RU2545935C2 - Plant for production of tapered long-sized hollow metal parts - Google Patents

Abstract

FIELD: process engineering.

SUBSTANCE: invention relates to metallurgy. Proposed plant comprises furnace for heating the ingots to ductility temperature, roll table for ingots transfer, helical rolling mill for broaching the ingots to hollow sleeves, two trolleys to transfer said sleeved to Pilger mill, roll tables, hot cutting saws to cut off Pilger heads and seed ends, drag to transfer articles to finishing station, straightening presses, tolls for cutting pipes to lengths, inspection stations, repair sections and acceptance sections. Stationary troughs are installed behind every stand, their semicircular diameters being specified. Note here that feeder with long mandrel are arranged at inlet of the first Pilder stand. Pilger mill is arranged behind said helical rolling mill with at least three Pilger stands spaced apart on one axis.

EFFECT: higher efficiency, lower metal input and costs.

6 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к прокатному производству, а именно к способу производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой из слитков и НЛЗ на новых установках с пилигримовыми станами с уменьшением диаметра и толщины стенки от одного конца (основания) к другому (вершине).The invention relates to rolling production, and in particular to a method for the production of conical long hollow metal products by hot rolling from ingots and NLZ at new plants with pilgrim mills with a decrease in diameter and wall thickness from one end (base) to the other (top).

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.

Недостатками 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 disadvantages of this method are low productivity, the complexity of manufacturing, increased marriage during transportation and failure during traffic accidents with the failure of power lines and tram-trolleybus power cables.

Известен способ производства конусных длинномерных полых металлических изделий, включающий развальцовку, стыковку и сварку ручным или полуавтоматическим способами нескольких трубных изделий разного диаметра и толщин стенок.A known method for the production of conical long hollow metal products, including flaring, joining and welding by manual or semi-automatic methods of several pipe products of different diameters and wall thicknesses.

Недостатками 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 или полуавтоматическим 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 и имеют пониженную прочность из-за некачественной сварки плохо развальцованных трубных изделий.The disadvantages of this method are also low productivity, the complexity of manufacturing due to the joining of tubular products of different diameters and wall thicknesses, heating and manual expansion of the joined products, welding them manually or semi-automatically 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 and have reduced strength due to poor-quality welding of poorly expanded tube products.

Известен также способ использования в качестве длинномерных полых металлических изделий гладких цилиндрических горячекатаных труб, включающий нагрев слитков или заготовок до температуры пластичности, прошивку их в толстостенные гильзы в стане поперечно-винтовой прокатки и прокатку гильз на пилигримовых станах в длинномерные трубы с последующей порезкой их на мерные длины.There is also a known method of using smooth cylindrical hot-rolled tubes as long hollow metal products, including heating ingots or billets to a ductile temperature, flashing them into thick-walled sleeves in a cross-helical rolling mill, and rolling the sleeves on pilgrim mills into long tubes, followed by cutting them into dimensional ones lengths.

Недостаток данного способа и устройства (пилигримового стана) заключается в том, что они не обеспечивают производство конусных длинномерных металлических изделий необходимой формы и геометрических размеров.The disadvantage of this method and device (pilgrim mill) is that they do not provide for the production of conical long metal products of the required shape and geometric dimensions.

В трубной промышленности известен способ производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой, включающий нагрев заготовок до температуры пластичности, прошивку в станах поперечно-винтовой прокатки их в гильзы, прокатку гильз на установках с пилигримовыми или автоматическими станами в трубы, порезку труб на мерные длины, прокатку в редукционно-растяжных станах с трех- или четырехвалковыми клетями до момента выхода переднего конца конусного длинномерного полого изделия из последней клети редукционно-растяжного стана, торможение всех клетей редукционно-растяжного стана, выдачу заготовки конусного длинномерного полого изделия из последней клети редукционно-растяжного стана за счет реверса на входную сторону за время t, валки каждой клети, кроме последней, за время t₁, значения которогоIn the pipe industry, there is a known method for the production of conical long hollow metal products by hot rolling, which includes heating the workpieces to a ductile temperature, piercing them in cross-helical mills, rolling the sleeves in plants with pilgrim or automatic mills into pipes, cutting pipes to lengths, rolling in reduction-expansion mills with three- or four-roll stands until the front end of the conical long-length hollow product exits the last stand of the reduction-expansion zhnogo mill stands inhibition of stretch-reducing mill, issuing preform conical elongated hollow body from the last stand stretch-reducing mill due to reverse to the upstream side in the time t, the rolls of each stand, except the last, during the time t _1, the values of which

определяют из выражения:

, последовательно сводят на величину δ, передачу заготовок конусных длинномерных полых изделий на шлеппер, охлаждение и передачу в отделку, правку и удаление технологической обрези (Патент RU №2275978, кл. B21B 21/00, 10.05.2006, бюл. №13).determined from the expression:

are successively reduced by a value of δ, transferring blanks of conical lengthy hollow products to a slapper, cooling and transferring to finishing, dressing and removal of technological trimmings (Patent RU No. 2275978, class B21B 21/00, 05/10/2006, bull. No. 13).

Недостатком данного способа производства длинномерных полых металлических изделий является отсутствие редукционно-растяжных (редукционных) станов в составе трубопрокатных установок с пилигримовыми станами, а производство данных изделий на ТПУ с автоматическими станами требует установки второго редукционного стана для их производства. Длинномерные полые металлические изделия, изготовленные из передельных труб диаметром 250 мм и менее будут иметь маленькую конусность, т.к. с увеличением конусности верхняя часть конусного длинномерного полого металлического изделия будет иметь повышенную способность к изгибу, что недопустимо при изготовления опор осветительных столбов, опор для натяжения и поддержания силовых кабелей трамвайно-троллейбусных линий. Данный способ не реализован в промышленных условиях.The disadvantage of this method for the production of long hollow metal products is the absence of reduction-extension (reduction) mills as part of pipe rolling plants with pilgrim mills, and the production of these products on TPU with automatic mills requires the installation of a second reduction mill for their production. Long hollow metal products made from redistribution pipes with a diameter of 250 mm or less will have a small taper, because with an increase in taper, the upper part of the conical lengthy hollow metal product will have increased bending ability, which is unacceptable in the manufacture of supports for lighting poles, supports for tensioning and maintaining power cables of tram-trolleybus lines. This method is not implemented in an industrial environment.

Наиболее близким техническим решением являются способ производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой и устройства для его осуществления (Патент RU №2268796, кл. B21B 21/00, 27.01.2006 г., бюл. №3). Способ производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой, включающий нагрев заготовок-труб до температуры пластичности и прокатку их на пилигримовых станах на длинной оправке (дорне) с периодической подачей заготовок-труб в очаг деформации и кантовкой на угол, равный ≈90°, 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, количество витков круглого переменного калибра с выпусками определяют из выражения:

, где L - длина конусного полого изделия, мм; R_k - катающий радиус валка, мм; α - угол наклона оси калибра к оси валка, град. Подающий аппарат синхронно вращению валков перемещают возвратно-поступательно в горизонтальной плоскости на величину, определяемую по формуле:

, где n - количество витков калибра по длине валка, шт.; D_max - максимальный диаметр калибра, мм; D_min - минимальный диаметр калибра, мм; K - ширина реборд валка между калибрами, мм. 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. Соединительные муфты и приводные шейки рабочих валков выполнены в виде телескопических систем с перемещением валков в горизонтальной плоскости наThe closest technical solution is a method for the production of conical long hollow metal products by hot rolling and devices for its implementation (Patent RU No. 2268796, CL B21B 21/00, 01/27/2006, bull. No. 3). A method of manufacturing conical long hollow metal products by hot rolling, including heating the billet pipes to a temperature of plasticity and rolling them on pilgrim mills on a long mandrel (mandrel) with periodic feeding of the billet pipes into the deformation zone and tilting at an angle equal to ≈90 °, rolls, the caliber of which is carried out along a helix to the axis of the rolls, and the axis of the rolls are parallel in a vertical plane, the half-gauge on the upper roll is left-handed, and on the lower, right-handed inii or, on the contrary, the number of round turns with variable-gauge output is determined from the expression:

where L is the length of the conical hollow product, mm; R _k is the rolling radius of the roll, mm; α is the angle of inclination of the axis of the caliber to the axis of the roll, deg. The 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:

where n is the number of turns of caliber along the length of the roll, pcs .; D _max - the maximum diameter of the caliber, mm; D _min - the minimum diameter of the caliber, mm; K - roll flange width between calibers, mm. 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 the main drive or forced horizontal movement from a separate drive. The couplings and drive necks of the work rolls are made in the form of telescopic systems with the movement of the rolls in a horizontal plane on

величину, определяемую по формуле:

. Подающий аппарат расположен под углом α к горизонтальной оси валков, а диаметры конусных оправок равны внутренним диаметрам оснований и вершин длинномерных конусных изделий, конусность оправок превышает конусность длинномерных конусных полых изделий на суммарную величину вытяжки при прокатке цилиндрических труб в длинномерные конусные полые изделия Σμ, а длины меньше в Σμ, которые определяют по формулам:

,

, где α₀ - угол конусности оправки, град.; α_u - угол конусности изделия, град.; Σμ - суммарный коэффициент вытяжки при прокатке цилиндрической трубы в конусное длинномерное полое изделие; L - длина конусного изделия, мм.the value determined by the formula:

. The feeding apparatus is located at an angle α to the horizontal axis of the rolls, and the diameters of the conical mandrels are equal to the internal diameters of the bases and tops of the long conical products, the conicity of the mandrels exceeds the conicity of the long conical hollow products by the total amount of elongation when rolling cylindrical pipes into long conical hollow products Σμ, and the lengths less in Σμ, which are determined by the formulas:

,

where α ₀ is the taper angle of the mandrel, deg .; α _u - taper angle of the product, degrees .; Σμ is the total drawing coefficient when rolling a cylindrical pipe into a conical long hollow product; L is the length of the conical product, mm

Недостатком данного способа производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой и устройства для его осуществления (прототипа) является то, что данное устройство сложно в изготовлении и на данный момент оно нигде не реализовано. Это объясняется тем, что для производства конусных длинномерных полых металлических изделий по данному способу и устройству необходимы многоручьевые валки с уменьшающимся калибром от начала к концу. Калибр необходимо выполнять по винтовой линии с углом наклона оси калибра к оси валка, что в свою очередь приведет к увеличению длины валков. Для изготовления многоручьевых валков, калибр которых выполнен по винтовой линии, на данный момент отсутствует станочное оборудование. Расположение подающего аппарата под углом к горизонтальной оси валков, равным углу наклона оси калибра к оси валков, и возвратно-поступательное перемещение валков или подающего аппарата влечет проектирование, изготовление и наладку принципиально новой сложной в изготовлении и эксплуатации установки (пилигримового стана).The disadvantage of this method of manufacturing conical long hollow metal products by hot rolling and a device for its implementation (prototype) is that this device is difficult to manufacture and at the moment it is not implemented anywhere. This is due to the fact that for the production of conical long hollow metal products according to this method and device, multi-groove rolls with a decreasing caliber from beginning to end are required. The gauge 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 lead to an increase in the length of the rolls. For the manufacture of multi-groove rolls, the caliber of which is made on a helical line, at the moment there is no machine equipment. The location of the feed apparatus at an angle to the horizontal axis of the rolls, equal to the angle of inclination of the caliber axis to the axis of the rolls, and the reciprocating movement of the rolls or feed apparatus entails the design, manufacture and commissioning of a fundamentally new installation (pilgrim mill) that is difficult to manufacture and operate.

Задачей, предложенной установки для производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой, является проектирование, изготовление и монтаж работоспособного оборудования для промышленного поточного производства данных изделий, имеющих эстетический вид, запас прочности при значительном снижении их веса, снижение их стоимости и замена железобетонных изделий на экономически и эстетически конкурентноспособные долговечные облегченные изделия из металла.The objective of the proposed installation for the production of conical long hollow metal products by hot rolling is the design, manufacture and installation of workable equipment for industrial continuous production of these products having an aesthetic appearance, safety margin with a significant reduction in their weight, reducing their cost and replacing reinforced concrete products with economically and aesthetically competitive, durable, lightweight metal products.

Технический результат достигается тем, что установка для производства конусных длинномерных полых металлических изделий, содержащая печи для нагрева слитков и заготовок до температуры пластичности, рольганг для транспортировки слитков и заготовок, стан поперечно-винтовой прокатки для прошивки слитков и заготовок на короткой оправке в полые гильзы, две передаточные тележки для транспортировки гильз к пилигримовым станам, передаточные рольганги, пилы горячей резки для удаления технологических отходов - пилигримовых головок и затравочных концов, шлеппер для транспортировки изделий в отделение отделки, прессы для правки, станочное оборудование для подрезки изделий на мерную длину, участки осмотра, ремонта и приемки готовых изделий, отличающаяся тем, что после стана поперечно-винтовой прокатки установлен пилигримовый стан, имеющий по меньшей мере три пилигримовые клети, расположенные по однойThe technical result is achieved by the fact that the installation for the production of conical long hollow metal products, containing furnaces for heating ingots and billets to a temperature of plasticity, a rolling table for transporting ingots and billets, a cross-screw rolling mill for flashing ingots and billets on a short mandrel into hollow sleeves, two transfer trolleys for transporting cartridges to pilgrim mills, transfer roller tables, hot cutting saws for the removal of technological waste - pilgrim heads and seed ends, a Schlepper for transporting products to the finishing department, dressing presses, machine tools for trimming products to a measured length, inspection, repair and acceptance areas for finished products, characterized in that after the cross-helical rolling mill, a pilgrim mill is installed that has at least at least three pilgrim stands, one at a time

оси на расстояниях друг от друга, определяемых из выражений:

где L_1-2 - расстояние между первой и второй клетью, устанавливаемое в зависимости от геометрических размеров основания конусных длинномерных полых металлических изделий, диаметра рабочих валков и прочности клетей, мм; L_2-3 - расстояние между второй и третьей клетью, мм; L_3-4 - расстояние между третьей и четвертой клетью, мм; L_n1 - расстояние между n-1 и n-й клетью, мм; axis at distances from each other, determined from the expressions:

where L _1-2 is the distance between the first and second stand, determined depending on the geometric dimensions of the base of the conical long hollow metal products, the diameter of the work rolls and the strength of the stands, mm; L _2-3 is the distance between the second and third stand, mm; L _3-4 - the distance between the third and fourth stands, mm; L _n1 is the distance between the n-1 and the n-th stand, mm;

D₁, D₂, D₃,- - -, D_n-1 и D_n - идеальные диаметры пилигримовых валков, установленных в каждой клети, мм, после каждой клети установлены стационарные желоба, диаметры полуокружностей которых определяют из выражения: D_i=D_i.изд+Δ_i, где D_i - диаметр желоба между i-той и i-1 клетями, мм; D_i.изд - средний диаметр конусного длинномерного полого металлического изделия после i-той клети, мм; Δ_i=100-200 - разность между диаметром желоба и максимальным диаметром длинномерного полого металлического изделия в i-той клети, большие значения которой относится к основанию конусного длинномерного полого металлического изделия, а меньшие к его вершине, мм, при этом подающий аппарат с дорном - длинной оправкой расположены на входной стороне первой пилигримовой клети, каждая клеть имеет индивидуальные приводы, которые синхронно вращают верхние валки по часовой стрелке, а нижние против часовой стрелки, основание каждого последующего стационарного желоба поднято относительно предыдущего в направлении оси конусного длинномерного полого металлического изделия на величину, значение которой определяют из выражений:

где Δh_1-2 - величина подъема основания второго стационарного желоба относительно первого в горизонтальной плоскости в сторону оси конусного длинномерного полого металлического изделия, мм; D_1изд - диаметр основания конусного длинномерного полого металлического изделия после первой клети (основание), мм; D_2изд - диаметр основания конусного длинномерного полого металлического изделия после второй клети, мм; Δh_(n-1)-n - величина подъема основания n-го стационарного желоба относительно n-1 в горизонтальной плоскости в сторону оси конусного длинномерного полого металлического изделия, мм; D_(n-1)изд - диаметр вершины конусного длинномерного полого металлического изделия после n-1 клети, мм; D_n.изд - диаметр вершины конусного длинномерного полого металлического изделия после n-й клети, мм, в каждом стационарном желобе установлены подъемные ролики для транспортировки - выдачи из очага деформации конусного длинномерного полого металлического изделия с максимальным диаметром основания, каждая клеть содержит валки, имеющие переменный круглый калибр с поперечными выпусками, геометрические размеры которых определяют из условия постоянства пути отката L_отк подающего аппарата и конусного длинномерного полого металлического изделия в процессе деформации каждой клетью по формуле:D ₁ , D ₂ , D ₃ , - -, D _n-1 and D _n are the ideal diameters of the pilgrim rolls installed in each stand, mm, stationary grooves are installed after each stand, the diameters of the semicircles of which are determined from the expression: D _i = D _{i. Ed} + Δ _i , where D _i is the diameter of the trench between the i-th and i-1 stands, mm; D _i.izd - the average diameter of the conical long hollow metal products after the i-th stand, mm; Δ _i = 100-200 - the difference between the diameter of the trough and the maximum diameter of the long hollow metal product in the i-th stand, the large values of which belong to the base of the conical long hollow metal product, and the smaller ones to its top, mm, while the feeding apparatus with the mandrel - a long mandrel is located on the inlet side of the first pilgrim stand, each stand has individual drives that synchronously rotate the upper rolls clockwise, and the lower counterclockwise, the base of each subsequent station -stationary chute is raised relative to the previous direction in the conical hollow elongated axis of the metal product to a value which value is determined from the expression:

where Δh _1-2 is the amount of rise in the base of the second stationary trough relative to the first in the horizontal plane in the direction of the axis of the conical long hollow metal product, mm; D _1izd is the diameter of the base of the conical long hollow metal product after the first stand (base), mm; D _2izd - the diameter of the base of the conical long hollow metal products after the second stand, mm; Δh _{(n-1) -n} is the amount of rise in the base of the n-th stationary trough relative to n-1 in the horizontal plane in the direction of the axis of the conical long hollow metal product, mm; D _{(n-1) ed} - the diameter of the top of the conical lengthy hollow metal product after the n-1 stand, mm; D _{n. Ed} is the diameter of the top of the conical long hollow metal product after the nth stand, mm, lifting rollers are installed in each stationary trough for transporting - delivery of a conical long hollow metal product with a maximum base diameter from the deformation zone, each stand contains rolls having variable caliber round cross releases the geometric dimensions of which are determined from the condition that the recoil path L _TCI feeder apparatus and the conical elongated hollow metal ed Leah during deformation of each stand by the formula:

где K_ср=1,15-1,2 - средний коэффициент опережения по всей дуге рабочей части пилигримового валка; R₀ - радиус валка в нулевой точке, мм; R_n - радиус валка на полирующем участке, мм; Θ_б - центральный угол бойка валка, рад; Θ_n - центральный угол полирующего участка валка, рад; l_m - путь торможения подающего аппарата, мм, длинная оправка - дорн содержит η конусных участков и n-1 конических переходов длиной от 50 до 100 мм.

where K _cf = 1.15-1.2 - the average coefficient of advance along the entire arc of the working part of the pilgrim roll; R ₀ is the radius of the roll at the zero point, mm; R _n is the radius of the roll on the polishing section, mm; Θ _b - the central angle of the roll head, glad; Θ _n is the central angle of the polishing portion of the roll, rad; l _m is the braking path of the feeding apparatus, mm, a long mandrel - the mandrel contains η conical sections and n-1 conical transitions with a length of 50 to 100 mm.

Сопоставительный анализ заявляемой установки для производства конусных длинномерных полых металлических изделий с прототипом показывает, что после стана поперечно-винтовой прокатки установлен пилигримовый стан, имеющий по меньшей мере три пилигримовые клети, расположенные по одной оси на расстояниях друг от друга, определяемых из выражений:

где L_1-2 - расстояние между первой и второй клетью, устанавливаемое в зависимости от геометрических размеров основания конусных длинномерных полых металлических изделий, диаметра рабочих валков и прочности клетей, мм; L_2-3 - расстояние между второй и третьей клетью, мм; L_3-4 - расстояние между третьей и четвертой клетью, мм; L_n] - расстояние между n-1 и n-й клетью, мм; D₁, D₂, D₃,- - -, D_n-1 и D_n - идеальные диаметры пилигримовых валков, установленных в каждой клети, мм, после каждой клети установлены стационарные желоба, диаметры полуокружностей которых определяют из выражения: D_i=D_i.изд+Δ_i где D_i - диаметр желоба между i-той и i-1 клетями, мм; D_i.изд - средний диаметр конусного длинномерного полого металлического изделия после i-той клети, мм; Δ,=100-200 - разность между диаметром желоба и максимальным диаметром длинномерного полого металлического изделия в i-той клети, большие значения которой относится к основанию конусного длинномерного полого металлического изделия, а меньшие к его вершине, мм, при этом подающий аппарат с дорном - длинной оправкой расположены на входной стороне первой пилигримовой клети, каждая клеть имеет индивидуальные приводы, которые синхронно вращают верхние валки по часовой стрелке, а нижние против часовой стрелки, основание каждого последующего стационарного желоба поднято относительно предыдущего в направлении оси конусного длинномерного полого металлического изделия на величину, значение которой определяют из выражений:A comparative analysis of the inventive installation for the production of conical long hollow metal products with the prototype shows that after the cross-helical rolling mill installed a pilgrim mill having at least three pilgrim stands located on one axis at distances from each other, determined from the expressions:

where L _1-2 is the distance between the first and second stand, determined depending on the geometric dimensions of the base of the conical long hollow metal products, the diameter of the work rolls and the strength of the stands, mm; L _2-3 is the distance between the second and third stand, mm; L _3-4 - the distance between the third and fourth stands, mm; L _n] is the distance between the n-1 and the n-th stand, mm; D ₁ , D ₂ , D ₃ , - -, D _n-1 and D _n are the ideal diameters of the pilgrim rolls installed in each stand, mm, stationary grooves are installed after each stand, the diameters of the semicircles of which are determined from the expression: D _i = D _{i. Ed} + Δ _i where D _i is the diameter of the trench between the i-th and i-1 stands, mm; D _i.izd - the average diameter of the conical long hollow metal products after the i-th stand, mm; Δ, = 100-200 - the difference between the diameter of the gutter and the maximum diameter of the long hollow metal product in the i-th stand, large values of which belong to the base of the conical long hollow metal product, and smaller to its apex, mm, while the feeding apparatus with the mandrel - a long mandrel is located on the input side of the first pilgrim stand, each stand has individual drives that synchronously rotate the upper rolls clockwise, and the lower counterclockwise, the base of each subsequent station ary trough is raised relative to the previous direction in the conical hollow elongated axis of the metal product to a value which value is determined from the expression:

где Δh_1-2 - величина подъема основания второго стационарного желоба относительно первого в горизонтальной плоскости в сторону оси конусного длинномерного полого металлического изделия, D_1изд - диаметр основания конусного длинномерного полого металлического изделия после первой клети (основание), мм; D_2изд - диаметр основания конусного длинномерного полого металлического изделия после второй клети, мм; Δh_(n-1)n-1 - величина подъема основания n-го стационарного желоба относительно n-1 в горизонтальной плоскости в сторону оси конусного длинномерного полого металлического изделия, мм; D_(n-1)изд - диаметр вершины конусного длинномерного полого металлического изделия после n-1 клети, мм; D_n.изд диаметр вершины конусного длинномерного полого металлического изделия после n-й клети, мм, в каждом стационарном желобе установлены подъемные ролики для транспортировки - выдачи из очага деформации конусного длинномерного полого металлического изделия с максимальным диаметром основания, каждая клеть содержит валки, имеющие переменный круглый калибр с поперечными выпусками, геометрические размеры которых определяют из условия постоянства пути отката L_отк подающего аппарата и конусного длинномерного полого металлического изделия в процессе деформации каждой клетью по формуле:

где K_ср=1,15-1,2 - средний коэффициент опережения по всей дуге рабочей части пилигримового валка; R₀ - радиус валка в нулевой точке, мм; R_n - радиус валка на полирующем участке, мм; Θ_б - центральный угол бойка валка, рад; Θ_n - центральный угол полирующего участка валка, рад; l_m - путь торможения подающего аппарата, мм, длинная оправка - дорн содержит n конусных участков и n-1 конических переходов длиной от 50 до 100 мм. Таким образом заявляемая установка для производства конусных длинномерных полых металлических изделий соответствует критерию "изобретательский уровень".where Δh _1-2 is the amount of rise of the base of the second stationary trough relative to the first in a horizontal plane in the direction of the axis of the conical long hollow metal product, D _1izd is the diameter of the base of the conical long hollow metal product after the first stand (base), mm; D _2izd - the diameter of the base of the conical long hollow metal products after the second stand, mm; Δh _{(n-1) n-1} - the amount of rise in the base of the n-th stationary trough relative to n-1 in the horizontal plane in the direction of the axis of the conical long hollow metal product, mm; D _{(n-1) ed} - the diameter of the top of the conical lengthy hollow metal product after the n-1 stand, mm; D _{n. Ed} diameter of the top of the conical long hollow metal product after the nth stand, mm, lifting rollers are installed in each stationary trough for conveying - issuing from the deformation zone the conical long hollow metal product with a maximum base diameter, each stand contains rolls having a variable caliber round cross releases the geometric dimensions of which are determined from the condition that the recoil path L _TCI feeder apparatus and the conical elongated hollow metal woode Ia in the process of deformation of each stand by the formula:

where K _cf = 1.15-1.2 - the average coefficient of advance along the entire arc of the working part of the pilgrim roll; R ₀ is the radius of the roll at the zero point, mm; R _n is the radius of the roll on the polishing section, mm; Θ _b - the central angle of the roll head, glad; Θ _n is the central angle of the polishing portion of the roll, rad; l _m is the braking path of the feeding apparatus, mm, the long mandrel - the mandrel contains n conical sections and n-1 conical transitions with a length of 50 to 100 mm. Thus, the inventive installation for the production of conical long hollow metal products meets the criterion of "inventive step".

Сравнение заявляемой установки для производства конусных длинномерных полых металлических изделий не только с прототипом, но и с другими техническими решениями в данной области техники не позволило выявить в них признаки, отличающие заявляемую установку для производства конусных длинномерных полых металлических изделий от прототипа, что соответствует патентоспособности "изобретательский уровень".Comparison of the claimed installation for the production of conical long hollow metal products not only with the prototype, but also with other technical solutions in the art did not reveal the signs that distinguish the claimed installation for the production of conical long hollow metal products from the prototype, which corresponds to patentability "inventive level".

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 размером 426×70×3500+325×30×3500+273×12×8000 мм в трех последовательно установленных по одной оси пилигримовых клетях. Сначала определяем геометрические размеры гильзы, необходимой для производства конусных длинномерных полых металлических изделий. Размер гильзы составит 600хвн.310×2500 мм. Данный размер гильзы можно получить из заготовки диаметром 600 мм. Зная размер гильзы, определим размер исходных заготовок по формуле: L_заг-L_г/μ, где μ - коэффициент вытяжки при прошивке заготовок диаметром 600 мм в гильзы размером 600хвн.310×2500 мм. Коэффициент вытяжки определяем по формуле:

где R₃ - радиус заготовки, мм; K=0,97 - коэффициент, учитывающий угар металла при нагреве заготовок в методических печах до температуры пластичности. Подставляя данные в формулу:

получим, что для производства конусных длинномерных полых металлических изделий горячей прокаткой размером 426×70×3500+325×30×3500+273×12×8000 мм необходимы заготовки размером 600×1825±25 мм. Заготовки садят в печь, нагревают до температуры пластичности, выдают из печи и прошивают в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 295 мм в гильзы размером 600хвн.310×2500 мм. Гильзы передают на входную сторону первой пилигримовой клети с диаметром бочки валков 1045 мм. Подающий аппарат имеет только первая пилигримовая клеть. Вторая клеть с диаметром бочки валков 945 мм, а третья клеть с диаметром бочки 870 мм. Клети установлены в потоке последовательно (тандемом) с расстоянием между осями L_1-2=3500 мм, а L_2-3=3500(970/1070)=3175 мм. Валки каждой клети вращаются синхронно, верхние по часовой стрелке, а нижние против часовой стрелки. Прокатку конусных длинномерных полых металлических изделий производят на дорне, который подающим аппаратом первой клети вводится в гильзу. После введения дорна в гильзу начинается процесс затравки ее первой клетью и прокатка горячекатаной трубы размером 426×70 мм в валках с диаметром бочки 1045 мм в калибре 434 мм с подачей гильзы в очаг деформации m₁, вытяжкой μ₁ и с поворотом гильзы-трубы подающим аппаратом на угол, равный ≈90°. По мере прокатки передний конец трубы размером 426×70 мм входит в валки второй клети с диаметром бочки 945 мм и с калибром 332 мм. Производится затравка переднего конца и прокатка трубы размером 325×30 мм с подачей m₂ и вытяжкой μ₂ при соблюдении равенства m₁μ₁≤m₂μ₂. По мере прокатки передний конец трубы размером 325×30 мм входит в валки третьей клети с диаметром бочки 870 мм и с калибром 280 мм. Производится затравка переднего конца и прокатка трубы размером 273×12 мм с соблюдением равенства m₁μ₁≤m₂μ₂. Валки каждой клети имеют индивидуальный привод и вращаются синхронно, т.е. нулевые точки валков каждой клети входят в контакт с металлом конусного изделия в одно и то же время. Для получения геометрических размеров конусных длинномерных полых металлических изделий процесс прокатки необходимо вести на дорнах и чтобы пути откатов каждой клети были равными. При прокатке в валках с диаметрами бочек 1045, 945 и 870 мм и с врезанными в них калибрами размером 434, 332 и 280 мм пути откатов будут равными 1130, 1130 и 1110 мм. Выдача конусных длинномерных полых металлических изделий из пилигримовых клетей производится подъемными роликами, установленными в стационарных желобах после каждой клети, и выводным рольгангом после последней клети установки. Принципиальная схема производства конусных длинномерных полых металлических изделий в трех пилигримовых клетях приведена на фиг. 1. 1 - дорновая головка для фиксации дорна в дорновом замке; 2 - дорновое кольцо; 3 - конусное длинномерное полое металлическое изделие в очаге деформации трехклетевой пилигримовой установки; 4 - верхний пилигримовый валок первой пилигримовой клети; 5 - рабочая часть дорна; 6 - верхний пилигримовый валок второй пилигримовой клети; 7 - верхний пилигримовый валок третьей пилигримовой клети; 8 - затравочный конец конусного длинномерного полого металлического изделия; L_1-2 - расстояние между первой и второй пилигримовыми клетями; L_2-3 - расстояние между второй и третьей пилигримовыми клетями. Подающий аппарат, привода каждой клети, стационарные желоба, подъемные ролики для выдачи из очага деформации конусных длинномерных полых металлических изделий и рольганг для транспортировки конусного длинномерного полого металлического изделия к пилам ударного действия на фиг. 1 не показаны.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 cone long hollow metal products by hot rolling of 426 × 70 × 3500 + 325 × 30 × 3500 + 273 × 12 × 8000 mm in three pilgrim stands sequentially installed on the same axis is given. First, we determine the geometric dimensions of the sleeve required for the production of conical long hollow metal products. The size of the sleeve is 600hvn. 310 × 2500 mm. This sleeve size can be obtained from a workpiece with a diameter of 600 mm. Knowing the size of the sleeve, we determine the size of the initial blanks according to the formula: L _zag -L _g / μ, where μ is the drawing coefficient when stitching blanks with a diameter of 600 mm into sleeves with a size of 600xvn. 310 × 2500 mm. The hood coefficient is determined by the formula:

where R ₃ is the radius of the workpiece, mm; K = 0.97 - coefficient taking into account the fume of metal during heating of workpieces in methodical furnaces to the temperature of plasticity. Substituting the data in the formula:

we get that for the production of conical long hollow metal products by hot rolling of size 426 × 70 × 3500 + 325 × 30 × 3500 + 273 × 12 × 8000 mm, workpieces of size 600 × 1825 ± 25 mm are required. The billets are placed in a furnace, heated to a temperature of plasticity, passed out of the furnace and stitched in a cross-helical rolling mill on a mandrel with a diameter of 295 mm in sleeves 600xvn. 310 × 2500 mm in size. The liners are transferred to the input side of the first pilgrim stand with a roll barrel diameter of 1045 mm. The feeding apparatus has only the first pilgrim stand. The second stand with a roll barrel diameter of 945 mm, and the third stand with a barrel diameter of 870 mm. The cages are installed in the flow in series (tandem) with the distance between the axes L _1-2 = 3500 mm, and L _2-3 = 3500 (970/1070) = 3175 mm. The rolls of each stand rotate synchronously, the upper counterclockwise and the lower counterclockwise. Cone long hollow metal products are rolled on a mandrel, which is introduced into the sleeve by the feeding apparatus of the first stand. After the mandrel is inserted into the sleeve, the process of inoculating it with the first stand begins and the hot-rolled pipe is sized 426 × 70 mm in rolls with a barrel diameter of 1045 mm in a caliber of 434 mm with the sleeve being fed into the deformation zone m ₁ , the hood μ ₁ and with the rotation of the sleeve tube feeding apparatus at an angle equal to ≈90 °. As rolling, the front end of the pipe measuring 426 × 70 mm enters the rolls of the second stand with a barrel diameter of 945 mm and a caliber of 332 mm. The front end is seeded and the pipe is sized 325 × 30 mm with a feed of m ₂ and an extract of μ ₂ subject to the equality m ₁ μ ₁ ≤m ₂ μ ₂ . As rolling, the front end of the pipe measuring 325 × 30 mm enters the rolls of the third stand with a barrel diameter of 870 mm and a caliber of 280 mm. Seeding of the front end and rolling of a pipe measuring 273 × 12 mm is carried out with the equality m ₁ μ ₁ ≤m ₂ μ ₂ . The rolls of each stand are individually driven and rotate synchronously, i.e. the zero points of the rolls of each stand come into contact with the metal of the conical product at the same time. To obtain the geometric dimensions of the cone lengthy hollow metal products, the rolling process must be carried out on the mandrels and so that the rollback paths of each stand are equal. When rolling in rolls with barrels with diameters of 1045, 945 and 870 mm and calibrated with 434, 332 and 280 mm gauges, the rollback paths will be 1130, 1130 and 1110 mm. The delivery of conical long hollow metal products from pilgrim stands is carried out by lifting rollers installed in stationary troughs after each stand, and the output rolling table after the last stand of the installation. A schematic diagram of the production of conical long hollow metal products in three pilgrim stands is shown in FIG. 1. 1 - mandrel head for fixing the mandrel in the mandrel lock; 2 - a mandrel ring; 3 - conical long-length hollow metal product in the deformation zone of a three-stand pilgrim installation; 4 - the upper pilgrim roll of the first pilgrim stand; 5 - the working part of the mandrel; 6 - upper pilgrim roll of the second pilgrim stand; 7 - the upper pilgrim roll of the third pilgrim stand; 8 - the seed end of the conical lengthy hollow metal product; L _1-2 - the distance between the first and second pilgrim stands; L _2-3 - the distance between the second and third pilgrim stands. The feeding apparatus, the drives of each stand, stationary troughs, lifting rollers for dispensing cone lengthy hollow metal products from the deformation zone and a roller table for transporting the cone lengthy hollow metal product to impact saws in FIG. 1 are not shown.

После последней подачи гильзы - конусного изделия в очаг деформации каждой клети производят в зависимости от геометрических размеров готовых изделий одну или две кантовки конусной оправки с раскатанным горячедеформированным конусным длинномерным полым изделием, чтобы раскатать бунт от последней подачи и придать изделию расчетные геометрические формы и параметры. После завершения цикла прокатки верхние валки каждой клети поднимают. Подающим аппаратом первой клети дорн извлекают из конусного длинномерного полого изделия. Дорн (длинномерную оправку) охлаждают или заменяют на охлажденную. Поднимают выводящие ролики рольганга, установленные после каждой клети, и выводят изделие из клетей на приемный рольганг, по которому оно подается к пилам ударного действия. Удалят технологические отходы (затравочный конец и пилигримовую головку). После удаления технологических отходов конусные длинномерные полые изделия поступают в отделение отделки, где производят подрезку концов, правку, покраску, приемку на соответствие НТД, складирование и отгрузку потребителю.After the last feed of the sleeve - the conical product into the deformation zone of each stand, depending on the geometrical dimensions of the finished products, one or two tilting of the conical mandrel with a rolled hot-deformed conical long-length hollow product is made to roll out the riot from the last supply and give the product calculated geometric shapes and parameters. After the rolling cycle is completed, the upper rolls of each stand are lifted. The feeding device of the first stand, the mandrel is removed from the conical lengthy hollow product. The mandrel (long mandrel) is cooled or replaced with a chilled one. The output rollers of the roller table installed after each stand are lifted, and the product is taken out of the stands to the receiving roller table, by which it is fed to the impact saws. Process waste (seed end and pilgrim head) will be removed. After the technological waste is removed, the cone lengthy hollow products go to the finishing department, where they trim the ends, dress, paint, accept the NTD for compliance, store and ship to the consumer.

Использование предлагаемой установки для производства конусных длинномерных полых металлических изделий по сравнению с существующими позволит значительно повысить производительность, снизить металлоемкость, стоимость изделий и впервые в мировой практике осуществить промышленное поточное производство качественных, с заданными геометрическими параметрами изделий из слитков и НЛЗ, обеспечить потребность народного хозяйства страны производить конкурентоспособную продукцию и экспортировать ее в другие страны мира.Using the proposed installation for the production of conical long hollow metal products in comparison with the existing ones will significantly increase productivity, reduce metal consumption, cost of products and for the first time in the world practice carry out industrial flow production of high-quality, with given geometric parameters, products from ingots and NLZ, to ensure the country's national economy to produce competitive products and export them to other countries of the world.

Claims (6)

1. Установка для производства конусных длинномерных полых металлических изделий, содержащая печи для нагрева слитков и заготовок до температуры пластичности, рольганг для транспортировки слитков и заготовок, стан поперечно-винтовой прокатки для прошивки слитков и заготовок на короткой оправке в полые гильзы, две передаточные тележки для транспортировки гильз к пилигримовым станам, передаточные рольганги, пилы горячей резки для удаления технологических отходов - пилигримовых головок и затравочных концов, шлеппер для транспортировки изделий в отделение отделки, прессы для правки, станочное оборудование для подрезки изделий на мерную длину, участки осмотра, ремонта и приемки готовых изделий, отличающаяся тем, что после стана поперечно-винтовой прокатки установлен пилигримовый стан, имеющий по меньшей мере три пилигримовые клети, расположенные по одной оси на расстояниях друг от друга, определяемых из выражений:

где L_1-2 - расстояние между первой и второй клетью, устанавливаемое в зависимости от геометрических размеров основания конусных длинномерных полых металлических изделий, диаметра рабочих валков и прочности клетей, мм;
L_2-3 - расстояние между второй и третьей клетью, мм;
L_3-4 - расстояние между третьей и четвертой клетью, мм;
L_n-1 - расстояние между n-1 и n-й клетью, мм;
D₁, D₂, D₃,- - -, D_n-1 и D_n - идеальные диаметры пилигримовых валков, установленных в каждой клети, мм, после каждой клети установлены стационарные желоба, диаметры полуокружностей которых определяют из выражения:

где D_i - диаметр желоба между i-той и i-1 клетями, мм;
D_i.изд - средний диаметр конусного длинномерного полого металлического изделия после i-той клети, мм;
Д_i=100-200 - разность между диаметром желоба и максимальным диаметром длинномерного полого металлического изделия в i-той клети, большие значения которой относится к основанию конусного длинномерного полого металлического изделия, а меньшие к его вершине, мм, при этом подающий аппарат с дорном - длинной оправкой расположены на входной стороне первой пилигримовой клети.1. Installation for the production of conical long hollow metal products, containing furnaces for heating ingots and billets to a temperature of plasticity, a rolling table for transporting ingots and billets, a cross-screw rolling mill for flashing ingots and billets on a short mandrel into hollow sleeves, two transfer trolleys for transportation of sleeves to pilgrim mills, transfer roller tables, hot cutting saws for the removal of technological waste - pilgrim heads and seed ends, shlepper for transportation and divisions in the decoration department, dressing presses, machine tools for cutting products to measured length, inspection, repair and acceptance sections of finished products, characterized in that after the cross-screw rolling mill, a pilgrim mill is installed, which has at least three pilgrim stands located along one axis at distances from each other, determined from the expressions:

where L _1-2 is the distance between the first and second stand, determined depending on the geometric dimensions of the base of the conical long hollow metal products, the diameter of the work rolls and the strength of the stands, mm;
L _2-3 is the distance between the second and third stand, mm;
L _3-4 - the distance between the third and fourth stands, mm;
L _n-1 - the distance between the n-1 and the n-th stand, mm;
D ₁ , D ₂ , D ₃ , - -,, D _n-1 and D _n are the ideal diameters of the pilgrim rolls installed in each stand, mm, stationary grooves are installed after each stand, the diameters of the semicircles of which are determined from the expression:

where D _i is the diameter of the trough between the i-th and i-1 stands, mm;
D _i.izd - the average diameter of the conical long hollow metal products after the i-th stand, mm;
D _i = 100-200 - the difference between the diameter of the gutter and the maximum diameter of a long hollow metal product in the i-th stand, large values of which refer to the base of the conical long hollow metal product, and smaller to its apex, mm, while the feeding apparatus with a mandrel - a long mandrel located on the entrance side of the first pilgrim stand. 2. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая клеть имеет индивидуальные приводы для синхронного вращения верхних валков по часовой стрелке, а нижних - против часовой стрелки.2. Installation according to claim 1, characterized in that each stand has individual drives for synchronously rotating the upper rolls clockwise and the lower ones counterclockwise. 3. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что основание каждого последующего стационарного желоба поднято относительно предыдущего в направлении оси конусного длинномерного полого металлического изделия на величину, значение которой определяют из выражений:

где Дh_1-2 - величина подъема основания второго стационарного желоба относительно первого в горизонтальной плоскости в сторону оси конусного длинномерного полого металлического изделия, мм;
D_1изд - диаметр основания конусного длинномерного полого металлического изделия после первой клети, мм;
D_2изд  - диаметр основания конусного длинномерного полого металлического изделия после второй клети, мм;
Дh_(n-1)-n - величина подъема основания n-го стационарного желоба относительно n-1 в горизонтальной плоскости в сторону оси конусного длинномерного полого металлического изделия, мм;
D_(n-1)изд - диаметр вершины конусного длинномерного полого металлического изделия после n-1 клети, мм;
D_1n.изд - диаметр вершины конусного длинномерного полого металлического изделия после n-й клети, мм.3. Installation according to claim 1, characterized in that the base of each subsequent stationary trough is raised relative to the previous one in the direction of the axis of the conical long hollow metal product by a value whose value is determined from the expressions:

where dh_1-2 - the magnitude of the rise of the base of the second stationary trough relative to the first in a horizontal plane in the direction of the axis of the conical long hollow metal product, mm;
D_{1 edition} - the diameter of the base of the conical long hollow metal products after the first stand, mm;
D_{2 edition} - the diameter of the base of the conical long hollow metal products after the second stand, mm;
Dh_{(n-1) -n} - the magnitude of the rise of the base of the n-th stationary trough relative to n-1 in the horizontal plane in the direction of the axis of the conical long hollow metal product, mm;
D_{(n-1) ed}- the diameter of the top of the conical long hollow metal products after the n-1 stand, mm;
D_1n. - the diameter of the top of the conical long hollow metal products after the n-th stand, mm 4. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что в каждом стационарном желобе установлены подъемные ролики для транспортировки - выдачи из очага деформации конусного длинномерного полого металлического изделия с максимальным диаметром основания.4. Installation according to claim 1, characterized in that in each stationary trough lifting rollers are installed for transportation - issuing from the deformation zone a conical long hollow metal product with a maximum base diameter. 5. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что каждая клеть содержит валки, имеющие переменный круглый калибр с поперечными выпусками, геометрические размеры которых определяют из условия постоянства пути отката L_отк подающего аппарата и конусного длинномерного полого металлического изделия в процессе деформации каждой клетью по формуле:

где K_ср=1,15-1,2 - средний коэффициент опережения по всей дуге рабочей части пилигримового валка;
R₀ - радиус валка в нулевой точке, мм;
R_n - радиус валка на полирующем участке, мм;
И_б - центральный угол бойка валка, рад;
И_n - центральный угол полирующего участка валка, рад;
l_m - путь торможения подающего аппарата, мм.5. Installation according to claim 1, characterized in that each cage contains rolls having a variable round gauge with transverse outlets, the geometric dimensions of which are determined from the condition of a constant rollback path L _{open of the} feeding apparatus and a conical long hollow metal product in the process of deformation of each cage according to the formula:

where K _cf = 1.15-1.2 - the average coefficient of advance along the entire arc of the working part of the pilgrim roll;
R ₀ is the radius of the roll at the zero point, mm;
R _n is the radius of the roll on the polishing section, mm;
And _b is the central angle of the roll head, glad;
And _n is the central angle of the polishing portion of the roll, rad;
l _m - braking path of the feeding apparatus, mm 6. Установка по п. 1, отличающаяся тем, что длинная оправка - дорн содержит n конусных участков и n-1 конических переходов длиной от 50 до 100 мм. 6. Installation according to claim 1, characterized in that the long mandrel - mandrel contains n conical sections and n-1 conical transitions with a length of 50 to 100 mm.