RU2139154C1 - Method for making seamless tubes by pilger and helical rolling - Google Patents

Abstract

FIELD: manufacture of seamless tubes by helical and pilger rolling. SUBSTANCE: method comprises steps of plastic deformation of blank heated up to rolling temperature in piercing press in order to receive hollow blank; reducing walls of hollow tubular blank by thickness in mill for helical rolling with the aid of inner tool; subjecting tubular blank to elongation and then subjecting elongated hollow blank without bottom to plastic deformation in pilger mill in order to make tube by hot pilger rolling; subjecting blank without bottom to deformation at guiding it into mill for helical rolling by its end where bottom previously was (at looking in rolling direction); rotating hollow blank by 180 degrees before guiding it to pilger mill. EFFECT: elimination of inner defects of tubes such as bent up and expanded end portion. 4 cl, 2 dwg

Description

Изобретение относится к способу изготовления беспорных труб поперечно-винтовой и пильгерной (пилигримовой) прокаткой. The invention relates to a method for manufacturing non-support tubes of cross-helical and pilger (pilgrim) rolling.

Для изготовления бетонных труб в диапазоне размеров от 60 до 660 мм по наружному диаметру и толщине стенки от 3 до 125 мм применяется способ пильгерной шаговой поперечно-винтовой прокатки, известный также, как способ Маннесманна (см. Staherohr-Handbuch, 10 издание, издательство Vulkan, Эссен, 1986). На больших пильгерных линиях слитки с размерами от 250 до 660 мм по наружному диаметру нагревают во вращающейся печи, обычно - многоугольные или круглые слитки, до температуры прокатки. После нагрева и удаления с поверхности слитка окалины, его вводят чаще всего, в круглую матрицу вертикального прошивного пресса. С помощью пуансона формуется прессовая заготовка с дном, причем зона дна располагается на стороне усадочной раковины отливки. For the manufacture of concrete pipes in the size range from 60 to 660 mm in outer diameter and wall thickness from 3 to 125 mm, the pilger stepwise helical rolling method, also known as the Mannesmann method, is used (see Staherohr-Handbuch, 10th edition, Vulkan publishing house , Essen, 1986). On large pilger lines, ingots with sizes from 250 to 660 mm in outer diameter are heated in a rotary kiln, usually polygonal or round ingots, to a rolling temperature. After heating and removing scale from the surface of the ingot, it is most often introduced into the round matrix of the vertical piercing press. Using a punch, a press blank is formed with a bottom, the bottom zone being located on the side of the shrink shell of the casting.

Следующей рабочей операцией является вытяжка с утоньшением стенок на стане поперечно-винтовой прокатки, снабженном инструментом для внутренней обработки, при которой уменьшается толщина стенки прессовой заготовки, и последняя легко вытягивается. При этом одновременно прокатывается дно. В заключение, с того же нагрева на пильгерном прокатном стане осуществляется пластическое формообразование с получением длинномерной бесшовной трубы. Из-за формы торцевой стороны полой заготовки после поперечно-винтовой прокатки при входе в заключительный процесс пильгерования могут создаваться определенные проблемы. Так как раскатанная сторона полой заготовки лежит со стороны задаваемого конца пильгерного дорна, может произойти повторное загибание и развальцовывание выступающей зоны закраины. Этот тип внутренних дефектов является нежелательным и в процессе дальнейшего использования трубы может создать большие проблемы. Кроме того, начальная часть полой заготовки, вследствие отсутствия опоры при начале прокатки и вызванного этим качательного движения, конусообразно раздается после поперечно-винтовой прокатки. Это приводит к проблемам при входе в процесс пильгерования. При выходе из валков, наоборот, конец полой заготовки немного сужается за счет упругости прокатной клети. The next working step is the hood with thinning of the walls on a cross-helical rolling mill equipped with an internal processing tool, in which the wall thickness of the billet is reduced, and the latter is easily stretched. At the same time, the bottom rolls. In conclusion, from the same heating, plastic shaping is carried out on the pilger rolling mill to produce a long seamless pipe. Due to the shape of the end side of the hollow billet after cross-helical rolling, certain problems can be created at the entrance to the final pilger process. Since the rolled side of the hollow billet lies on the side of the preset end of the pilger mandrel, repeated bending and flaring of the protruding zone of the flange can occur. This type of internal defect is undesirable and can create big problems in the process of further use of the pipe. In addition, the initial part of the hollow billet, due to the lack of support at the beginning of rolling and the resulting oscillating movement, is conically distributed after cross-helical rolling. This leads to problems when entering the pilger process. When exiting the rolls, on the contrary, the end of the hollow billet narrows slightly due to the elasticity of the rolling stand.

Кроме того, известен способ изготовления бесшовных труб поперечно-винтовой и пилигримовой прокаткой, включающей пластическую деформацию заготовки, нагретой до температуры прокатки, в прошивочном прессе с получением полой прессованной заготовки, ее обжатие по толщине стенки с вытяжкой в стане поперечно-винтовой прокатки с использованием внутреннего инструмента и заключительную пластическую деформацию полой заготовки без дна посредством пильгерной прокатки с получением трубы ("Справочник по прокатному и трубному производству" С.Я. Финкельштейн, М., 1975, стр. 334). In addition, there is a known method of manufacturing seamless tubes of cross-helical and pilgrim rolling, including plastic deformation of a billet heated to a rolling temperature in a piercing press to obtain a hollow pressed billet, its compression along the wall thickness with an hood in a cross-helical rolling mill using internal tool and final plastic deformation of a hollow billet without a bottom by means of pilger rolling to produce pipes ("Guide to rolling and pipe production" S. Ya. Fi kelshteyn, M., 1975, p. 334).

Этому решению также присущи вышеупомянутые недостатки. This solution also has the aforementioned disadvantages.

Задачей изобретения является создание способа, в котором исключаются вышеописанные сложности и проблемы. The objective of the invention is to provide a method in which the above-described difficulties and problems are eliminated.

Решение этой задачи осуществляется за счет того, что перед обжатием заготовки в стане поперечно-винтовой прокатки у нее удаляют дно, в стан поперечно-винтовой прокатки заготовку задают в направлении прокатки торцем, соответствующим месторасположению дна, а перед вводом заготовки в пильгерный стан ее поворачивают на 180^o.The solution to this problem is due to the fact that before the workpiece is crimped in the cross-helical rolling mill, the bottom is removed from it, in the cross-helical rolling mill, the workpiece is set in the rolling direction with the end corresponding to the bottom location, and before turning the workpiece into the pilger mill, it is turned by 180 ^o .

Является целесообразным проводить прошивку в две стадии, на первой из которых изготавливают прессовую заготовку с дном, на второй - дно удаляют. При этом прошивку можно проводить в две стадии, удаляя в процессе прошивки дно, причем последнее осуществляют посредством прессования. It is advisable to carry out the firmware in two stages, on the first of which a press blank with a bottom is made, on the second - the bottom is removed. In this case, the firmware can be carried out in two stages, removing the bottom during the firmware process, the latter being carried out by pressing.

На чертеже схематически представлен известный способ (фиг. 1) и способ согласно изобретению (фиг. 2) в сравнении друг с другом. The drawing schematically shows a known method (Fig. 1) and the method according to the invention (Fig. 2) in comparison with each other.

На позиции a) фиг. 1 показана отливка 1 с усадочной раковиной 2 в головной части. Обычно отливку 1 нагревают во вращающейся печи 3 (позиция 3b) до необходимой температуры прокатки или пластического деформирования. В зависимости от материала она составляет от 1200 до 1320 градусов Цельсия. На позиции c) показано положение отливки 1 перед вводом в матрицу 4 прошивочного пресса 5. При этом важным является, что зона 2 отливки 1 с усадочной раковиной расположена внизу и позже образует зону 8 дна. At position a) of FIG. 1 shows a casting 1 with a shrink shell 2 in the head. Typically, the casting 1 is heated in a rotary kiln 3 (position 3b) to the desired rolling temperature or plastic deformation. Depending on the material, it ranges from 1200 to 1320 degrees Celsius. Position c) shows the position of the casting 1 before entering into the matrix 4 of the piercing press 5. It is important that the zone 2 of the casting 1 with the shrink shell is located below and later forms the zone 8 of the bottom.

Пуансон 6 входит в отливку 1 и деформирует ее в прессовую заготовку 7 с дном 8. С помощью выталкивателя 9 прессовая заготовка выталкивается из матрицы. На позиции e) показана выдвинутая прессования заготовка 7, причем хорошо видно, что зона 2 усадочной раковины и зона ликвации находится на дне 8. Первая вытяжка осуществляется на стене поперечно-винтовой прокатки с вращающимися в одном направлении, расположенными косо валками 9, 9', а также с внутренним инструментом 10. Прессовая заготовка 7 вводится таким образом, что открытый конец 11, если смотреть в направлении прокатки, расположен впереди. В этом процессе прокатки дорном 10 пробивается дно 8. На позиции g) показана подвергнутая вытяжке прессовая заготовка 13. Для нее является характерным конусное расширение 14 на переднем конце, а в зоне бывшего дна имеющий развальцованную форму конец 15, а также зона 16, слегка сужающаяся по диаметру. На позиции h) показано, как полый слиток 13 вводится в пильгерный прокатный стан. На чертеже показаны лишь основные элементы пильгерного стана, такие, как пильгерные валки 17, 17' и пильгерный дорн 18. Все остальные механические детали ради наглядности не представлены. На чертеже хорошо видно, что конусно расширенный передний торец 14 создает трудности при входе в процесс пильгерования. Направление прокатки здесь показано стрелкой 19. Точно так же видно, что затруднен процесс задания пильгерного дорна 18 и имеется опасность, что частичные зоны имеющего конца 15 развальцованную форму могут быть вдавлены внутрь. The punch 6 enters the casting 1 and deforms it into the billet 7 with a bottom 8. Using the ejector 9, the billet is pushed out of the die. Position e) shows the extruded workpiece 7, and it is clearly seen that zone 2 of the shrink shell and the segregation zone is at the bottom 8. The first hood is carried out on a cross-helical wall with rolling in the same direction, oblique rollers 9, 9 ', as well as with the internal tool 10. The billet 7 is inserted in such a way that the open end 11, when viewed in the rolling direction, is located in front. In this rolling process by the mandrel 10, bottom 8 is punched. Position g) shows an extruded billet 13. It is characterized by a conical extension 14 at the front end, and in the area of the former bottom, the end 15 has a flared shape, as well as zone 16, slightly tapering in diameter. Position h) shows how the hollow ingot 13 is introduced into the pilger rolling mill. The drawing shows only the main elements of the pilger mill, such as pilger rolls 17, 17 'and pilger mandrel 18. All other mechanical parts are not shown for the sake of clarity. The drawing clearly shows that the conically expanded front end 14 creates difficulties when entering the pilger process. The rolling direction is shown here by arrow 19. It is likewise seen that the process of defining the pilger mandrel 18 is difficult and there is a danger that the partial zones of the end 15 having a flared shape can be pressed inward.

На фиг. 2 под аналогичными позициями (a - i) показан способ согласно изобретению, причем одинаковые детали обозначены теми же цифрами. Так как позиции от a) до d) абсолютно идентичны с этими же позициями на фиг. 1, нет необходимости повторять пояснение представленных на них операций способа. In FIG. 2, under the same positions (a - i), the method according to the invention is shown, with the same parts indicated by the same numbers. Since the positions a) to d) are absolutely identical with the same positions in FIG. 1, there is no need to repeat the explanation of the method operations presented therein.

На позиции e) показана возможность удаления дна 8 на прошивочном прессе 5. Для этого в матрицу 4 вкладывают кольцо 20, размер отверстия в свету и толщина которого выбираются такими, что пуансон 6 может пробить дно. На позиции f) показана прессовая заготовка 21 без дна. Эта прессовая заготовка 21 вводится в стан поперечно-винтовой прокатки (позиция d) таким образом, что зона 8 бывшего дна расположена спереди, если смотреть в направлении прокатки. Здесь раскатка дна исключена. Позиция h) показывает полую заготовку 22 после поперечно-винтовой прокатки. Здесь опять характерным является конусообразно расширенный передний конец 23 и немного суженная зона 24 на заднем конце. Согласно изобретению полую заготовку 22 перед вводом в пильгерный стан поворачивают на 180^o таким образом, что конусообразный конец 23 располагается сзади, если смотреть в направлении прокатки. Здесь четко показано, что вводить в пильгерную прокатку суженный конец намного проще. Исключается развальцованный конец, а задача пильгерного дорна 18 в конусообразно расширенный конец не представляет труда.The position e) shows the possibility of removing the bottom 8 on the piercing press 5. For this, a ring 20 is inserted into the matrix 4, the size of the hole in the light and the thickness of which are chosen such that the punch 6 can penetrate the bottom. Position f) shows the billet 21 without a bottom. This billet 21 is introduced into the helical rolling mill (position d) in such a way that the former bottom area 8 is located in front when viewed in the rolling direction. Here the rolling of the bottom is excluded. Position h) shows the hollow billet 22 after helical rolling. Here again, a conically-shaped front end 23 and a slightly narrowed area 24 at the rear end are characteristic. According to the invention, the hollow billet 22 is rotated 180 ^° before entering the pilger mill so that the conical end 23 is located at the rear when viewed in the rolling direction. It is clearly shown here that it is much easier to introduce a tapered end into the pilger rolling. The flared end is excluded, and the task of the pilger mandrel 18 in a conically widened end is not difficult.

Claims (4)

1. Способ изготовления бесшовных труб поперечно-винтовой и пильгерной прокаткой, включающий пластическую деформацию заготовки, нагретой до температуры прокатки, в прошивочном прессе с получением полой прессованной заготовки, ее обжатие по толщине стенки с вытяжкой в стане поперечно-винтовой прокатки с использованием внутреннего инструмента и заключительную пластическую деформацию полой заготовки без дна посредством пильгерной прокатки с получением трубы, отличающийся тем, что перед обжатием заготовки в стане поперечно-винтовой прокатки у нее удаляют дно, в стан поперечно-винтовой прокатки заготовку задают в направлении прокатки торцом, соответствующим месторасположению дна, а перед вводом заготовки в пильгерный стан ее поворачивают на 180^o.1. A method of manufacturing seamless tubes of transverse helical and pilger rolling, including plastic deformation of a billet heated to a rolling temperature in a piercing press to obtain a hollow extruded billet, compressing it along the wall thickness with an hood in a cross-helical rolling mill using an internal tool and final plastic deformation of a hollow billet without a bottom by means of pilger rolling to produce a pipe, characterized in that before compressing the billet in a transverse helical mill Attacks are removed from the bottom, in the cross-helical rolling mill, the workpiece is set in the rolling direction with the end face corresponding to the location of the bottom, and before entering the workpiece into the pilger mill, it is rotated 180 ^o . 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что прошивку проводят в две стадии, на первой из которых изготавливают прессовую заготовку с дном, на второй - дно удаляют. 2. The method according to claim 1, characterized in that the firmware is carried out in two stages, on the first of which a press blank with a bottom is made, on the second - the bottom is removed. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что прошивку проводят в одну стадию, удаляя в процессе прошивки дно. 3. The method according to claim 1, characterized in that the firmware is carried out in one stage, removing the bottom during the firmware process. 4. Способ по п.2, отличающийся тем, что дно удаляют посредством прессования. 4. The method according to claim 2, characterized in that the bottom is removed by pressing.

Images