SU741970A1 - Tube helical-rolling method - Google Patents

Description

1one

Изобретение относитс  к производству труб и может быть использовано в трубопрокатных цехах металлургических заводов. Преимущественно дл  получени  тонкостенных труб большого 5 диаметра.The invention relates to the manufacture of pipes and can be used in pipe rolling shops of metallurgical plants. Mainly for the production of thin-walled pipes of large 5 diameter.

Известен труборасширитель косовалкового типа, содержсцций двухвалковую рабочую клеть с приводом и оправки со стержн ми. Станина стационарна,О два валка расположены под углом к оси прокатки. Оправка и стержень установлены перемещающимис  и вращаютс  вокруг своей оси совместно с трубой 1.15The pipe expander is of a kosovalkov type, containing a two-roll working cage with a drive and mandrels with rods. The bed is stationary, About two rolls are located at an angle to the axis of rolling. The mandrel and the rod are installed moving and rotate around its axis together with the pipe 1.15.

Недостатками этого труборасширител   вл ютс  нестабильный захват заготовки-трубы валками, так как перед задачей трубЫ в стан оправку со стержнем вращают, снижа  при этом 20 число оборотов валков до минимальной величины; большие инерционные массы оправки и стержн , которые нарушают услови  вращени , вследствие чего трубу часто заклинивает в валках; 25 исключение возможности повышени  коэффициента расширени  за один, проход без замены оправки. Указанные недостатки снижают производительность и качество получаемых труб (повышен- 30The disadvantages of this pipe expander are the unstable gripping of the billet-pipe by rolls, since before the task of the pipe to the mill, the mandrel with the rod is rotated, reducing at the same time the number of turns of the rolls to the minimum value; large inertial masses of the mandrel and rod, which violate the conditions of rotation, as a result of which the pipe often wedges in the rolls; 25 eliminating the possibility of increasing the expansion ratio in one pass without replacing the mandrel. These drawbacks reduce the performance and quality of the pipes (increased 30

ча  разностенность, винтообразность, овальность и др.) .cha raznesennost, helix, ovality, etc.).

Наибо.пее близким по технической сущности к предлагаемом  вл етс  стан винтовой прокатки труб, содержащий станину, комплекты валков, их привод, стержень, несущий несколько оправок, кажда  из которых соответствует одному комплекту валков.Most closely related to the technical essence of the invention is a helical rolling mill for pipes containing a frame, sets of rolls, their drive, a rod carrying several mandrels, each of which corresponds to one set of rolls.

Особенность этого стана состоит в том, что за один проход предполагаетс  получать трубы с повышенным коэффициентом расширени  на ступенчатой оправке, при этом оправка со стержн ми и труба вращаютс  вокруг своих осей 23.A feature of this mill is that in one pass it is intended to produce pipes with an increased expansion coefficient on a stepped mandrel, while the mandrel with the rods and the pipe rotate around their axes 23.

Недостатки стана состо т в ненадежности захвата заготовки-трубы и заклинивании трубы в валках. Изменение катак цих диаметров валков в процессе деформации вызывает разность скоростей вращени  трубы и валков, что приводит к проскальзыванию, а следовательно, и по влению скручивани  и повышенной винтообразности трубы. Кроме того, на наружной поверхности трубы по вл ютс  неровности в виде бугристости из-за непосто нства объема металла, проход щего в единицу времени в зонах деформации.The drawbacks of the mill are the unreliability of gripping the billet-tube and wedging the tube in the rolls. A change in the roll diameters of the rolls during the deformation process causes a difference in the rotational speeds of the tube and rolls, which leads to slippage and, consequently, the appearance of twisting and heightened screw-shape of the tube. In addition, irregularities in the form of roughness appear on the outer surface of the pipe due to the inconsistency of the volume of metal passing per unit time in the deformation zones.

При этом скорость вращени  валков зависит от жесткости прокатываемой трубы. Установка ступеней оправок на каждом подвижном телескопическом стержне и регулировка их относительно соответствующих комплектов валков установленных в станине, значительно усложн ют конструкцию оборудовани The speed of rotation of the rolls depends on the stiffness of the rolled pipe. Installing the steps of the mandrels on each movable telescopic rod and adjusting them relative to the respective sets of rolls installed in the frame, greatly complicate the design of the equipment

вхгодной и выходной сторон труборасширител  и лимитируют диапазон получени  труб по толщине и диаметрам, а также затрудн ют возможность надежного обеспечени  подвода смазки и охлаждени  оправок и стержней в процессе прокатки-расширени . Причем конструкци  такого стана-расширител  и технологический процесс при. увеличении непрерывнорасположенных комплектов валков в станине еще больше усложн ютс . Указанные недостатки не позвол ют повысить производительность , увеличить суммарный коэффициент расширени  за один проход, а также лимитируют получение труб с тонкой стенкой.The expansion and exit sides of the pipe expander both limit the range of pipe production in thickness and diameters, and also make it difficult to reliably ensure the supply of lubrication and cooling to the mandrels and rods during the rolling-expansion process. Moreover, the design of such a mill-expander and the process at. Increasing the continuous roll sets in the frame is even more complicated. These drawbacks do not allow to increase productivity, increase the total expansion coefficient in a single pass, and also limit the production of pipes with a thin wall.

Цель изобретени  - повышение производительности, экономи  металла за счет получени  более тонкостенных труб и уменьшени  процента брака, а также увеличение суммарного коэффициента расширени  за один проход .The purpose of the invention is to increase productivity, save metal by producing thinner pipes and reducing scrap rates, as well as increasing the total expansion coefficient in a single pass.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что стан винтовой прокатки труб, содержащий станину, комплекты валков, их привод, стержень, несущий несколько оправок, кажда  из которых соответствует одному комплекту валков , снабжен приводом возвратнопоступательного перемещени  станины вдоль стержн  и обоймами, имеющими привод вращени  относительно станины в которых расположены по кругу валки комплектов, а оправки установлены на стержне с возможностью поворота относительно друг друга и стержн . Между обоймами размещены индукторы. Валки одного комплекта кинематически св заны и их привод выполнен общим. При индивидуальном приводе валков стан снабжен кассетами с механизмом разворота ее в обойме.The goal is achieved by the fact that a mill for helical rolling of tubes containing a frame, sets of rolls, their drive, a rod carrying several mandrels, each of which corresponds to one set of rolls, is equipped with a drive for reciprocally moving the frame along the rod and collars that have a rotational drive relative to the frame in which are located in a circle rolls sets, and the mandrel mounted on the rod can be rotated relative to each other and the rod. Between the cages placed inductors. The rolls of one set are kinematically connected and their drive is made common. With an individual drive of the rolls, the mill is equipped with cassettes with a mechanism for turning it in a cage.

Расширение трубы производ т без ее вращени . Труба имеет только осевое перемещение, поэтому можно увеличить скорость вращени  валков, исключить операцию раскручивани  трубы перед ее задачей в валки или снижени  скорости валков перед захватом . Услови  захвата трубы валками из-за отсутстви  необходимости раскручивани  ее и оправки валками более благопри тны, что снижает процент брака при прокатке. Так как при прокатке труба не вращаетс , то имеетс  возможность на выходе из стана разместить нат жное устройство , которое создает переднее нат жение и обеспечивает получение болееThe expansion of the pipe is carried out without rotating it. The pipe has only axial movement, so it is possible to increase the speed of rotation of the rolls, eliminate the operation of unwinding the pipe before its task into rolls or reduce the speed of the rolls before seizing. The conditions of gripping the pipe by rolls due to the absence of the need to unwind it and the mandrel with rollers are more favorable, which reduces the reject rate during rolling. Since the tube does not rotate during rolling, it is possible to place a tensioning device at the outlet of the mill, which creates forward tension and provides more

тонкостенных труб. Кроме того, применение многовалковой системы позвол ет вести прокатку с малыми единичными обжати ми на валок, но с большими суммарными обжати ми за оборот обоймы, т.е. толщина стенки трубы Золее интенсивно утон етс .thin-walled pipes. In addition, the use of a multi-roll system allows rolling with a small single roll reduction per roll, but with a large total reduction per roll turn, i.e. pipe wall thickness Zools down more intensively.

Можно увеличить суммарный коэффициент расширени  трубы за один прохо за счет обработки трубы одновременно в нескольких комплектах валков, т.е. вести непрерывный процесс расширени  трубы до заданного диаметра. Поскольку труба, а, следовательно, оправка и стержень во врем  расширени  не вращаютс , станина с комплектом валков смонтирована на направл ющих с возможностью возвратно-поступательного перемещени  вдоль оси стержн , например от гидропривода, а привод перемещени  станины электрически св зан через блок-схему .системы управлени  перемещением станины с датчиком нат жени  трубы.It is possible to increase the total expansion ratio of the pipe in one pass by treating the pipe simultaneously in several sets of rolls, i.e. carry on the continuous process of expanding the pipe to a predetermined diameter. Since the tube and, therefore, the mandrel and the rod do not rotate during expansion, the bed with the roll set is mounted on the guides with the possibility of reciprocating movement along the axis of the rod, for example, from a hydraulic drive, and the movement of the bed movement is electrically connected through the block diagram. control systems for moving the bed with a pipe tension sensor.

Скорость вращени  валков и обоймы и положение станины с комплектом валков регулируютс  только относительно невращающихс  трубы, оправки и стержн , поэтому установка дополнительных комплектов валков дл  расширени  трубы на больший диаметр, не наруша  работы имеющихс  комплектов валков, способствует увеличению суммарного коэффициента расширени  и обеспечивает непрерывность процесса. Более стабильную работу обеспечивает размещение между обоймами с комплектами валков индудсторов дл  подогрева трубы .The rotational speed of the rolls and the yoke and the position of the bed with the roll set are regulated only with respect to non-rotating tubes, mandrels and rods, therefore installing additional roll sets to expand the tube to a larger diameter, without disrupting the work of the existing roll sets, contributes to an increase in the total expansion coefficient and ensures continuity of the process. A more stable operation is ensured by the placement of rolls of indudstor between the clips for the heating of the pipe.

На фиг.1 изображен стан при общем приводе валков, продольный разрез; на фиг.2 - сечение А-А на фиг.1; на фиг.З - стан при индивидуальном приводе валков, продольный разрез; на фиг.4 - сечение Б-Б на фиг.З на фиг.З - сечение В-В на фиг.4.Figure 1 shows the mill with a common drive of the rolls, a longitudinal section; figure 2 - section aa in figure 1; on fig.Z - mill with an individual drive of the rolls, a longitudinal section; figure 4 - section bB in fig.Z on fig.Z - section bb In figure 4.

Claims (2)

Стан винтовой прокатки труб содержит станину 1, ее привод возвратнопоступательного перемещени , например от гидроцилиндра (на чертеже не показан) по направл ющим 2, обоймы 3 с валками 4, привод вращени  обоймы относительно станины от вала 5 через шестерню 6, колесо 7, закрепленное на обойме, привод вращени  валков либо индивидуальный 8 (фиг.З), либо общий (фиг.1) от вала 9, на котором закреплена шестерн  10, наход ща с  в зацеплении с колесом 11 через жестко установленное колесо 12, шестерню 13, смонтированную на оси валка, индукторы 14, расположенные между обоймами с валкс1ми комплекта дл  подогрева трубы, стержень 15, несущий несколько оправок 16, хвостовиками установленных в пазах стержн  с возможностью поворота вокруг стержн . Между стержнем и хвостовиком оправки в пазу помещены датчики 17. Имеетс  блок-схема 18 системы управлени  скорост ми вращени  обоймы и валков При индивидуальном приводе валков валки установлены в ка-ссеты 19 (фиг.З), размещенные в радиальных расточках обоймы с возможностью пово рота вокруг цапфы 20, например,с помощью черв ка 21 и колеса 22. Дл  контрол  состо ни  наружной поверхности трубы на выходе из каждого комплекта валков установлены датчики 23 нат жени  и блок-схемы 24 системы управлени  перемещением станины . Стан работает следующим образом. Заготовка-труба, нагрета  до температуры прокатки, подаетс  к стану и задаетс  в первый комплект валков 4,вращающийс  вместе с обоймой 3, обжимаетс  между оправкой 16 и валками , принудительно вращающимис  вокруг трубы и своих осей. Если скорость точек катающих диаметров валков , наход щихс  в контакте с трубой в данный момент времени, не равна нулю, то труба и оправка поворачиваютс  относительно неподвижного стержн . При этом хвостовик оправки воздействует на датчик 17, св занный с блок-схемой 18 системы управлени  скорост ми вращени  обоймы и рабочих валков, по сигналу которого происходит изменение соотношени  скоростей вращени  обоймы и рабочих валков, и тем самым возвращают трубу и оправку в исходное положение, исключа  при этом по вление скручивани  трубы. По выходе трубы из валков, она попадает в зону действи  датчика 23 св занного с блок-схемой 24 системы управлени  перемещением станины, и при по влении дефектов на наружной поверхности трубы в виде бугристости поступает сигнал на изменение обжати  (с помощью перемещени  станины вдоль стержн  оправки, например, от гидропривода). Така  кинематика процесса прокатки-расширени  труб происходит как в отдельном комплекте, так и при прокатке трубы одновремен но во всех комплектах валков. После выхода заднего конца трубы задаетс  следующа  заготовка-труба, производитс  уборка готовой трубы на выходной стороне стана,- то есть процесс не прерываетс . Во врем  прокатки-расширени  трубы через стержень на оПравку непрерывно подаетс  технологическа  смазка , обеспечивающа  улучшение качества внутренней поверхности трубы и облегчающа  прохождение трубы.Кроме того, при прокатке труб некоторого сортамента и марок сталей между обоймами с валками устанавливают устройства дл  подогрева труб, например индукторы. Предлагаемое конструктивное выполнение стана позвол ет повысить производительность, увеличить скорость прокатки, сократить врем  на вспомогательные операции и уменьшить брак, кроме того, обеспечивает получение труб лучшего качества и экономию металла. Формула изобретени  1. Стан винтовой прокатки труб, содержащий станину, комплекты валков , их привод, стержень, несущий несколько оправок, кажда  из которых соответствует одному комплекту валков , отличающийс  тем, что, с целью увеличени  производительности путем обеспечени  производства тонкостенных труб,он снабжен приводом возвратно-поступательного перемещени  станины вдоль стержн  и обоймами, имеющими привод вращени  относительно станины, в которых расположены по кругу валки комплектов, а оправки установлены на стержне с возможностью поворота относительно друг друга и стержн . 2.Стан ПОП.1, отличающийс  тем, что, с целью повышени  коэффициента расширени  труб, он снабжен индукторами,размещенными между обоймами. 3.Стан ПОП.1, отличающийс  тем, что он снабжен дл  каждого валка кассетой с механизмом разворота ее в обойме, при этом привод валков выпЬлнен индивидуальным. 4.Стан ПОП.1, отличающийс  тем, что валки одного комплекта кинематически св заны и их привод выполнен общим. Источники информации, прин тые во внимание при.экспертизе 1.Производство труб в аИА.Черметинформаци , 1974. The helical rolling mill tube includes a frame 1, its drive reciprocating movement, for example from a hydraulic cylinder (not shown) along the guides 2, the casing 3 with the rollers 4, the drive rotation of the cage relative to the bed from the shaft 5 through gear 6, the wheel 7 mounted on the holder, the drive of rotation of the rolls, either individual 8 (Fig. 3) or common (Fig. 1) from the shaft 9, on which gear 10 is fixed, meshes with the wheel 11 through a fixed wheel 12, gear 13 mounted on roll axis, inductors 14, located ezhdu collars with set valks1mi preheating the pipe, the rod 15 carrying several mandrels 16, mounted in grooves shank rod rotatably about the rod. Sensors 17 are placed in the groove between the rod and the shank of the mandrel. There is a block diagram 18 of the system for controlling the rotational speeds of the cage and rolls. For individual drive of the rolls, the rolls are installed in cages 19 (FIG. 3) placed in the radial bores of the cage so as to rotate around the axle 20, for example, using a screw 21 and a wheel 22. To monitor the condition of the outer surface of the pipe, tension sensors 23 and a block diagram 24 of the bed motion control system are installed at the exit of each set of rolls. The camp works as follows. The billet-tube, heated to the rolling temperature, is fed to the mill and is set in the first set of rolls 4, rotating together with the sleeve 3, is pressed between the mandrel 16 and the rolls forcibly rotating around the tube and its axes. If the speed of the points of the rolling diameters of the rolls that are in contact with the pipe at a given time is not zero, then the pipe and mandrel are rotated relative to the fixed rod. The shank of the mandrel acts on the sensor 17 associated with the block diagram 18 of the system of controlling the rotational speeds of the cage and work rolls, on a signal which changes the ratio of the rotational speeds of the cage and work rolls, and thereby returns the pipe and the mandrel to its original position, eliminating the occurrence of pipe twisting. When the tube leaves the rolls, it enters the zone of action of the sensor 23 associated with the block diagram 24 of the bed motion control system, and when defects appear on the outer surface of the tube in the form of tuberosity, a signal is received to change the reduction (by moving the bed along the mandrel bar For example, from hydraulic drive). This kinematics of the rolling-expansion process of the pipes occurs both in a separate set and during the rolling of a pipe at the same time in all sets of rolls. After the exit of the rear end of the pipe, the next billet pipe is set, the finished pipe is cleaned on the output side of the mill, i.e. the process is not interrupted. During rolling-expansion of the pipe through the rod, a process lubricant is continuously supplied to improve the quality of the inner surface of the pipe and facilitates the passage of the pipe. In addition, when rolling tubes of a certain range and steel grades, devices for heating pipes, such as inductors, are installed between the rolls of some assortment and steel grades. The proposed structural design of the mill allows to increase productivity, increase rolling speed, reduce the time for auxiliary operations and reduce scrap, besides, it provides pipes of better quality and metal savings. Claim 1. A helical rolling mill containing a frame, roll sets, their drive, a rod carrying several mandrels, each of which corresponds to one set of rolls, characterized in that, in order to increase productivity by ensuring the production of thin-walled tubes, it is equipped with a drive reciprocating movement of the bed along the rod and the sleeves having a rotational drive relative to the bed in which the rolls of sets are arranged in a circle, and the mandrels are mounted on the rod with possibly Tew rotation relative to each other and the rod. 2. Stan POP.1, characterized in that, in order to increase the expansion coefficient of the pipes, it is provided with inductors placed between the yokes. 3. Stan POP.1, characterized in that it is provided for each roll with a cassette with a reversing mechanism in the cage, wherein the drive of the rolls is drilled individually. 4. Stan POP.1, characterized in that the rolls of one set are kinematically connected and their drive is made common. Sources of information taken into account when examining 1. Production of pipes in the AI.Chermetinformation, 1974. 2.Патент США 2528651, кл.72-97, 1950. 3 1 1 1/ / I JУЗ б // /б /Г2. The US patent is 2,528,651, class 72-97, 1950. 3 1 1 1 / / I J b / // B (&и.г. /(& IG / -A:vL-A: vL а (but ( 2, гз2, gz Фа г. а 5 И /5 / tg л I V 6 s Fa g. A 5 And / 5 / tg l I V 6 s Шаг.Э г asStep.E r as ii e-fle-fl Фаг. 5Phage. five