RU2270067C1 - Reducing rolling mill - Google Patents

Abstract

FIELD: rolled tube production, namely manufacture of sheathing determined-contour section by cold reducing of hollow welded blank.

SUBSTANCE: reducing mill for cold reduction of sheathing determined section of hollow welded blank such as tube includes accumulator, inlet roller table, housing supporting successively arranged stands, technological sizing tool. Knocking out roller table, drive unit of mill and control panel. Technological sizing tool includes row of two-roll shaping roll grooved passes mounted in housing without shift of their parting planes and arranged one after another. It allows form by initial reduction in first stands shaping ribs of section; by further reducing simple-geometry basic surfaces, basic surfaces with more complex shape, rolling triangular bent portions and forming grooves on vertical end strut and on supporting site. Parting planes of all two-roll passes are arranged in the same plane. Summed (for two rolls of each stand) perimeter of cross sections of roll passes while taking into account protrusions, recesses with rectilinear and (or) curvilinear surfaces is equal to perimeter of initial hollow welded blank. Mill also includes sets of non-driven rollers whose rotation axes are normal to rotation axes of rolls. Said non-driven rollers are mounted between first shaping stands. Multi-roll roll grooved passes are used for finally sizing and straightening ready product with possibility of compensating admissible fluctuations of hollow welded blank. Drive unit is in the form of separate kinematic circuits with individual sources of torque for providing constant revolution number of rolls in all stands. Diameter of roll grooved passes are calculated according to condition of constant drawing speed of section through all stands and similar cross section areas of each intermediate section and initial blank. Invention provides possibility for acting upon stress-deformed state of metal in deformation zone for producing sheathing preset-contour section of widely used in industry welded tube 114 x 3 mm in manufacturing mode optimal from view point of metal state, deformation intensity and comfortable condition of tool operation.

EFFECT: simplified design and adjustment of mill, enhanced accuracy of products, lowered energy consumption.

5 dwg

Description

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к прокатному производству, и может быть использовано для получения опалубочных стальных профилей из сварных трубных заготовок методом холодного безоправочного редуцирования.The invention relates to the field of metal forming, in particular to rolling production, and can be used to obtain formwork steel profiles from welded pipe billets by the method of cold flawless reduction.

Известен непрерывный справочный стан (RU №2048936 от 18.09.91, МКИ В 21 В 17/04), содержащий последовательно расположенные на раме двухвалковая приводная клеть, главная деформирующая клеть и чистовая приводная клеть со смещением осей валков на 90°.A continuous reference mill is known (RU No. 2048936 from 09/18/91, MKI B 21 V 17/04), comprising a two-roll drive stand, a main deforming stand and a finishing drive stand sequentially located on the frame with a shift of the roll axes by 90 °.

Недостатками известного стана являются возможность формирования в главной деформирующей клети только изделий простой осесимметричной формы и сложность конструкции из-за наличия оправки.The disadvantages of the known mill are the ability to form in the main deforming stand only products of a simple axisymmetric shape and the complexity of the design due to the presence of the mandrel.

Известен редукционный стан (DE №2333916 от 04.07.1973, МКИ В 21 В 17/14), содержащий ряд клетей с приводными валками, снабженные выемками, которые установлены одна за другой таким образом, чтобы выемки располагались под углом 120°, и в направлении обжатия трубы с уменьшением наружного периметра исходной заготовки за счет выбора зазора между валками.Known reduction mill (DE No. 2333916 from 07/04/1973, MKI V 21 V 17/14), containing a number of stands with drive rolls, equipped with recesses, which are installed one after the other so that the recesses are located at an angle of 120 °, and in the direction compression of the pipe with a decrease in the outer perimeter of the original billet due to the choice of the gap between the rolls.

Недостатком известного стана является возможность создания симметричных усилий деформации и как следствие получение изделий простой осесимметричной формы.A disadvantage of the known mill is the possibility of creating symmetrical deformation forces and, as a result, obtaining products of a simple axisymmetric shape.

Известен редукционный стан (RU №2215600 от 04.07.2000, МКИ В 21 В 17/14), содержащий установленные на раме и расположенные друг за другом ряд рабочих клетей, в которых размещены валки с чередованием их через 180° и привод.Known reduction mill (RU No. 2215600 from 04.07.2000, MKI V 21 V 17/14), containing installed on the frame and located one after another a number of working stands, which are placed rolls with alternating them through 180 ° and the drive.

Недостатком известного стана является размещение валков с чередованием их через 180°, что не дает возможности производить изделия несимметричной произвольной формы.A disadvantage of the known mill is the placement of rolls with alternating them through 180 °, which makes it impossible to produce products of asymmetric arbitrary shape.

Наиболее близким по технической сути к заявленному объекту является редукционный стан (USA №3355923 от 23.07.1964, НКИ кл. 72-224), содержащий ряд валковых клетей, протяженный каркас для установки клетей, опорные элементы на каркасе, предназначенные для закрепления клетей в комплексы, при этом стан снабжен средствами для принудительного разделения клетей друг от друга продольно каркасу, регулировки положения клетей с фиксацией в рабочем положении с помощью механизма с дистанционным управлением, устройством дистанционной передачи вращающего момента привода валкам клетей и устройством контроля работы валков во время эксплуатации.The closest in technical essence to the claimed object is a reduction mill (USA No. 3355923 from 07.23.1964, NKI class 72-224), containing a number of roll stands, an extended frame for installing stands, supporting elements on the frame, designed for fastening stands in complexes wherein the mill is equipped with means for forcibly separating the stands from each other longitudinally to the frame, adjusting the position of the stands with fixation in the working position using a remote control mechanism, a remote torque transmission device Drive rolls stands and device control work rolls during operation time.

Недостатком известного стана является настройка стана регулировкой положения клети в сборе, повышенные потери электроэнергии и сложная конструкция стана.A disadvantage of the known mill is the adjustment of the mill by adjusting the position of the stand assembly, increased energy losses and the complex structure of the mill.

Целью изобретения является устранение указанных выше недостатков, а именно упрощение конструкции и настройки стана, снижение энергозатрат получение сложного детерменированного профиля из полой сварной заготовки, например промышленно-освоенной и широко применяемой трубы диаметром ⌀ 114×3 мм.The aim of the invention is to eliminate the above disadvantages, namely, simplifying the design and tuning of the mill, reducing energy consumption, obtaining a complex deterministic profile from a hollow welded billet, for example, an industrially developed and widely used pipe with a diameter of ⌀ 114 × 3 mm.

Данные задачи решаются в заявленном редукционном прокатном стане для получения опалубочного детерменированного профиля холодным редуцированием из полой сварной заготовки, например трубы, содержащем накопитель, рольганг подачи, станину с установленными на ней и расположенными друг за другом клетями, технологический калибрующий инструмент, рольганг-сбрасыватель, привод стана и пульт управления, в котором технологический калибрующий инструмент выполнен в виде ряда двухвалковых формообразующих калибров, установленных на станине без углового смещения их плоскостей разъема и расположенных друг за другом в строго определенном порядке по форме сечения профиля таким образом, чтобы обеспечить первоначальным обжатием получение в первых клетях формообразующих ребер профиля, последующим редуцированием получение простых по геометрии базовых поверхностей, базовых поверхностей более сложной формы, укатки отгиба треугольной формы и получение пазов на вертикальной торцевой стойке и на опорной площадке, при этом плоскости разъема всех двухвалковых калибров расположены в одной плоскости, а суммарный по двум валкам каждой клети периметр сечений калибров с учетом формообразующих выступов, впадин с прямолинейными и/или криволинейными поверхностями выполнен равным периметру исходной полой сварной заготовки и снабжен дополнительными блоками неприводных роликов с осями вращения, перпендикулярными осям вращения валков, установленными между первыми формообразующими клетями, и многовалковых калибров для окончательной калибровки и правки готового изделия, выполненых с возможностью компенсации допускаемых отклонений полой сварной заготовки, привод выполнен в виде ряда отдельных кинематических цепей с индивидуальными источниками крутящего момента с обеспечением скорости вращения валков постоянной по всем клетям, а диаметры калибров рассчитаны из условия постоянства скорости протяжки профиля по всем клетям и равенства площади поперечного сечения каждого промежуточного профиля площади поперечного сечения исходной заготовки.These problems are solved in the claimed reduction rolling mill for producing a formwork determinate profile by cold reduction from a hollow welded billet, for example, a pipe containing a storage ring, feed roller, bed with stands installed on it and located one after another, a calibrating tool, roller conveyor, drive mill and control panel, in which the technological calibrating tool is made in the form of a series of two-roll forming calibers mounted on a bed without the lateral displacement of their connector planes and arranged one after another in a strictly defined order according to the shape of the profile section so as to provide initial compression to obtain the forming edges of the profile in the first cages, followed by reduction to obtain simple in geometry basic surfaces, base surfaces of a more complex shape, rolling of the bend triangular shape and receiving grooves on the vertical end stand and on the supporting platform, while the connector planes of all two-roll calibers are located in one plane, and the total perimeter of the cross-sections of calibers over two rolls of each stand, taking into account the forming protrusions, depressions with rectilinear and / or curved surfaces, is made equal to the perimeter of the initial hollow welded billet and is equipped with additional blocks of non-driven rollers with rotation axes perpendicular to the rotation axes of the rolls installed between the first forming stands, and multi-roll calibers for the final calibration and dressing of the finished product, made with the possibility of compensation for permissible offsets of hollow welded workpieces, the drive is made in the form of a series of separate kinematic chains with individual sources of torque to ensure the speed of rotation of the rolls constant across all stands, and the diameters of the calibers are calculated on the condition that the profile is drawn at a constant speed across all stands and the cross-sectional area of each intermediate area is equal cross section of the original workpiece.

Сущность изобретения состоит в том, что выполнение технологического калибрующего инструмента в виде ряда двухвалковых формообразующих калибров, установленных на станине без углового смещения их плоскостей разъема и расположенных друг за другом в строго определенном порядке по форме сечения профиля, позволяет организовать очаги деформации таким образом, что, выполняя все требования по геометрии профиля с сохранением периметра и толщины стенки заготовки, максимально используются внутренние деформационные возможности профиля на промежуточных переходах, т.е. создаются силовые воздействия валков в неизменном определенном порядке в таких местах профиля, чтобы деформация в свободных от воздействия калибров зонах были строго детерменированы и способствовали поддержанию напряженно-деформированного состояния металла на определенном малоизменяющемся уровне, с целью обеспечения саморегуляции геометрических параметров профиля и минимизации энергозатрат, чтобы возникающие внутренние напряжения способствовали дальнейшему процессу формообразования профиля от перехода к переходу. Расположение плоскости разъема всех двухвалковых калибров в одной плоскости обеспечивает получение профиля сложной несимметричной формы и значительно упрощает монтаж и наладку стана. Установка дополнительных блоков неприводных роликов с осями вращения, перпендикулярными осям вращения валков, установленными между первыми формообразующими клетями, решает задачу формообразования на боковых поверхностях профиля без усложнения конструкции клетей. Выполнение привода в виде ряда отдельных кинематических цепей с индивидуальными источниками крутящего момента с обеспечением скорости вращения валков постоянной по всем клетям сокращает энергозатраты за счет снижения потерь преобразующих кинематических пар и делает систему более мобильной в управлении, а диаметры калибров рассчитаны из условия постоянства скорости протяжки профиля по всем клетям и равенства площади поперечного сечения каждого промежуточного профиля площади поперечного сечения исходной заготовки. Окончательная калибровка профиля по важным эксплуатационным размерам реализована в последних чистовых клетях с возможностью компенсации отклонений регулировкой зазора между калибрующими валками. В данном редукционном прокатном стане конфигурация профиля каждого предыдущего перехода строго определяет места организации очагов деформации последующего перехода, обеспечивая в конечном итоге возможность получения профиля произвольной заданной детерменированной формы.The essence of the invention lies in the fact that the implementation of the technological calibrating tool in the form of a series of two-roll forming calibers mounted on a bed without angular displacement of their connector planes and located one after another in a strictly defined order according to the shape of the profile section, allows you to organize the deformation centers in such a way that fulfilling all the requirements for the geometry of the profile while maintaining the perimeter and wall thickness of the workpiece, the internal deformation capabilities of the profile are used to the maximum diate transitions, ie, the force effects of the rolls are created in an unchanged order in such places of the profile that the deformation in the zones free from the impact of gauges is strictly determined and helps to maintain the stress-strain state of the metal at a certain low-varying level, in order to ensure self-regulation of the geometric parameters of the profile and minimize energy consumption, so that internal stresses contributed to the further process of profile formation from transition to transition. The location of the connector plane of all two-roll calibers in one plane provides a profile of a complex asymmetric shape and greatly simplifies the installation and commissioning of the mill. The installation of additional blocks of non-drive rollers with axes of rotation perpendicular to the axes of rotation of the rolls installed between the first forming stands, solves the problem of forming on the side surfaces of the profile without complicating the design of the stands. The implementation of the drive in the form of a number of separate kinematic chains with individual sources of torque with a constant speed of rotation of the rolls across all stands reduces energy consumption by reducing the loss of converting kinematic pairs and makes the system more mobile to control, and the diameters of the calibers are calculated based on the condition that the profile speed is constant across all stands and the equality of the cross-sectional area of each intermediate profile of the cross-sectional area of the original workpiece. The final profile calibration for important operational dimensions is implemented in the last finishing stands with the ability to compensate for deviations by adjusting the gap between the calibration rolls. In this reduction rolling mill, the profile configuration of each previous transition strictly determines the location of the deformation centers of the subsequent transition, ultimately providing the possibility of obtaining a profile of an arbitrary given deterministic shape.

Заявителю не известен редукционный прокатный стан для получения профиля холодным редуцированием из полой сварной заготовки, например трубы, с указанной совокупностью существенных признаков и заявленная совокупность существенных признаков не вытекает явным образом из современного уровня техники, что подтверждает соответствие заявленного изобретения критериям "новизна" и "изобретательский уровень".The applicant is not aware of a reduction rolling mill for producing a profile by cold reduction from a hollow welded billet, for example a pipe, with the indicated combination of essential features and the claimed combination of essential features does not follow explicitly from the current state of the art, which confirms the compliance of the claimed invention with the criteria of “novelty” and “inventive” level".

Предлагаемое изобретение поясняется чертежами, где на фиг.1 изображен общий вид стана в плане, на фиг.2 - вид А фиг.1, на фиг.3 - промежуточный профиль валков третьей клети, на фиг.4 - промежуточный профиль валков восьмой клети, на фиг.5 - промежуточный профиль валков шестнадцатой клети, который является и профилем чистовых валков.The invention is illustrated by drawings, where in Fig.1 shows a General view of the mill in plan, Fig.2 is a view A of Fig.1, Fig.3 is an intermediate profile of the rolls of the third stand, Fig.4 is an intermediate profile of the rolls of the eighth stand, figure 5 is an intermediate profile of the rolls of the sixteenth stand, which is the profile of the finishing rolls.

Редукционный прокатный стан для получения опалубочного детерменированного профиля холодным редуцированием из полой сварной заготовки, например трубы, содержит накопитель 1, рольганг подачи 2, станину 3 с установленными на ней и расположенными друг за другом клетями 4, рольганг-сбрасыватель 5, тару для готовой продукции 6, привод стана 7 и пульт управления 8. Технологический калибрующий инструмент 9 выполнен с плоскостью разъема 10. Профили валков имеют радиусные впадины 11 для получения формообразующих ребер, выступы 12 для получения простых по геометрии базовых поверхностей, выступы 13 для получения базовых поверхностей более сложной формы, выступы 14 для укатки отгиба треугольной формы, выступы с прямолинейной поверхностью 15 для получение пазов на вертикальной торцевой стойке и 16 - на опорной площадке, при этом плоскости разъема 10 всех двухвалковых калибров расположены в одной плоскости 17. Стан снабжен дополнительными блоками неприводных роликов 18 с осями вращения, перпендикулярными осям вращения валков технологического калибрующего инструмента 9, установленными между первыми формообразующими клетями 4. Многовалковые калибры 19 служат для калибровки и правки полученного профиля. Привод 7 состоит из независимых кинематических цепей 20, имеющих индивидуальные источники вращающего момента - электродвигатели 21, сообщает вращение валкам клетей 4 и 19.A reduction rolling mill for producing a formwork determinate profile by cold reduction from a hollow welded billet, for example, a pipe, contains a store 1, a feed roller 2, a bed 3 with stands 4 installed on it and located one after another, a roller conveyor 5, a container for finished products 6 , mill drive 7 and control panel 8. Technological calibrating tool 9 is made with a connector plane 10. The roll profiles have radial depressions 11 for receiving forming ribs, protrusions 12 for simple the geometry of the base surfaces, the protrusions 13 to obtain the base surfaces of a more complex shape, the protrusions 14 for rolling the bend of a triangular shape, the protrusions with a rectilinear surface 15 for receiving grooves on the vertical end stand and 16 on the supporting platform, while the plane of the connector 10 of all two-roll calibers are located in one plane 17. The mill is equipped with additional blocks of non-drive rollers 18 with axes of rotation perpendicular to the axis of rotation of the rolls of the technological calibrating tool 9, installed between the first E stands formative 4. Mnogovalkovye gauges 19 are used for calibrating and straightening the resultant profile. The drive 7 consists of independent kinematic circuits 20 having individual sources of torque - electric motors 21, reports rotation to the rolls of stands 4 and 19.

Редукционный прокатный стан работает следующим образом. Сварные заготовки - трубы ⌀ 114×3 мм из накопителя 1 подаются на рольганг подачи 2, посредством которого затравливаются в первую клеть 4 стана. Процесс формообразования производится в шестнадцати клетях 4 и заканчивается калибровкой и правкой в клетях 19, при этом, после первых трех клетей 4 воздействие на боковые поверхности ведется при помощи блоков неприводных роликов 18. Привод 7 обеспечивает прокатку профиля с постоянной скоростью по всем клетям, способствуя тем самым невозможности получения больших растягивающих усилий и сохранения практически неизменной толщины стенки профиля, равной толщине стенки заготовки. Процесс прокатки может проводится непрерывно с небольшим разрывом между заготовками.Reduction rolling mill operates as follows. Welded billets - pipes ⌀ 114 × 3 mm from the drive 1 are fed to the feed roller 2, through which they are pickled in the first stand 4 of the mill. The shaping process is carried out in sixteen stands 4 and ends with calibration and editing in stands 19, while after the first three stands 4, the impact on the side surfaces is carried out using blocks of non-driven rollers 18. Drive 7 provides rolling of the profile at a constant speed across all stands, thereby contributing to the impossibility of obtaining large tensile forces and maintaining a practically constant profile wall thickness equal to the thickness of the workpiece wall. The rolling process can be carried out continuously with a small gap between the workpieces.

Использование предлагаемого редукционного прокатного стана обеспечивает возможность воздействия на схему напряженно-деформированного состояния металла в очаге деформации для получения опалубочного профиля заданной формы из промышленно-освоенной и широко используемой сварной трубы размером ⌀ 114×3 мм в оптимальном технологическом режиме с точки зрения состояния металла, интенсивности деформаций и благоприятных условий работы инструмента, упрощение конструкции и наладки стана, повышение точности изделия и снижение затрат электроэнергии.Using the proposed reduction rolling mill provides the possibility of influencing the stress-strain state of the metal in the deformation zone to obtain a formwork profile of a given shape from an industrially developed and widely used welded pipe with a size of ⌀ 114 × 3 mm in the optimal technological mode in terms of metal condition, intensity deformations and favorable working conditions of the tool, simplifying the design and commissioning of the mill, increasing the accuracy of the product and reducing the cost of electric power ergy.

Claims (1)

Редукционный прокатный стан для получения опалубочного детерминированного профиля холодным редуцированием из полой сварной заготовки, например трубы, содержащий накопитель, рольганг подачи, станину с установленными на ней и расположенными друг за другом клетями, технологический калибрующий инструмент, рольганг-сбрасыватель, привод стана и пульт управления, отличающийся тем, что технологический калибрующий инструмент выполнен в виде ряда двухвалковых формообразующих калибров, установленных на станине без углового смещения их плоскостей разъема и расположенных друг за другом по форме сечения профиля таким образом, чтобы обеспечить первоначальным обжатием получение в первых клетях формообразующих ребер профиля, последующим редуцированием получение простых по геометрии базовых поверхностей, базовых поверхностей более сложной формы, укатки отгиба треугольной формы и получение пазов на вертикальной торцевой стойке и на опорной площадке, при этом плоскости разъема всех двухвалковых калибров расположены в одной плоскости, а суммарный по двум валкам каждой клети периметр сечений калибров с учетом формообразующих выступов, впадин с прямолинейными и/или криволинейными поверхностями выполнен равным периметру исходной полой сварной заготовки, и снабжен дополнительными блоками неприводных роликов с осями вращения, перпендикулярными осям вращения валков, установленными между первыми формообразующими клетями, и многовалковых калибров для окончательной калибровки и правки готового изделия с возможностью компенсации допускаемых отклонений полой сварной заготовки, привод выполнен в виде ряда отдельных кинематических цепей с индивидуальными источниками крутящего момента с обеспечением скорости вращения валков постоянной по всем клетям, а диаметры калибров рассчитаны из условия постоянства скорости протяжки профиля по всем клетям и равенства площади поперечного сечения каждого промежуточного профиля площади поперечного сечения исходной заготовки.Reduction rolling mill for producing a shuttering determinate profile by cold reduction from a hollow welded billet, for example, a pipe containing a storage ring, a feed roller, a bed with stands installed on it and located one after another, a calibrating tool, a roller conveyor, a mill drive and a control panel, characterized in that the technological calibrating tool is made in the form of a series of two-roll forming calibers mounted on a bed without angular displacement of their flat of the connector and arranged one after another in the shape of the section of the profile in such a way as to provide initial compression to obtain the forming ribs of the profile in the first cages, followed by reduction to obtain simple geometry of the base surfaces, base surfaces of a more complex shape, rolling the bend of a triangular shape and obtaining grooves on the vertical end stand and on the supporting platform, while the plane of the connector of all two-roll calibers are located in one plane, and the total of two rolls of each stand per the meter cross-sections of calibers, taking into account the forming protrusions, depressions with rectilinear and / or curved surfaces, is made equal to the perimeter of the original hollow welded billet, and is equipped with additional blocks of non-drive rollers with rotation axes perpendicular to the rotation axes of the rolls installed between the first forming stands and multi-roll calibers for the final calibration and editing of the finished product with the ability to compensate for tolerances of the hollow welded workpiece, the drive is made in the form of a number of separate x kinematic chains with individual sources of torque to ensure a constant speed of rotation of the rolls in all the stands, and the diameters of calibers calculated from the condition that the pulling rate profile for all the stands and equal cross-sectional area of each intermediate cross-sectional area profile of the original workpiece.

Images