling by rolls.
4 cl, 2 tbl, 3 dwg

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 roller 1 contains on the input side a guide section 2, on which a radius ridge 3 is made, a working section consisting of an input 4 and an output 5 cones. The guide section 2 is made of length L 1 , calculated by formula (1), the angle of the guide section 2 with the rolling axis is α 1 , calculated by formula (2). The radial ridge 3 is preferably made with a radius R and a height H, the values of which are calculated using formulas (3) and (4), respectively.

Направляющий участок 2 может быть выполнен цилиндрическим для бочковидных валков или конусным - для грибовидных и чашевидных валков.The guide section 2 can be made cylindrical for barrel-shaped rolls or conical for mushroom-shaped and cup-shaped rolls.

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. Rolls 1 are installed in the mill in such a way that the generatrix of the guide section 2 is parallel to the rolling axis.

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 rolls 1 of the piercing mill, passes through a guide section 2 of length L 1 located along the piercing from the end of the barrel of the roll 1, the generatrix of which, when the rolls are installed in the mill, is parallel to the rolling axis. In this case, the generatrix of the guide section 2 makes an angle α 1 with the rolling axis.

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 rolls 1 of the piercing mill, located at the same distance from the rolling axis, which is half the diameter of the heated workpiece, and then enters the input cone 4 of the roll with a length of L 2 with a generatrix angle α 2 for primary capture before the mandrel 7. Radius ridges 3 made on the rollers hold the workpiece 6 exactly along the rolling axis, ensuring stable grip and centering of the workpiece along the rolling axis at the moment of gripping by the rolls without opening the internal cavity.

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)

1. Валок прошивного стана, содержащий входной и выходной конусы и выступ, отличающийся тем, что на входной стороне валка расположен направляющий участок длиной L1, рассчитанной по формуле:1. A piercing mill roll containing input and output cones and a protrusion, characterized in that on the input side of the roll there is a guide section of length L1, 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. 2. Валок по п. 1, отличающийся тем, что радиусный гребень выполнен радиусом R и высотой Н, рассчитанными по следующим формулам:2. Roll according to claim 1, characterized in that the radius ridge is made of radius R and height H, calculated according to 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. 3. Валок по п. 1 или 2, отличающийся тем, что направляющий участок валка выполнен цилиндрическим.3. Roll according to claim 1 or 2, characterized in that the guide section of the roll is made cylindrical. 4. Валок по п. 1 или 2, отличающийся тем, что направляющий участок валка выполнен конусным.4. Roll according to claim 1 or 2, characterized in that the guide section of the roll is made conical.
RU2023116163A 2023-06-20 Piercer roll RU2812165C1 (en)

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2812165C1 true RU2812165C1 (en) 2024-01-24

Family

ID=

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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
RU2707052C1 (en) Method of continuous pipe rolling and mandrel unit for its implementation
RU2378063C1 (en) Mandrel of rotary piercer
US7188501B2 (en) Cold rolling process for metal tubes
RU2759820C1 (en) Screw piercing method in a four-roll mill
JP4192971B2 (en) Cold rolling method for metal tubes
RU2671022C1 (en) Piercing mill guide ruler
RU2489221C1 (en) Method of hot-rolled pipe production
RU2807154C1 (en) Method for regrinding rolls of screw rolling mill
RU2496590C1 (en) Rotary piercer working tools
RU2426618C1 (en) Method of producing thin-wall shells with periodic large-diameter profile
EA018319B1 (en) Method for producing seamless tubes by means of a three-roll bar rolling mill
JP6623211B2 (en) Method for producing a hot rolled seamless tube with a thick end
RU2416474C1 (en) Method of tube screw rolling and mill to this end
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
RU2542131C1 (en) Roll of pilger mill for rolling of thin-wall tubes with diameter of 508 mm with increased accuracy as to wall