RU2268796C2 - Method for making cone elongated hollow metallic products by hot rolling and apparatus for performing the same - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgical production, namely of cone elongated hollow metallic products by hot rolling of cylindrical tubular blanks in new pilger mills at reducing diameter and thickness of blank wall from one end to other.

SUBSTANCE: method comprises steps of heating tube-blanks till plasticity temperature and rolling them in pilger mills on long cone mandrel between rolls whose gage passes along helical line relative to roll axes; placing axes of rolls in parallel on vertical plane; forming grooved pass of upper roll with right-hand helical line and grooved pass of lower roll with left-hand helical line or vice versa; determining number of turns of round variable gage according to expression: n = L sin α/ /(2πRr), where L - length of hollow cone product, mm; Rr - rolling radius of roll, mm; α - inclination angle of roll grooved pass axis to roll axis, °. Feeding mechanism performs reciprocation motion in accordance with roll rotation in horizontal plane by value determined according to formula N = n[(D max + D min)/2]+ K(n-1), where n - number of turns of roll grooved pass along roll, p.; D max - maximum diameter of grooved pass, mm; D min - minimum diameter of grooved pass, mm; K - width of roll beads between grooved passes, mm. Rolling is realized between rolls with sliding bearing assemblies. Rolls are moved in horizontal plane by means of rolling efforts or they are subjected to forced horizontal motion from separate drive operating in accordance with rotation of rolls. Rolls are returned to initial position at rolling process due to reverse rotation of rolls by means of main drive or they are subjected to forced horizontal motion from separate drive. Connection couplings and driving journals of working rolls of apparatus are in the form of telescopic systems providing movement of rolls in horizontal plane by value determined with use of formula N = n[(D max + Dmin)/2] + K(n-1).Feeding mechanism is inclined by angle α to horizontal axis of rolls. Diameters of cone mandrel are equal to inner diameters of base and top of elongated cone product. Conicity degree of mandrel exceeds that of elongated cone product by total elongation degree Σμ at rolling cylindrical tube for forming elongated cone hollow product; length of mandrel is less than that of product by Σμ times. Said values are determined according to formulae α₀ = α_pr x Σμ; L₀ = L/Σμ, where α₀ - conicity angle of mandrel, °; α_pr - conicity angle of product, °; Σμ - total elongation coefficient at rolling cylindrical tube to cone hollow product; L -length of cone product, mm.

EFFECT: possibility to realize industrial flow type production of high-quality cone elongated hollow metallic articles with desired geometry size at satisfying demands of national economy due to making competitive products.

9 cl

Description

Изобретение относится к металлургическому производству, а именно к способу производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой из цилиндрических труб на новых установках (пилигримовых станах) с уменьшением диаметра и толщины стенки от одного конца к другому.The invention relates to metallurgical production, and in particular to a method for the production of conical long hollow metal products by hot rolling from cylindrical pipes in new plants (pilgrim mills) with a decrease in diameter and wall thickness from one end to the other.

Известен способ производства конусных длинномерных полых или сплошных железобетонных изделий (опор осветительных столбов, опор для натяжения и поддержания силовых кабелей трамвайно-троллейбусных линий), включающий изготовление каркаса из арматуры, заливку данного каркаса бетоном, сушку и транспортировку их к месту монтажа и установки.A known method of manufacturing conical long hollow or solid reinforced concrete products (poles of lighting poles, supports for tensioning and maintaining power cables of tram-trolleybus lines), including the manufacture of a frame from reinforcement, pouring this frame with concrete, drying and transporting them to the place of installation and installation.

Недостатком данного способа являются низкая производительность, трудоемкость изготовления, повышенный брак при транспортировке и выход из строя при дорожно-транспортных происшествиях с выводом из строя линий электропередач и трамвайно-троллейбусных силовых кабелей.The disadvantage of this method is the low productivity, laboriousness of manufacture, increased marriage during transportation and failure during traffic accidents with the failure of power lines and tram-trolleybus power cables.

Известен также способ производства конусных длинномерных полых изделий, включающий развальцовку и стыковую сварку ручным способом нескольких трубных изделий разного диаметра и толщин стенок.There is also known a method of manufacturing conical long hollow products, including flaring and butt welding by hand of several pipe products of different diameters and wall thicknesses.

Недостатком данного способа являются также низкая производительность, трудоемкость изготовления, из-за стыковки трубных изделий разного диаметра и толщин стенок, нагрева и ручной развальцовки стыкуемых изделий, сварки их ручным способом в кондукторах с последующей правкой. Технологический процесс изготовления данных изделий не имеет поточности, а следовательно, имеет большой разброс геометрических размеров и качественных показателей. Такие изделия не имеют художественно-эстетического вида из-за отсутствия плавных переходов от основания к вершине.The disadvantage of this method is also low productivity, the complexity of manufacturing, due to the joining of pipe products of different diameters and wall thicknesses, heating and manual expansion of the joined products, manual welding in conductors with subsequent editing. The technological process of manufacturing these products does not have flow, and therefore has a wide variation in geometric dimensions and quality indicators. Such products do not have an artistic and aesthetic appearance due to the lack of smooth transitions from the base to the top.

Наиболее близким техническим решением является способ производства длинномерных цилиндрических труб (до 40 метров) на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами, включающий нагрев заготовок (слитков) до температуры пластичности, прошивку их в толстостенные гильзы в станах косой прокатки и прокатку гильз на пилигримовых станах в длинномерные трубы с последующей порезкой их на мерные длины.The closest technical solution is a method for the production of long cylindrical pipes (up to 40 meters) in pipe-rolling plants with pilgrim mills, including heating the billets (ingots) to a plasticity temperature, flashing them into thick-walled sleeves in oblique rolling mills and rolling the sleeves on pilgrim mills into long pipes with their subsequent cutting into measured lengths.

Известный пилигримовый агрегат (стан), выбранный в качестве прототипа заявляемого устройства, содержит клеть с валками, имеющими переменный круглый калибр с выпусками, шпинделя, соединяющие валки через шестеренную клеть с приводом пилигримового стана, и подающий аппарат с длинной цилиндрической оправкой (дорном), осуществляющий периодическую порционную подачу объема металла (гильзы) в очаг деформации (в валки) с кантовкой на угол, равный ≈90°.The known pilgrim unit (mill), selected as a prototype of the claimed device, comprises a stand with rolls having a variable round caliber with outlets, spindles connecting the rolls through the gear stand with a pilgrim mill drive, and a feeding apparatus with a long cylindrical mandrel (mandrel), periodic portioned supply of the volume of metal (sleeve) into the deformation zone (into the rolls) with a pitch at an angle equal to ≈90 °.

Недостаток данного способа и устройства (пилигримового стана) заключается в том, что они не обеспечивают производство конусных длинномерных полых металлических изделий необходимой формы и геометрических размеров. Это объясняется тем, что для производства конусных длинномерных полых металлических изделий необходимы многоручьевые валки с уменьшающимся калибром от начала к концу. С целью снижения габаритов валков и клети калибр необходимо выполнять по винтовой линии с углом наклона оси калибра к оси валка, что, в свою очередь, приведет к увеличению длины валков, расположению подающего аппарата под углом к горизонтальной оси валков, равным углу наклона оси калибра к оси валков, и к возвратно-поступательному перемещению валков или подающего аппарата. А это повлечет за собой проектирование, изготовление и наладку принципиально новой установки (пилигримового стана).The disadvantage of this method and device (pilgrim mill) is that they do not provide for the production of conical long hollow metal products of the required shape and geometric dimensions. This is due to the fact that for the production of conical long hollow metal products, multi-grooved rolls are needed with a decreasing caliber from beginning to end. In order to reduce the dimensions of the rolls and stands, the caliber must be performed along a helix with an angle of inclination of the axis of the caliber to the axis of the roll, which, in turn, will increase the length of the rolls, the location of the feeding apparatus at an angle to the horizontal axis of the rolls, equal to the angle of inclination of the axis of the caliber to the axis of the rolls, and to the reciprocating movement of the rolls or feed apparatus. And this will entail the design, manufacture and commissioning of a fundamentally new installation (pilgrim mill).

Целью предложенного способа является промышленное поточное производство конусных длинномерных полых металлических изделий, имеющих эстетический вид, запас прочности при значительном снижении их веса, снижение их стоимости и замена железобетонных изделий на экономически и эстетически конкурирующие долговечные облегченные изделия из металла.The aim of the proposed method is the industrial continuous production of conical long hollow metal products having an aesthetic appearance, safety margin with a significant reduction in their weight, reduction in their cost and the replacement of reinforced concrete products with economically and aesthetically competing durable lightweight metal products.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой, включающим нагрев заготовок (труб) до температуры пластичности и прокатку их на установках (пилигримовых станах) на длинной оправке с периодической подачей и кантовкой на угол, равный ≈90° в валках, имеющих переменный круглый калибр с выпусками, конусные длинномерные полые металлические изделия прокатывают на длинной конусной оправке в валках, калибр которых выполняют по винтовой линии к оси валков, а оси валков располагают параллельно в вертикальной плоскости, полукалибр на верхнем валке выполняют с левосторонним, а на нижнем с правосторонним направлением винтовой линии или наоборот, а количество витков круглого переменного калибра с выпусками определяют из выраженияThis goal is achieved by the fact that in the known method for the production of conical long hollow metal products by hot rolling, including heating the billets (pipes) to a plasticity temperature and rolling them in plants (pilgrim mills) on a long mandrel with periodic feeding and tilting at an angle equal to ≈90 ° in rolls having a variable round gauge with outlets, conical long hollow metal products are rolled on a long conical mandrel in rolls, the caliber of which is performed along a helical line to the axis of the roll in and roll shafts are disposed in parallel in the vertical plane, the upper roll polukalibr operate with the left side and on the lower right-hand direction of a helix or vice versa and the number of turns of the round caliber alternating with outlets defined by the expression

n=L sin α/(2πR_k),n = L sin α / (2πR _k ),

где L - длина конусного полого изделия, мм;where L is the length of the conical hollow product, mm;

R_k - катающий радиус валка, мм;R _k is the rolling radius of the roll, mm;

α - угол наклона оси калибра к оси валка, град.α is the angle of inclination of the axis of the caliber to the axis of the roll, deg.

Подающий аппарат синхронно вращению валков перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формулеThe feed apparatus synchronously to the rotation of the rolls is moved back and forth in the horizontal plane by an amount determined by the formula

N=n[(Dmax+Dmin)/2]+K(n-1),N = n [(Dmax + Dmin) / 2] + K (n-1),

где n - количество витков калибра по длине валка, шт.;where n is the number of turns of caliber along the length of the roll, pcs .;

Dmax - максимальный диаметр калибра, мм;Dmax - maximum caliber diameter, mm;

Dmin - минимальный диаметр калибра, мм;Dmin - the minimum diameter of the caliber, mm;

К - ширина реборд валка между калибрами, мм;K is the width of the flange of the roll between calibers, mm;

или прокатку производят в валках с подшипниками скольжения, а перемещение валков в горизонтальной плоскости осуществляют за счет усилий прокатки или принудительного горизонтального перемещения от отдельного привода, работающего синхронно со скоростью вращения валков, а возврат валков в исходное положение при прокатке производят за счет реверсивного вращения валков от главного привода или принудительного горизонтального перемещения от отдельного привода.or rolling is carried out in rolls with sliding bearings, and the movement of the rolls in the horizontal plane is carried out due to rolling forces or forced horizontal movement from a separate drive operating synchronously with the speed of rotation of the rolls, and the rolls are returned to their original position during rolling due to the reverse rotation of the rolls from main drive or forced horizontal movement from a separate drive.

Поставленная цель достигается также тем, что в устройстве (установке) для производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой согласно изобретению соединительные муфты и приводные шейки рабочих валков выполнены в виде телескопических систем с перемещением валков в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формулеThe goal is also achieved by the fact that in the device (installation) for the production of conical long hollow metal products by hot rolling according to the invention, the couplings and drive necks of the work rolls are made in the form of telescopic systems with the movement of the rolls in the horizontal plane by an amount determined by the formula

N=n(Dmax+Dmin)/2]+K(n-1),N = n (Dmax + Dmin) / 2] + K (n-1),

а подающий аппарат расположен под углом α к горизонтальной оси валков, диаметры конусной оправки равны внутренним диаметрам основания и вершины длинномерного конусного изделия, конусность оправки превышает конусность длинномерного конусного полого изделия на суммарную величину вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в длинномерное конусное полое изделие Σμ, а длина меньше в Σμ раза, которые определяют по формуламand the feeding apparatus is located at an angle α to the horizontal axis of the rolls, the diameters of the conical mandrel are equal to the inner diameters of the base and the top of the long conical product, the taper of the mandrel exceeds the conicity of the long conical hollow product by the total drawing when rolling a cylindrical pipe into a long conical hollow product Σμ, and the length Σμ times less, which are determined by the formulas

α_o=α_иΣμ,α _o = α _and Σμ,

L_o=L/Σμ,L _o = L / Σμ,

где α_o - угол конусности оправки, град.;where α _o - the taper angle of the mandrel, deg .;

α_и - угол конусности изделия, град.;α _and - taper angle of the product, degrees;

Σμ - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в конусное полое изделие;Σμ is the total drawing coefficient when rolling a cylindrical pipe into a conical hollow product;

L - длина конусного изделия, мм;L is the length of the conical product, mm;

L_o - рабочая длина конусной оправки, мм.L _o - the working length of the conical mandrel, mm

Именно заявляемая установка (пилигримовый стан), размещение и компановка механизмов обеспечивают согласно способу горячей прокаткой производство качественных, с необходимыми (заданными) геометрическими размерами, конусных длинномерных полых металлических изделий и тем самым достижение цели изобретений. Это позволяет сделать вывод, что заявляемые изобретения связаны между собой единым изобретательским замыслом.It is the inventive installation (pilgrim mill), placement and arrangement of mechanisms that ensure, according to the hot rolling method, the production of high-quality, with the necessary (given) geometric dimensions, conical long hollow metal products and thereby achieving the goal of inventions. This allows us to conclude that the claimed invention is interconnected by a single inventive concept.

Сравнение заявляемых технических решений с прототипом позволило установить соответствие их критерию "новизна". При изучении других известных технических решений в данной области техники признаки, отличающие заявляемые изобретения от прототипа, не были выявлены, и потому они обеспечивают заявляемому техническому решению соответствие критерию "существенные отличия".Comparison of the claimed technical solutions with the prototype allowed us to establish compliance with their criterion of "novelty." In the study of other well-known technical solutions in this technical field, signs that distinguish the claimed invention from the prototype were not identified, and therefore they provide the claimed technical solution with the criterion of "significant differences".

Так как аналогичного способа и оборудования в мировой практике не существует, то пример конкретного выполнения в данный период времени привести не представляется возможным. Вместо примера конкретного выполнения приведена технологическая последовательность операций производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой.Since there is no similar method and equipment in world practice, it is not possible to give an example of a concrete implementation in a given period of time. Instead of an example of a specific implementation, the technological sequence of operations for the production of conical long hollow metal products by hot rolling is given.

Создав определенную овализацию в очаге деформации, осуществляют отрыв металла от оправки со стороны реборд (выпусков) калибра. При этом периметр по внутренней поверхности горячедеформированных конусных длинномерных полых металлических изделий будет больше периметра оправки. А так как процесс прокатки на конусной оправке периодический, с кантовкой трубы-заготовки (конусного длинномерного полого изделия) на угол ≈90°, то за счет внеконтактной деформации овал переходит в круг, внутренний диаметр которого больше диаметра оправки и который будет увеличиваться с увеличением угла поперечного выпуска калибра. Таким образом, горячедеформированное конусное длинномерное полое изделие свободно сходит с конусной оправки (дорна) и имеет конусную форму, наружный диаметр которого ограничивается геометрическими размерами калибра, а внутренний диаметр - геометрическими размерами конусной оправки, с учетом увеличения его за счет овальности калибра. Так как процесс прокатки периодический, то за счет подач и кантовок наружный диаметр горячедеформированных конусных длинномерных полых металлических изделий уменьшается от начала к концу прокатки при одновременной деформации стенки, т.е. толщина стенки у основания конусных длинномерных полых металлических изделий равна толщине стенки цилиндрической заготовки, а у вершины толщину стенки можно определить с большой достоверностью из выраженияHaving created a certain ovalization in the deformation zone, the metal is detached from the mandrel from the side of the flanges (outlets) of the caliber. Moreover, the perimeter on the inner surface of the hot-deformed conical long hollow metal products will be larger than the mandrel perimeter. And since the rolling process on a conical mandrel is periodic, with the tilting of the billet pipe (conical long hollow product) at an angle of ≈90 °, due to non-contact deformation, the oval passes into a circle whose inner diameter is larger than the diameter of the mandrel and which will increase with increasing angle transverse caliber release. Thus, a hot-deformed conical long-length hollow product freely leaves the conical mandrel (mandrel) and has a conical shape, the outer diameter of which is limited by the geometrical dimensions of the caliber, and the inner diameter by the geometric dimensions of the conical mandrel, taking into account its increase due to the ovality of the caliber. Since the rolling process is periodic, due to feeds and grooves, the outer diameter of the hot-deformed conical long hollow metal products decreases from the beginning to the end of the rolling while the wall is deformed, i.e. the wall thickness at the base of the conical lengthy hollow metal products is equal to the wall thickness of the cylindrical workpiece, and at the top the wall thickness can be determined with great reliability from the expression

S=S_o/Σμ,S = S _o / Σμ,

где S - толщина стенки конусного длинномерного полого металлического изделия у вершины, мм;where S is the wall thickness of the conical lengthy hollow metal products at the top, mm;

S_o=S_t - толщина стенки конусного длинномерного полого металлического изделия у основания, мм;S _o = S _t - wall thickness of the conical lengthy hollow metal product at the base, mm;

Σμ - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в конусное длинномерное металлическое полое изделие.Σμ is the total drawing coefficient when rolling a cylindrical pipe into a conical long metal hollow product.

Коэффициент вытяжки - величина переменная и увеличивается от основания к вершине конусного длинномерного полого металлического изделия и определяется (рассчитывается) в зависимости от требований к геометрическим размерам готовых изделий. Сопоставительный анализ заявляемого решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что конусные длинномерные полые металлические изделия прокатывают на длинной конусной оправке в валках, калибр которых выполняют по винтовой линии к оси валка, а оси валков располагают параллельно в вертикальной плоскости, полукалибр на верхнем валке выполняют с левосторонним, а на нижнем с правосторонним направлением винтовой линии или наоборот, количество витков круглого поперечного калибра с выпусками определяют из выраженияThe drawing ratio is a variable value and increases from the base to the top of the conical lengthy hollow metal product and is determined (calculated) depending on the requirements for the geometric dimensions of the finished product. A comparative analysis of the proposed solution with the prototype shows that the claimed method differs from the known one in that the conical long hollow metal products are rolled on a long conical mandrel in rolls, the caliber of which is performed along a helical line to the axis of the roll, and the axis of the rolls is parallel to the vertical plane, half-gauge on the upper roll, they are left-handed, and on the lower, right-hand direction of the helix or vice versa, the number of turns of a round transverse caliber with outlets is determined t from the expression

n=L sinα/(2πR_к),n = L sinα / (2πR _k ),

где L - длина конусного полого изделия, мм;where L is the length of the conical hollow product, mm;

R_k - катающий радиус валка, мм;R _k is the rolling radius of the roll, mm;

α - угол наклона оси калибра к оси валка, град.α is the angle of inclination of the axis of the caliber to the axis of the roll, deg.

Подающий аппарат синхронно вращению валков перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формулеThe feed apparatus synchronously to the rotation of the rolls is moved back and forth in the horizontal plane by an amount determined by the formula

N=n[(Dmax+Dmin)/2]+K(n-1),N = n [(Dmax + Dmin) / 2] + K (n-1),

где n - количество витков калибра по длине валка, шт.;where n is the number of turns of caliber along the length of the roll, pcs .;

Dmax - максимальный диаметр калибра, мм;Dmax - maximum caliber diameter, mm;

Dmin - минимальный диаметр калибра, мм;Dmin - the minimum diameter of the caliber, mm;

К - ширина реборд валка между калибрами, мм;K is the width of the flange of the roll between calibers, mm;

или прокатку производят в валках с подшипниками скольжения, а перемещение валков в горизонтальной плоскости осуществляют за счет усилий прокатки или принудительного горизонтального перемещения от отдельного привода, работающего синхронно со скоростью вращения валков, а возврат валков в исходное положение при прокатке производят за счет реверсивного вращения валков от главного привода или принудительного горизонтального перемещения от отдельного привода.or rolling is carried out in rolls with sliding bearings, and the movement of the rolls in the horizontal plane is carried out due to rolling forces or forced horizontal movement from a separate drive operating synchronously with the speed of rotation of the rolls, and the rolls are returned to their original position during rolling due to the reverse rotation of the rolls from main drive or forced horizontal movement from a separate drive.

В установке (пилигримовый стан) с шестеренной клетью, соединительными шпинделями, муфтами и рабочими валками для производства конусных длинномерных полых металлических изделий соединительные муфты и приводные шейки рабочих валков выполнены в виде телескопических систем с перемещением валков в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формулеIn the installation (pilgrim mill) with a gear stand, connecting spindles, couplings and work rolls for the production of conical long hollow metal products, the connecting couplings and drive necks of the work rolls are made in the form of telescopic systems with the movement of the rolls in the horizontal plane by an amount determined by the formula

N=n[(Dmax+Dmin)/2]+K(n-1),N = n [(Dmax + Dmin) / 2] + K (n-1),

подающий аппарат расположен под углом α к горизонтальной оси валков, а диаметры конусной оправки равны внутренним диаметрам основания и вершины длинномерного конусного изделия, конусность оправки превышает конусность длинномерного конусного полого изделия на суммарную величину вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в длинномерное конусное полое изделие Σμ, а длина меньше в Σμ раза, которые определяют по формуламthe feeding apparatus is located at an angle α to the horizontal axis of the rolls, and the diameters of the conical mandrel are equal to the inner diameters of the base and the top of the long conical product, the cone of the mandrel exceeds the conicity of the long conical hollow product by the total drawing when rolling a cylindrical pipe into a long conical hollow product Σμ, and the length Σμ times less, which are determined by the formulas

α_o=α_иΣμ,α _o = α _and Σμ,

L_o=L/Σμ,L _o = L / Σμ,

где α_o - угол конусности оправки, град.;where α _o - the taper angle of the mandrel, deg .;

α_и - угол конусности изделия, град.;α _and - taper angle of the product, degrees;

Σμ - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в конусное полое изделие;Σμ is the total drawing coefficient when rolling a cylindrical pipe into a conical hollow product;

L - длина конусного изделия, мм.L is the length of the conical product, mm

Зная геометрические размеры готового изделия, рассчитывают (определяют) геометрические размеры цилиндрических труб-заготовок. Диаметр и толщина стенки цилиндрических труб-заготовок равны диаметру и толщине стенки основания горячедеформированных конусных длинномерных полых металлических изделий. Цилиндрические полые заготовки нагревают до температуры пластичности в секционной проходной печи или в индукторе в процессе прокатки. Нагретые до температуры пластичности цилиндрические трубы-заготовки надевают на конусную оправку (дорн) и подающим механизмом (аппаратом), расположенным под углом α к оси стана (валков), подают в очаг деформации (в валки). Величину подачи определяют в зависимости от величины обжатия по диаметру и стенке. Во время подачи выводят за линию центров (осей) валков трубу-заготовку вместе с оправкой на величину m_p (расчетная величина подачи трубы-заготовки в очаг деформации). Валки вращают против хода подачи, которые захватывают порцию (часть трубы-заготовки длиной m_p) и начинают обжимать (деформировать) наружный диаметр и толщину стенки трубы-заготовки с одновременным возвратом оправки и трубы-заготовки в исходное положение. При вращении валков часть цилиндрической трубы-заготовки длиной m_p обжимают (деформируют) в конус, а валки за счет усилий прокатки, возникающих при деформации, или отдельным приводом, работающим синхронно со скоростью вращения валков, перемещают в горизонтальной плоскости в сторону муфт, соединяющих валки со шпинделями и приводом. Муфты и приводные шейки валков, вращающиеся в подшипниках скольжения, выполнены в виде телескопических систем с перемещением валков в горизонтальной плоскости, или перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости подающий аппарат, чтобы ось подающего аппарата всегда совпадала с осью калибра валков. После завершения цикла прокатки (подача - обжатие - возврат подающего механизма в исходное положение) валки возвращают в исходное положение за счет реверсивного вращения валков от главного привода или за счет вращения от отдельного привода. Таким образом, система (подающий механизм с конусной оправкой - цилиндрической трубой-заготовкой - валками) находится в исходном состоянии, а затем производят последующую подачу цилиндрической заготовки-трубы с конусной оправкой в очаг деформации с кантовкой на угол ≈90°. В данный момент происходит обжатие (деформация) цилиндрической части заготовки на величину подачи и дальнейшее обжатие по диаметру, стенке и раскатка бунта от уширения конусного участка после первой подачи. Затем происходит возврат системы в исходное положение и осуществление последующих подач заготовки-трубы в очаг деформации. После последней подачи трубы-заготовки в очаг деформации производят, в зависимости от геометрических размеров готовых изделий, одну или две кантовки конусной оправки с раскатанным горячедеформированным конусным длинномерным изделием, чтобы раскатать бунт от последней подачи и придать изделию расчетные геометрические формы и параметры. После завершения последних кантовок и возвращения системы в исходное положение производят извлечение оправки из готового изделия. Оправку охлаждают или заменяют на охлажденную. Изделия из клети передают на транспортный рольганг, по которому они поступают в отделение отделки, где производят подрезку концов, правку, покраску, приемку, складирование и отгрузку потребителю. Использование предлагаемого способа производства конусных длинномерных полых металлических изделий, расположение и конструкция оборудования для их производства позволят, по сравнению с существующими способами, резко повысить производительность, снизить металлоемкость, значительно снизить стоимость и впервые в мировой практике осуществить промышленное поточное производство качественных с заданными геометрическими параметрами изделий, обеспечить потребность народного хозяйства страны, производить конкурентоспособную продукцию и экспортировать ее в другие страны мира.Knowing the geometric dimensions of the finished product, calculate (determine) the geometric dimensions of the cylindrical tubes-blanks. The diameter and wall thickness of cylindrical tubes-blanks are equal to the diameter and wall thickness of the base of the hot-deformed conical long hollow metal products. Cylindrical hollow billets are heated to ductility temperature in a sectional continuous furnace or in an inductor during rolling. The cylindrical billet pipes heated to plasticity temperature are put on a conical mandrel (mandrel) and the feeding mechanism (apparatus) located at an angle α to the axis of the mill (rolls) is fed to the deformation zone (in the rolls). The amount of feed is determined depending on the amount of compression in diameter and wall. During the feed, the billet pipe along with the mandrel is taken out of the line of centers (axes) of the rolls by the value of m _p (calculated value of the billet pipe feed into the deformation zone). The rolls rotate against the feed stroke, which grab a portion (part of the billet pipe of length m _p ) and begin to compress (deform) the outer diameter and wall thickness of the billet pipe while returning the mandrel and the billet pipe to its original position. During the rotation of the rolls, a part of the cylindrical billet pipe of length m _{p is} crimped (deformed) into a cone, and the rolls are moved horizontally towards the couplings connecting the rolls due to rolling forces that occur during deformation or by a separate drive operating synchronously with the speed of rotation of the rolls with spindles and drive. Couplings and drive necks of the rolls rotating in sliding bearings are made in the form of telescopic systems with the movement of the rolls in the horizontal plane, or they move the feeding apparatus reciprocally in the horizontal plane so that the axis of the feeding apparatus always coincides with the axis of the caliber of the rolls. After the completion of the rolling cycle (feed - compression - return of the feeding mechanism to its original position), the rolls are returned to their original position due to the reverse rotation of the rolls from the main drive or due to rotation from a separate drive. Thus, the system (the feed mechanism with a conical mandrel - a cylindrical tube-workpiece - rolls) is in the initial state, and then the subsequent supply of the cylindrical workpiece-tube with a cone mandrel to the deformation zone with a pitch at an angle of ≈90 ° is performed. At the moment, there is compression (deformation) of the cylindrical part of the workpiece by the feed rate and further compression in diameter, wall and rolling of the riot from the broadening of the conical section after the first feed. Then the system returns to its original position and subsequent feeds of the billet-pipe to the deformation zone are carried out. After the last supply of the billet pipe to the deformation zone, depending on the geometrical dimensions of the finished products, one or two tilts of the conical mandrel with a rolled hot-deformed conical long-length product are produced in order to roll out the riot from the last supply and give the product design geometric shapes and parameters. After the last tilting is completed and the system returns to its original position, the mandrel is removed from the finished product. The mandrel is cooled or replaced with a chilled mandrel. Products from the crate are transferred to the transport roller conveyor, through which they enter the finishing department, where they trim the ends, dress, paint, accept, store and ship to the consumer. Using the proposed method for the production of conical long hollow metal products, the location and design of equipment for their production will allow, in comparison with existing methods, dramatically increase productivity, reduce metal consumption, significantly reduce costs and for the first time in the world practice to carry out industrial production of high-quality products with given geometric parameters of products to meet the needs of the national economy, produce competitive products and export it to other countries of the world.

Claims (9)

1. Способ производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой, включающий нагрев заготовок-труб до температуры пластичности и прокатку их на установках пилигримовых станов на длинной оправке с периодической подачей и кантовкой на угол, равный ≈90°, в валках, имеющих переменный круглый калибр с выпусками, при этом конусные длинномерные полые металлические изделия прокатывают на длинной конусной оправке в валках, калибр которых выполняют по винтовой линии к оси валков, а оси валков располагают параллельно в вертикальной плоскости.1. A method for the production of conical long hollow metal products by hot rolling, including heating the billet pipes to a temperature of plasticity and rolling them in installations of pilgrim mills on a long mandrel with periodic feeding and tilting at an angle equal to ≈90 °, in rolls having a variable round caliber with outlets, while conical long hollow metal products are rolled on a long conical mandrel in rolls, the caliber of which is carried out along a helical line to the axis of the rolls, and the axis of the rolls are parallel to rtikalnoy plane. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что полукалибр на верхнем валке выполняют с левосторонним, а на нижнем - с правосторонним направлением винтовой линии или наоборот.2. The method according to claim 1, characterized in that the half-gauge on the upper roll is made with left-handed, and on the lower - with the right-hand direction of the helix or vice versa. 3. Способ по п.1, отличающийся тем, что количество витков круглого переменного калибра с выпусками определяют из выражения3. The method according to claim 1, characterized in that the number of turns of a round variable caliber with releases is determined from the expression n=L sinα/(2πR_k),n = L sinα / (2πR _k ), где L - длина конусного полого изделия, мм;where L is the length of the conical hollow product, mm; R_k - катающий радиус валка, мм;R _k is the rolling radius of the roll, mm; α - угол наклона оси калибра к оси валка, град.α is the angle of inclination of the axis of the caliber to the axis of the roll, deg. 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что заготовку подающим аппаратом синхронно c вращением валков перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формуле4. The method according to claim 1, characterized in that the workpiece feed device synchronously with the rotation of the rolls is moved back and forth in a horizontal plane by an amount determined by the formula N=n[(Dmax+Dmin)/2]+K(n-1),N = n [(Dmax + Dmin) / 2] + K (n-1), где n - количество витков калибра по длине валка, шт.;where n is the number of turns of caliber along the length of the roll, pcs .; Dmax - максимальный диаметр калибра, мм;Dmax - maximum caliber diameter, mm; Dmin - минимальный диаметр калибра, мм;Dmin - the minimum diameter of the caliber, mm; К - ширина реборд валка между калибрами, мм.K is the width of the flange of the roll between calibers, mm 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что прокатку производят в валках с подшипниками скольжения, а перемещение валков в горизонтальной плоскости осуществляют за счет усилий прокатки или принудительного горизонтального перемещения от отдельного привода, работающего синхронно со скоростью вращения валков.5. The method according to claim 1, characterized in that the rolling is carried out in rolls with sliding bearings, and the movement of the rolls in the horizontal plane is carried out due to rolling forces or forced horizontal movement from a separate drive operating synchronously with the speed of rotation of the rolls. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что возврат валков в исходное положение при прокатке производят за счет реверсивного вращения валков от главного привода или принудительного горизонтального перемещения от отдельного привода.6. The method according to claim 1, characterized in that the rolls are returned to their original position during rolling due to the reverse rotation of the rolls from the main drive or forced horizontal movement from a separate drive. 7. Установка пилигримового стана с шестеренной клетью, соединительными шпинделями, муфтами и рабочими валками для производства конусных длинномерных полых металлических изделий, при этом соединительные муфты и приводные шейки рабочих валков выполнены в виде телескопических систем с перемещением валков в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формуле 7. Installation of a pilgrim mill with a gear stand, connecting spindles, couplings and work rolls for the production of long conical hollow metal products, while the couplings and drive necks of the work rolls are made in the form of telescopic systems with the movement of the rolls in the horizontal plane by an amount determined by the formula N=n[(Dmax+Dmin)/2]+K(n-1),N = n [(Dmax + Dmin) / 2] + K (n-1), где n - количество витков калибра по длине валка, шт.;where n is the number of turns of caliber along the length of the roll, pcs .; Dmax - максимальный диаметр калибра, мм;Dmax - maximum caliber diameter, mm; Dmin - минимальный диаметр калибра, мм;Dmin - the minimum diameter of the caliber, mm; К - ширина реборд валка между калибрами, мм.K is the width of the flange of the roll between calibers, mm 8. Установка пилигримового стана с механизмом подачи и кантовки - подающим аппаратом для производства конусных длинномерных полых металлических изделий, при этом подающий аппарат расположен под углом α к горизонтальной оси валков.8. Installation of a pilgrim mill with a feed and tilting mechanism — a feeding apparatus for the production of conical long hollow metal products, the feeding apparatus located at an angle α to the horizontal axis of the rolls. 9. Установка пилигримового стана по п.8, отличающаяся тем, что диаметры конусной оправки равны внутренним диаметрам основания и вершины длинномерного конусного изделия, конусность оправки превышает конусность длинномерного конусного полого изделия на суммарную величину вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в длинномерное конусное полое изделие Σμ, а длина меньше в Σμ, которые определяют по формулам9. Installation of a pilgrim mill according to claim 8, characterized in that the diameters of the conical mandrel are equal to the internal diameters of the base and the top of the long conical product, the taper of the mandrel exceeds the conicity of the long conical hollow product by the total amount of drawing when rolling a cylindrical pipe into a long conical hollow product Σμ, and the length is less in Σμ, which are determined by the formulas α_o=α_иΣμ;α _o = α _and Σμ; L_o=L/Σμ,L _o = L / Σμ, где α_o - угол конусности оправки, град.;where α _o - the taper angle of the mandrel, deg .; α_и - угол конусности изделия, град.;α _and - taper angle of the product, degrees; Σμ - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в конусное длинномерное полое изделие;Σμ is the total drawing coefficient when rolling a cylindrical pipe into a conical long hollow product; L - длина конусного изделия, мм.L is the length of the conical product, mm