RU2564198C2 - Cleaning method of inner and outer surfaces of tubes - Google Patents

Abstract

FIELD: metallurgy.

SUBSTANCE: method involves simultaneous cleaning of inner and outer surfaces of tubes from process lubricant immediately during rolling. For cleaning of the inner surface there used is a sleeve with annular blades of a truncated triangular profile on the outer surface, and removal of process lubricant from the outer surface is performed by means of a device made in the form of end washers, a flat cuff located between them and a support ring with central holes, which are assembled between two metal rings and installed directly on the outlet side of a cold pipe rolling mill on the rolling axis, the sleeve is made from elastic polymer material, end washers and the support ring are made from stiff polymer material, and the flat cuff is made from oil-resistant rubber.

EFFECT: reduction of complexity and labour intensity of a process.

1 dwg

Description

Изобретение относится к трубному производству и может быть использовано при производстве, например, длинномерных труб методом холодной прокатки.The invention relates to pipe production and can be used in the production of, for example, long pipes by cold rolling.

Известен способ очистки цилиндрического длинномерного изделия, включающий пропускание трубы через тороидальную камеру, в которую подают вращающийся поток моющей жидкости и создают турбулентность потока в выходном сопле, при этом добавляют сжатый воздух в количестве 10-30% (Пат. РФ №2355484, опубл. 29.05.2009 г.).A known method of cleaning a cylindrical lengthy product, including passing a pipe through a toroidal chamber, into which a rotating stream of washing liquid is supplied and turbulence in the outlet nozzle is created, compressed air is added in an amount of 10-30% (Pat. RF No. 2355484, publ. 29.05 .2009).

Недостатками этого способа являются его реализация на отдельно стоящем оборудовании и недостаточная эффективность, вызванная тем, что очистке подвергается только наружная поверхность трубы.The disadvantages of this method are its implementation on stand-alone equipment and lack of efficiency, due to the fact that only the outer surface of the pipe is cleaned.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по технической сущности (прототип) и достигаемым результатам является способ обезжиривания труб после холодной прокатки, включающий очистку труб методом удаления технологической смазки с внутренней и с наружной поверхностей труб химической обработкой в трехкомпонентном растворе, содержащем соду каустическую 4-5%, тринатрийфосфат 2-3%, жидкое стекло 1,5-3%, при температуре не ниже 60°C с последующей промывкой в ваннах с холодной и с горячей водой, пасссированием и сушкой (М.Б. Биск и др. «Холодная деформация стальных труб. Ч.1. Подготовка к деформации и волочению», Свердловск, Средне-Уральское книжное издательство, 1976 г., с.78-79).Closest to the proposed invention by technical nature (prototype) and the achieved results is a method of degreasing pipes after cold rolling, including cleaning the pipes by removing technological grease from the inner and outer surfaces of the pipes by chemical treatment in a three-component solution containing caustic soda 4-5%, trisodium phosphate 2-3%, water glass 1.5-3%, at a temperature not lower than 60 ° C, followed by washing in baths with cold and hot water, passaging and drying (MB Bisk et al. “Cold def steel pipe tubing. Part 1. Preparation for deformation and drawing ", Sverdlovsk, Central Ural Book Publishing House, 1976, pp. 78-79).

Недостатками способа по прототипу являются его сложность и трудоемкость, вызванные большим количеством ванн химической обработки, расположенных в травильных отделениях цехов по производству холоднодеформированных труб, а также наличие специального оборудования для обработки длинномерных труб длиной 14000-24000 мм.The disadvantages of the prototype method are its complexity and complexity, caused by a large number of chemical treatment baths located in the pickling compartments of cold-deformed pipe production workshops, as well as the availability of special equipment for processing long pipes of 14000-24000 mm length.

Задачей изобретения является разработка способа очистки труб, например, длиной 14000-24000 мм при их производстве методом холодной прокатки с помощью устройства для его осуществления, включающего удаление технологической смазки с внутренней и наружной поверхностей труб с минимальной сложностью и трудоемкостью.The objective of the invention is to develop a method of cleaning pipes, for example, with a length of 14000-24000 mm during their production by cold rolling using a device for its implementation, including the removal of process grease from the inner and outer surfaces of the pipes with minimal complexity and complexity.

Поставленная цель достигается тем, что в способе очистки труб, включающем удаление технологической смазки с внутренней и с наружной поверхностей труб, удаление технологической смазки с внутренней и с наружной поверхностей труб производят одновременно, механическим путем в процессе холодной прокатки, при этом удаление технологической смазки с внутренней поверхности производят с помощью втулки с кольцевыми лепестками треугольного со срезанной вершиной профиля на наружной поверхности, наружный диаметр которой больше внутреннего диаметра трубы не менее чем на 2 мм, расположенной неподвижно за оправкой стана холодной прокатки, а удаление технологической смазки с наружной поверхности производят устройством, выполненным в виде торцевых шайб, расположенной между ними плоской манжеты и опорного кольца с центральными отверстиями, собранных между двумя металлическими кольцами и установленных неподвижно на выходной стороне стана холодной прокатки труб по оси прокатки, при этом диаметры центральных отверстий в торцевых шайбах не менее чем на 1 мм меньше наружного диаметра трубы, в плоской манжете - не менее чем на 2 мм меньше наружного диаметра трубы, в опорном кольце - на 2-5 мм больше наибольшего наружного диаметра трубы, при этом втулка изготовлена из эластичного полимерного материала, торцевые шайбы и опорное кольцо - из жесткого полимерного материала, а плоская манжета - из маслостойкой резины.This goal is achieved by the fact that in the method of cleaning pipes, including the removal of process grease from the inner and outer surfaces of the pipes, the removal of process grease from the inner and outer surfaces of the pipes is performed simultaneously, mechanically in the cold rolling process, while the process grease is removed from the inner surfaces are produced using a sleeve with annular petals of a triangular profile with a cut top on the outer surface, the outer diameter of which is larger than the inner diameter pipe no less than 2 mm, located motionless behind the mandrel of the cold rolling mill, and the removal of process grease from the outer surface is carried out by a device made in the form of end washers located between them a flat cuff and a support ring with central holes assembled between two metal rings and installed motionlessly on the output side of the cold rolling mill along the axis of rolling, while the diameters of the central holes in the end washers are at least 1 mm smaller than the outer diameter t loss, in a flat cuff - not less than 2 mm less than the outer diameter of the pipe, in the support ring - 2-5 mm larger than the largest outer diameter of the pipe, while the sleeve is made of elastic polymer material, the end washers and the support ring are made of hard polymer material, and a flat cuff - from oilproof rubber.

На Фиг.1 показан вид в разрезе устройства, реализующего предлагаемый способ очистки труб, представляющего собой втулку 1 с кольцевыми лепестками 2 треугольного со срезанной вершиной профиля на наружной поверхности, диаметр которой больше внутреннего диаметра трубы 3 не менее чем на 2 мм. Втулку 1, предназначенную для удаления технологической смазки с внутренней поверхности трубы 3, располагают неподвижно за конической оправкой 4 и крепят с помощью болта 5.Figure 1 shows a sectional view of a device that implements the proposed method of cleaning pipes, which is a sleeve 1 with annular petals 2 triangular with a cut off profile tip on the outer surface, the diameter of which is greater than the inner diameter of the pipe 3 by at least 2 mm. The sleeve 1, designed to remove technological grease from the inner surface of the pipe 3, is positioned fixedly behind the conical mandrel 4 and is fixed with a bolt 5.

Далее по ходу прокатки, указанному стрелкой со знаком V, за втулкой 1 на внешней стороне стана холодной прокатки труб устанавливают неподвижно устройство 6 для очистки наружной поверхности трубы. Устройство 6 для очистки наружной поверхности трубы включает две торцевые шайбы 7 и 8, с расположенной между ними плоской манжетой 9, предназначенной для удаления технологической смазки с наружной поверхности трубы, и опорное кольцо 10, которые располагают между металлическими кольцами 11 и 12, и крепят в месте установки с помощью болтового соединения 13. Торцевые шайбы 7 и 8, имея развитые торцевые поверхности, прилегающие к соответствующим торцевым поверхностям плоской манжеты 9, обеспечивают ее фиксацию в рабочем положении перпендикулярно относительно наружной поверхности труб 3. Торцевые шайбы 7 и 8, плоскую манжету 9 и опорное кольцо 10 выполняют с центральными отверстиями. При этом диаметр центрального отверстия в торцевых шайбах 7 и 8 не менее чем на 1 мм меньше наружного диаметра трубы 3, а в плоской манжете 9 диаметр центрального отверстия не менее чем на 2 мм меньше наружного диаметра трубы 3. Диаметр центрального отверстия в опорном кольце 10 не менее чем на 2-5 мм больше наибольшего диаметра готовой трубы, прокатываемой на стане холодной прокатки.Further along the rolling direction indicated by the arrow with the V sign, behind the sleeve 1, on the outside of the cold pipe rolling mill, a device 6 is fixedly mounted for cleaning the outer surface of the pipe. The device 6 for cleaning the outer surface of the pipe includes two end washers 7 and 8, with a flat cuff 9 located between them, designed to remove technological grease from the outer surface of the pipe, and a support ring 10, which are located between the metal rings 11 and 12, and are mounted in the installation location by means of a bolted connection 13. The end washers 7 and 8, having developed end surfaces adjacent to the corresponding end surfaces of the flat sleeve 9, ensure its fixation in the working position perpendicular to relative to the outer surface of the pipes 3. The end washers 7 and 8, the flat cuff 9 and the support ring 10 are made with central holes. The diameter of the Central hole in the end washers 7 and 8 is not less than 1 mm less than the outer diameter of the pipe 3, and in a flat cuff 9 the diameter of the Central hole is not less than 2 mm less than the outer diameter of the pipe 3. The diameter of the Central hole in the support ring 10 not less than 2-5 mm larger than the largest diameter of the finished pipe rolled on a cold rolling mill.

Способ очистки труб осуществляется следующим образом.The method of cleaning pipes is as follows.

Стан холодной прокатки труб представляет собой двухвалковый стан с периодическим режимом работы, рабочей клети которого сообщают возвратно-поступательное движение. При движении рабочей клети в прямом и обратном направлении происходит обжатие трубы 3 на неподвижной конической оправке 4, при этом в переднем крайнем положении клети происходит поворот прокатываемой трубы 3 вместе с конической оправкой 4, а в заднем крайнем положении клети происходит продольное перемещение трубы 3 при неподвижной конической оправке 4 в направлении V прокатки (Фиг.1) на некоторое расстояние, называемое «подачей», равное 15-30 мм.The cold pipe rolling mill is a two-roll mill with a periodic mode of operation, the working stand of which reports reciprocating motion. When the working stand moves in the forward and reverse direction, the tube 3 is crimped on the fixed conical mandrel 4, while in the front extreme position of the stand the rolled pipe 3 is rotated together with the conical mandrel 4, and in the rear extreme position of the stand the longitudinal movement of the pipe 3 occurs conical mandrel 4 in the direction V of rolling (Figure 1) for a certain distance, called "feed", equal to 15-30 mm

При продольном перемещении трубы 3 она проходит над кольцевыми лепестками 2 треугольного со срезанной вершиной профиля, расположенными на наружной поверхности втулки 1, которые за счет упругой деформации их в радиальном направлении, эластичности полимерного материала втулки 1 и срезанной вершины профиля плотно прилегают к внутренней поверхности трубы 3, что обеспечивает снятие слоя технологической смазки с внутренней поверхности трубы по всей ее длине в течение всего цикла прокатки. Благодаря треугольному профилю лепестков 2 торец первой прокатываемой трубы 3, несмотря на превышение наружного диаметра втулки 1 относительно внутреннего диаметра трубы 3, контактируя с боковой наклонной поверхностью кольцевых лепестков 2, проходит их не упираясь, а скользя по ним, отгибая в направлении прокатки V, с последующей деформацией в радиальном направлении.With the longitudinal movement of the pipe 3, it passes over the annular petals 2 of a triangular profile with a cut tip located on the outer surface of the sleeve 1, which due to their elastic deformation in the radial direction, the elasticity of the polymer material of the sleeve 1 and the cut top of the profile fit snugly on the inner surface of the pipe 3 This ensures that the technological lubricant layer is removed from the inner surface of the pipe along its entire length during the entire rolling cycle. Due to the triangular profile of the petals 2, the end face of the first rolled pipe 3, despite the excess of the outer diameter of the sleeve 1 relative to the inner diameter of the pipe 3, in contact with the side inclined surface of the ring petals 2, passes them without abutting, but sliding along them, bending in the rolling direction V, subsequent deformation in the radial direction.

Одновременно при продольном перемещении трубы 3 она проходит под плоской манжетой 9, предназначенной для удаления технологической смазки с наружной поверхности. Удаление технологической смазки в этом случае происходит благодаря плотному контакту поверхности центрального отверстия плоской манжеты 9 с наружной поверхностью трубы 3, обеспеченному тем, что манжета изготовлена из маслостойкой резины, а диаметр центрального отверстия не менее чем на 2 мм меньше наружного диаметра трубы 3. Торцевые шайбы 7 и 8, обеспечивающие рабочее положение плоской манжеты 9 перпендикулярно относительно наружной поверхности трубы 3, выполняют с центральными отверстиями, диаметр которых не менее чем на 1 мм меньше наружного диаметра трубы 3, что предотвращает возможное проникновение резины плоской манжеты 9 наружу при ее радиальной деформации в рабочем положении. При этом, благодаря плотному контакту с наружной поверхностью трубы и достаточной жесткости полимерного материала, обладающего низким коэффициентом трения, торцевая шайба 7, находящаяся перед плоской манжетой 9, выполняет еще и операцию предварительного снятия технологической смазки с наружной поверхности трубы 3, а торцевая шайба 8, расположенная за плоской манжетой 9, выполняет операцию окончательного снятия технологической смазки. Расположенное за торцевой шайбой 8 опорное кольцо 10, изготавливают из жесткого полимерного материала, диаметр центрального отверстия которого на 2-5 мм больше наибольшего диаметра готовой трубы, прокатываемой на стане холодной прокатки, что предотвращает возможный изгиб торцевых шайб 7, 8 и плоской манжеты 9 в направлении прокатки V, что приводит к уменьшению площади их контактных поверхностей и, как следствие, к снижению количества удаляемой технологической смазки.At the same time, with the longitudinal movement of the pipe 3, it passes under a flat cuff 9, designed to remove process grease from the outer surface. In this case, the process grease is removed due to the tight contact of the surface of the central hole of the flat sleeve 9 with the outer surface of the pipe 3, provided that the sleeve is made of oil-resistant rubber, and the diameter of the central hole is not less than 2 mm less than the outer diameter of the pipe 3. End washers 7 and 8, ensuring the working position of the flat cuff 9 perpendicular to the outer surface of the pipe 3, is performed with central holes, the diameter of which is not less than 1 mm smaller than the diameter of the pipe 3, which prevents the possible penetration of the rubber of the flat cuff 9 outward when it is radially deformed in the working position. Moreover, due to the tight contact with the outer surface of the pipe and sufficient rigidity of the polymeric material having a low coefficient of friction, the end washer 7, located in front of the flat sleeve 9, also performs the preliminary removal of process grease from the outer surface of the pipe 3, and the end washer 8, located behind the flat cuff 9, performs the operation of the final removal of technological lubricant. The support ring 10 located behind the end plate 8 is made of hard polymer material, the diameter of the central hole of which is 2-5 mm larger than the largest diameter of the finished pipe rolled on the cold rolling mill, which prevents possible bending of the end plates 7, 8 and the flat sleeve 9 in the rolling direction V, which leads to a decrease in the area of their contact surfaces and, as a result, to a decrease in the amount of process lubricant removed.

Применение предлагаемого способа очистки труб позволяет исключить длительный процесс химической обработки труб, т.к. достигаемая степень чистоты поверхности металла не требует обезжиривания труб перед термообработкой и тем самым обеспечивает удаление технологической смазки с внутренней и наружной поверхностей труб после холодной прокатки, например, длиной 14000-24000 мм с минимальной сложностью и трудоемкостью.The application of the proposed method of cleaning pipes eliminates the long process of chemical treatment of pipes, because the achieved degree of cleanliness of the metal surface does not require degreasing of the pipes before heat treatment and thereby ensures the removal of process grease from the inner and outer surfaces of the pipes after cold rolling, for example, with a length of 14000-24000 mm with minimal complexity and complexity.

Способ прошел испытания в промышленных условиях.The method has been tested in an industrial environment.

Опытное опробование предлагаемого технического решения при производстве труб размером 25×2,5×18900-19600 мм позволило проводить их термообработку в печи с защитной атмосферой ф. «EBNER» без химического обезжиривания.Experimental testing of the proposed technical solution in the production of pipes 25 × 2.5 × 18900-19600 mm in size allowed them to be heat treated in a furnace with a protective atmosphere f. "EBNER" without chemical degreasing.

Claims (1)

Способ очистки внутренней и наружной поверхности труб, включающий удаление технологической смазки в процессе холодной прокатки, отличающийся тем, что удаление технологической смазки производят механическим путем, при этом удаление технологической смазки с внутренней поверхности производят с помощью втулки с кольцевыми лепестками треугольного со срезанной вершиной профиля на наружной поверхности, наружный диаметр которой больше внутреннего диаметра трубы не менее чем на 2 мм, расположенной неподвижно за оправкой стана холодной прокатки, а удаление технологической смазки с наружной поверхности производят с помощью расположенной между торцевыми шайбами плоской манжеты и опорного кольца с центральными отверстиями, собранных между двумя металлическими кольцами и установленных неподвижно на выходной стороне стана холодной прокатки труб по оси прокатки, при этом диаметры центральных отверстий в торцевых шайбах не менее чем на 1 мм меньше наружного диаметра трубы, в плоской манжете - не менее чем на 2 мм меньше наружного диаметра трубы, а в опорном кольце - на 2-5 мм больше наибольшего наружного диаметра трубы, при этом упомянутая втулка изготовлена из эластичного полимерного материала, торцевые шайбы и опорное кольцо - из жесткого полимерного материала, а плоская манжета - из маслостойкой резины. A method of cleaning the inner and outer surfaces of pipes, including the removal of process grease during the cold rolling process, characterized in that the process grease is removed mechanically, and the process grease is removed from the inner surface using a sleeve with ring petals of a triangular profile with a cut top on the outside surface, the outer diameter of which is greater than the inner diameter of the pipe by at least 2 mm, located motionless behind the mandrel of the cold mill weights, and technological grease is removed from the outer surface using a flat cuff located between the end washers and a support ring with central holes assembled between two metal rings and mounted motionless on the output side of the cold pipe rolling mill along the axis of rolling, while the diameters of the central holes in end washers not less than 1 mm less than the outer diameter of the pipe, in a flat cuff - not less than 2 mm less than the outer diameter of the pipe, and in the support ring - 2-5 mm more the largest outer diameter of the pipe, while the mentioned sleeve is made of elastic polymer material, the end washers and the support ring are made of hard polymer material, and the flat cuff is made of oil-resistant rubber.