RU2496590C1 - Rotary piercer working tools - Google Patents
Rotary piercer working tools Download PDFInfo
- Publication number
- RU2496590C1 RU2496590C1 RU2012128510/02A RU2012128510A RU2496590C1 RU 2496590 C1 RU2496590 C1 RU 2496590C1 RU 2012128510/02 A RU2012128510/02 A RU 2012128510/02A RU 2012128510 A RU2012128510 A RU 2012128510A RU 2496590 C1 RU2496590 C1 RU 2496590C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mandrel
- cone
- section
- annular recess
- working
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Reduction Rolling/Reduction Stand/Operation Of Reduction Machine (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к технологическому инструменту косовалкового прошивного стана для производства горячекатаных труб.The invention relates to tube production, in particular to a technological tool for a Kosovolova piercing mill for the production of hot rolled pipes.
Интенсификация процесса косовалковой прошивки, в первую очередь увеличение степени и скорости деформации металла, сопровождаются прогрессирующим износом технологического инструмента прошивного стана. Наиболее тяжелые условия работы технологического инструмента возникают во входном конусе очага деформации, а именно, на участке прошивки заготовки оправкой и деформировании тонкостенной гильзы, расположенном между сечениями вторичного захвата и пережима валков. На данном участке процесс деформирования происходит в интенсивно сужающемся калибре, образованном валками, линейками и оправкой, с преодолением лобового сопротивления как оправки и линейки, так и, собственно, валков, поэтому характеризуется развитием и поцикловым накоплением внеконтактной поперечной деформации, повышенным усилием металла на инструмент, интенсивным скольжением, разогревом неподвижного инструмента трения: оправки и линеек, с развитием негативных явлений, ускоряющих износ последних.The intensification of the process of Kosovalkovaya firmware, primarily an increase in the degree and speed of metal deformation, is accompanied by progressive wear of the technological tool of the piercing mill. The most difficult working conditions of the technological tool arise in the inlet cone of the deformation zone, namely, in the area of the piercing of the workpiece with a mandrel and deformation of a thin-walled sleeve located between the secondary gripping and pinch sections of the rolls. In this section, the deformation process takes place in an intensely tapering caliber formed by rolls, rulers and a mandrel, with overcoming the drag of both the mandrel and ruler, and, in fact, the rolls, therefore it is characterized by the development and cyclic accumulation of non-contact transverse deformation, increased metal force on the tool, intense sliding, warming up a stationary tool of friction: mandrels and rulers, with the development of negative phenomena that accelerate wear of the latter.
Наименее затратным и перспективным направлением, способствующим повышению обжатия в процессе прошивки и стойкости прокатного инструмента, получившим развитие, является совершенствование калибровки технологического инструмента, и в частности, оправок прошивного стана как наиболее нагруженных и изнашиваемых. Известны технические решения, обеспечивающие повышение обжатия и стойкости оправок, в которых на рабочем конусе оправки размещены так называемые зоны «отдыха» или «разгрузки», например в виде чередующихся выступов и выемок, расположенных перпендикулярно к оси оправки или по винтовой линии (а.с. СССР №84456, В21В 25/00, В21В 25/04, опубл. 01.01.1950), либо выполненных равномерно по периметру оправки периодически повторяющихся овальных выемок (а.с. СССР №642028, В21В 25/00, В21В 19/04, опубл. 15.01.1979).The least costly and promising direction that contributes to the increase in compression during the firmware and the durability of the rolling tool, which has been developed, is to improve the calibration of the technological tool, and in particular, the mandrels of the piercing mill as the most loaded and worn out. Known technical solutions that increase the compression and durability of the mandrels in which the so-called “rest” or “unloading” zones are placed on the working cone of the mandrel, for example, in the form of alternating protrusions and recesses located perpendicular to the axis of the mandrel or along a helix (a.c USSR No. 84456, V21V 25/00, V21V 25/04, publ. 01/01/1950), or made evenly along the perimeter of the mandrel of periodically repeating oval grooves (AS USSR No. 642028, V21V 25/00, V21V 19/04 , publ. 01/15/1979).
Известна оправка прошивного стана, на рабочем конусе которой выполнены выемки в виде парабол, ориентированные в меридиональном направлении (а.с. СССР №1258530, В21В 25/00, опубл. 23.09.1968).A mandrel of a piercing mill is known, on the working cone of which there are made recesses in the form of parabolas oriented in the meridional direction (USSR AS No. 1258530, B21B 25/00, published on September 23, 1968).
Однако перечисленные технические решения по ряду причин не нашли широкого практического применения. Так, оправки (а.с. СССР №84456) с размещенными на рабочем конусе чередующимися выступами и выемками, расположенными перпендикулярно к оси оправки или по винтовой линии, сложны в изготовлении и при прошивке создают повышенное сопротивление осевому перемещению металла, вследствие чего увеличиваются усилие металла на технологический инструмент и энергоемкость процесса прошивки. Также сложны в изготовлении и оправки, выполненные по а.с. СССР №1258530, а кроме того, процесс прошивки на такой оправке характеризуется повышенной вибрацией технологического оборудования стана, что недопустимо.However, the listed technical solutions for a number of reasons did not find wide practical application. So, mandrels (USSR AS No. 84456) with alternating protrusions and recesses located on the working cone located perpendicular to the axis of the mandrel or along a helical line are difficult to manufacture and when flashing, they create increased resistance to axial movement of the metal, resulting in increased metal force on a technological tool and the energy intensity of the firmware process. The mandrels made according to A.S. are also difficult to manufacture. USSR No. 1258530, and in addition, the firmware process on such a mandrel is characterized by increased vibration of the mill technological equipment, which is unacceptable.
В конструкции оправки по а.с. №642028 геометрические размеры (глубина и ширина) выемок и их месторасположения на оправке не обеспечивают ощутимого повышения обжатия при условии сохранения стойкости технологического инструмента. Глубина выемок составляет не более 1,0-2,0% от величины диаметра оправки, выемки выполнены на участке оправки, расположенном за пережимом валков, то есть на менее загруженных и изнашиваемых участках оправки.In the design of the mandrel by A.S. No. 642028, the geometric dimensions (depth and width) of the recesses and their location on the mandrel do not provide a noticeable increase in compression, provided that the tool life is preserved. The depth of the grooves is not more than 1.0-2.0% of the diameter of the mandrel, the grooves are made on the mandrel section located behind the pinch rolls, that is, on less loaded and wearing parts of the mandrel.
Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является технологический инструмент косовалкового прошивного стана (а.с. СССР №341205, В21В 19/04, В21В 25/00, опубл. 05.06.1972), содержащий валки, включающие конус прошивки и конус раскатки, разделенные пережимом, линейки и оправку, выдвинутую за пережим валков и выполненную с кольцевой выемкой на участке рабочего конуса, соответствующего пережиму валков.The closest technical solution adopted for the prototype is the technological tool of the Kosovalkovy piercing mill (AS USSR No. 341205, B21B 19/04, B21B 25/00, publ. 06/05/1972) containing rolls including a firmware cone and a rolling cone separated by a pinch, a ruler and a mandrel extended beyond the pinch of the rolls and made with an annular recess in the area of the working cone corresponding to the pinch of the rolls.
Недостатком прототипа является расположение кольцевой выемки на участке рабочего конуса, соответствующем пережиму валков прошивного стана, и следовательно, несоизмеримо малые геометрические размеры выемки по отношению к диаметрам оправки и используемой заготовки. А ее размеры при таком расположении, согласно формуле прототипа, должны быть соизмеримы с размером пережима. Однако для абсолютного большинства калибровок валков прошивных станов участок пережима (поясок) составляет 15-30 мм, в некоторых калибровках поясок отсутствует вообще (Ю.М. Матвеев, Я.Л. Ваткин «Калибровка инструмента трубных станов». Металлургия, 1970, с.39, 121), в том числе, например, на валках новых прошивных станов крупных ТПА «159-426» ОАО «ВТЗ» и ТПА «5"-12"» ОАО «ТАГМЕТ». Для последнего случая ширина пережима валков превращается в линию пересечения образующих входного и выходного участков валка, и кольцевой выемки на оправке не должно быть по определению. Таким образом, ширина кольцевой выемки, расположенной на участке рабочего конуса оправки, соответствующего пережиму валков, ограничена пределами от 0 до 30 мм.The disadvantage of the prototype is the location of the annular recess in the area of the working cone corresponding to the pinch rolls of the piercing mill, and therefore, the disproportionately small geometrical dimensions of the recess in relation to the diameters of the mandrel and the workpiece used. And its size with this arrangement, according to the formula of the prototype, should be commensurate with the size of the pinch. However, for the vast majority of calibrations of piercing mill rolls, the pinch section (belt) is 15-30 mm, in some calibrations there is no belt at all (Yu.M. Matveev, Ya.L. VATkin, “Calibration of the tool of pipe mills.” Metallurgy, 1970, p. 39, 121), including, for example, on the rolls of new piercing mills of large TPA “159-426” of JSC “VTZ” and TPA “5” -12 "” of JSC “TAGMET”. For the latter case, the pinch width of the rolls turns into a line of intersection of the generators of the input and output sections of the roll, and the annular recess on the mandrel should not be by definition. Thus, the width of the annular recess located on the portion of the working cone of the mandrel corresponding to the pinch rolls is limited to from 0 to 30 mm.
Известно, что для качественной раскатки кольцевого гребня (образовавшегося на поверхности заготовки в результате заполнения металлом кольцевой выемки и являющегося зеркальным отражением ее формы и размера), исключающей образование поверхностных дефектов в виде закатов и плен, необходимо выполнение обязательного условия: обеспечение соотношения между длиной и глубиной выемки в пределах не менее 12-15. При меньшем соотношении в результате заполнения металлом выемки и образования кольцевого выступа на внутренней поверхности заготовки-гильзы возможно образование кольцевой плены или заката, что ухудшает качество поверхности гильзы. Согласно этому условию, максимальная глубина кольцевой выемки при максимальной ее длине (30 мм) не должна превышать 2 мм. Малые геометрические размеры кольцевой выемки на рабочем конусе оправки по отношению к диаметрам используемых заготовок от 140 до 450 мм, а также величинам обжатий по пережиму от 10 до 24% и перед носком оправки от 4,5 до 10% - не могут обеспечить ощутимого повышения обжатия при использовании оправки по прототипу.It is known that for high-quality rolling of the annular ridge (formed on the surface of the workpiece as a result of filling the annular recess with metal and which is a mirror image of its shape and size), which excludes the formation of surface defects in the form of sunsets and captives, it is necessary to fulfill the necessary condition: to ensure the ratio between length and depth notches within not less than 12-15. At a lower ratio, as a result of filling the recess with metal and forming an annular protrusion on the inner surface of the sleeve blank, the formation of an annular film or sunset is possible, which affects the quality of the sleeve surface. According to this condition, the maximum depth of the annular recess at its maximum length (30 mm) should not exceed 2 mm. The small geometrical dimensions of the annular recess on the working cone of the mandrel with respect to the diameters of the used workpieces from 140 to 450 mm, as well as the values of crimps on the clamp from 10 to 24% and before the toe of the mandrel from 4.5 to 10% - can not provide a noticeable increase in compression when using the mandrel of the prototype.
Другим фактором является унификация трубных заготовок и использование заготовок возможно больших диаметров. Если до восьмидесятых годов прошлого столетия на малых ТПА «140» использовали заготовки диаметром 80÷90 мм, то в настоящее время минимальный диаметр заготовок составляет 120÷140 мм и непрерывно-литых заготовок - 150÷156 мм. При этом ширина пережима валков не увеличивается, а напротив, как уже отмечено, снижается, даже на валках крупнейших ТПА.Another factor is the unification of pipe billets and the use of billets of possibly large diameters. If, until the eighties of the last century, workpieces with a diameter of 80–90 mm were used on small injection molding machines “140”, then at present the minimum diameter of the workpieces is 120–140 mm and that of continuously cast billets is 150–156 mm. At the same time, the width of the pinch rolls does not increase, but rather, as already noted, decreases, even on the rolls of the largest injection molding machines.
На участке очага деформации, соответствующем пережиму валков, заканчивается рост и накопление внеконтактной поперечной деформации, а на последующем участке выходного конуса начинается интенсивное уменьшение накопленной внеконтактной деформации. Таким образом, максимальное увеличение обжатия в пережиме посредством выполнения кольцевой выемки на рабочем конусе оправки, соответствующему пережиму валков (по прототипу), составляет 2-4 мм. Однако эта небольшая для участка прежима величина обжатия окажется весьма значительной для наиболее нагруженного участка оправки, расположенного перед пережимом валка, поскольку именно на данном участке даже незначительное уменьшение щели калибра, образованного валком, оправкой и линейками, резко повышают лобовое сопротивление технологического инструмента, что приводит к аналогичному повышению величины давления и скольжения металла, разогреву и износу оправки и линеек.In the area of the deformation zone corresponding to the pinch of the rolls, the growth and accumulation of non-contact transverse deformation ends, and in the subsequent section of the output cone, an intensive decrease in the accumulated non-contact deformation begins. Thus, the maximum increase in compression in the pinch by performing an annular recess on the working cone of the mandrel corresponding to the pinch rolls (according to the prototype) is 2-4 mm However, this small amount of compression for the pre-compression section will turn out to be very significant for the most loaded section of the mandrel located in front of the roller clamp, since it is in this section that even a slight decrease in the caliber gap formed by the roller, mandrel and rulers sharply increases the drag of the technological tool, which leads to a similar increase in the pressure and slip of the metal, heating and wear of the mandrel and rulers.
Таким образом, использование оправки по прототипу с кольцевой выемкой, соответствующей пережиму валков, может обеспечить малоощутимое до 2-4% увеличение обжатия по пережиму, но при этом существенно ухудшить работу технологического инструмента на наиболее нагруженном участке очага деформации до сечения пережима валков, при существующих значениях величин обжатий перед носком оправки в пределах 4-6%.Thus, the use of a mandrel according to the prototype with an annular recess corresponding to the pinch of the rolls can provide an insignificant up to 2-4% increase in the compression of the pinch, but at the same time significantly worsen the work of the technological tool on the most loaded section of the deformation zone to the section of the pinch of the rolls, at existing values values of reductions in front of the toe of the mandrel in the range of 4-6%.
Кольцевая выемка по прототипу размещена на участке оправки с диаметром, близким к максимальному, то есть имеющим по сравнению с носовым участком большие массу и теплоемкость и поэтому подвергающемся меньшему разогреву и, следовательно, износу при прошивке. Максимальный же разогрев и износ оправок происходит на рабочем конусном участке, расположенном до калибрующего участка и имеющем меньшую массу и теплоемкость.The annular recess of the prototype is placed on the mandrel with a diameter close to the maximum, that is, having a large mass and heat capacity in comparison with the nose, and therefore undergoing less heating and, therefore, wear during firmware. The maximum heating and wear of the mandrels occurs on the working cone section located to the calibrating section and having a lower mass and heat capacity.
Техническая задача, решаемая изобретением, заключается в повышении обжатия заготовки, снижении износа технологического инструмента прошивного стана и улучшении качества поверхности гильз.The technical problem solved by the invention is to increase the compression of the workpiece, reducing the wear of the technological tool of the piercing mill and improving the surface quality of the sleeves.
Поставленная задача решается за счет того, что в технологическом инструменте косовалкового прошивного стана, содержащем валки, включающие конус прошивки и конус раскатки, разделенные пережимом, линейки и оправку, выдвинутую за пережим валков и выполненную с кольцевой выемкой на рабочем конусе, согласно изобретению, кольцевая выемка выполнена на части рабочего конуса оправки длиной не более 3/4 длины рабочего конуса от поперечного сечения начала калибрующего участка оправки и глубиной 1,5-12,0% от величины диаметра оправки.The problem is solved due to the fact that in the technological tool of the Kosovalkovy piercing mill containing rolls, including a firmware cone and a rolling cone, separated by a pinch, a ruler and a mandrel extended by the pinch of the rolls and made with an annular recess on the working cone, according to the invention, an annular recess made on the part of the working cone of the mandrel with a length of not more than 3/4 of the length of the working cone from the cross section of the beginning of the calibrating portion of the mandrel and a depth of 1.5-12.0% of the diameter of the mandrel.
Кроме того, кольцевая выемка образована пересечением участков конических поверхностей, равных по высоте и с разнонаправленной конусностью, с эквидистантной поверхностью рабочего конуса оправки, причем в сечении, соответствующем началу калибрующего участка оправки, расположен участок прямого конуса, а в носовой части оправки - участок обратного конуса. Кольцевая выемка образована пересечением поверхностей участка обратного конуса и рабочего конуса оправки в носовой части и сопряжением поверхности кольцевой выемки с поверхностью рабочего конуса оправки в сечении, соответствующем началу калибрующего участка оправки. Кольцевая выемка образована пересечением поверхностей участка прямого конуса и рабочего конуса оправки в сечении, соответствующем началу калибрующего участка оправки, и сопряжением поверхности кольцевой выемки с поверхностью носового участка оправки. Кольцевая выемка образована пересечением поверхностей участков прямого и обратного конусов с поверхностью рабочего конуса оправки при выполнении условия hn>h0, где:In addition, the annular recess is formed by the intersection of sections of conical surfaces of equal height and with differently directed taper with the equidistant surface of the working cone of the mandrel, with a section of a straight cone located in the section corresponding to the beginning of the calibrating section of the mandrel, and a section of the inverse cone in the nose of the mandrel . The annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the inverse cone section and the working cone of the mandrel in the bow and the surface of the annular recess with the surface of the working cone of the mandrel in the section corresponding to the beginning of the calibrating section of the mandrel. The annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the straight cone section and the working cone of the mandrel in the section corresponding to the beginning of the calibrating mandrel section, and the conjugation of the surface of the annular recess with the surface of the nose section of the mandrel. An annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the sections of the forward and reverse cones with the surface of the working cone of the mandrel under the condition h n > h 0 , where:
hn - высота прямого конуса; h0 - высота обратного конуса.h n is the height of the straight cone; h 0 - the height of the inverse cone.
Помимо того, кольцевая выемка образована пересечением поверхностей участков прямого и обратного конусов с поверхностью рабочего конуса оправки при выполнении условия hn<h0, где:In addition, the annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the sections of the forward and reverse cones with the surface of the working cone of the mandrel under the condition h n <h 0 , where:
hn - высота прямого конуса; h0 - высота обратного конуса.h n is the height of the straight cone; h 0 - the height of the inverse cone.
Кольцевая выемка образована пересечением поверхностей участков прямого и обратного конусов с цилиндрической поверхностью оправки, выполненной на участке рабочего конуса. В технологическом инструменте на конусе прошивки валков, соответствующем безоправочному участку очага деформации, выполнен кольцевой гребень, по высоте соразмерный глубине кольцевой выемки на оправке.An annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the sections of the forward and reverse cones with the cylindrical surface of the mandrel made on the section of the working cone. In the technological tool on the rolls flashing cone corresponding to the faultless portion of the deformation zone, an annular ridge is made, which is commensurate in height with the depth of the annular recess on the mandrel.
Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг.1 схематично в разрезе показан очаг деформации прошивного косовалкового стана с предлагаемой оправкой и оправкой-прототипом, а также закономерности изменения овальности поперечного сечения заготовки-гильзы вдоль очага деформации. На фиг.2-6 показаны различные варианты выполнения оправки с кольцевой выемкой, а на фиг.7 - расположение технологического инструмента - валка с кольцевым гребнем и оправки с кольцевой выемкой - в очаге деформации.The invention is illustrated by drawings, in which Fig. 1 schematically shows in section a deformation zone of a piercing mill with the proposed mandrel and a prototype mandrel, as well as patterns of change in the ovality of the cross section of a blank-sleeve along the deformation zone. Figure 2-6 shows various embodiments of the mandrel with an annular recess, and Fig.7 - the location of the technological tool - roll with an annular ridge and mandrel with an annular recess - in the deformation zone.
Технологический инструмент, расположенный в очаге деформации прошивного стана, включает: 1 - валок прошивного стана, выполненный с пережимом 2 валка; 3 - оправку прошивного стана, выполненную с кольцевой выемкой 4 на участке рабочего конуса оправки; 5 - обратный конусный участок оправки (не участвующий в деформировании); 6 - прямой конусный участок оправки (участвующий в деформировании); 7 - эквидистанту образующей участка рабочего конуса оправки до сечения, соответствующего началу калибрующего участка оправки. В очаге деформации показана заготовка-гильза 8. Линейки на рисунке не показаны. Оправка 9 по прототипу выполнена с кольцевой выемкой 10 на участке, соответствующем пережиму валков. (Для упрощения пережим 2 валка выполнен без разделительного пояска, т.е. в виде линии, соответственно кольцевая выемка на оправке 9 условно изображена в виде линии 10.) На рисунке показаны закономерности изменения овальности 11 поперечного сечения заготовки-гильзы в очаге деформации при использовании оправки 3 предлагаемой конструкции и 12 - при использовании оправки 9 по прототипу.The technological tool located in the deformation zone of the piercing mill includes: 1 - the piercing mill roll, with a pinch of 2 rolls; 3 - the mandrel of the piercing mill, made with an
При прошивке сплошную заготовку задают в валки с пережимом, вращающиеся в одну сторону, которые захватывают заготовку, и, придавая ей винтовое движение, перемещают навстречу оправке. В процессе деформации заготовка приобретает овальность, которая возрастает на участке деформации до сечения, соответствующего пережиму валков, что является следствием поциклового развития и накопления внеконтактной поперечной деформации. Эта накопленная внеконтактная поперечная деформация в виде избыточного объема металла в поперечном сечении гильзы поглощается увеличенной щелью, образованной выемкой оправки и валком. При этом за счет выполнения кольцевой выемки на рабочем конусе оправки, соответствующем началу калибрующего участка оправки, а также принятых ее геометрических параметров - длины и глубины, представляется возможность существенно уменьшить усилие металла, а также овальность 11 поперечного сечения заготовки-гильзы на данном, наиболее нагруженном участке очага деформации в сравнении с овальностью 12 при использовании для прошивки технологического инструмента по прототипу.When flashing, a solid workpiece is set in pinch rolls rotating in one direction, which capture the workpiece, and, giving it a helical movement, move towards the mandrel. In the process of deformation, the workpiece acquires an ovality, which increases in the deformation section to the section corresponding to the pinch of the rolls, which is a consequence of the cyclic development and accumulation of non-contact transverse deformation. This accumulated non-contact transverse deformation in the form of an excess metal volume in the cross section of the sleeve is absorbed by the enlarged gap formed by the recess of the mandrel and the roll. At the same time, by performing an annular recess on the working cone of the mandrel corresponding to the beginning of the calibrating portion of the mandrel, as well as its geometrical parameters - length and depth, it is possible to significantly reduce the force of the metal, as well as the ovality 11 of the cross section of the workpiece-sleeve on this most loaded plot of the deformation zone in comparison with ovality 12 when used for firmware technological tool according to the prototype.
Уменьшение усилия металла на технологический инструмент способствует повышению стойкости валков и оправок, а снижение овальности гильзы облегчает работу линеек и повышает их износостойкость. Наличие кольцевой выемки на рабочем конусе оправки, соответствующем началу калибрующего участка оправки, выполненной с определенными геометрическими размерами, также уменьшает лобовое сопротивление оправки, улучшает условия и стабилизирует вторичный захват, что способствует улучшению качества гильз.Reducing the force of the metal on the technological tool improves the resistance of the rolls and mandrels, and reducing the ovality of the liner facilitates the work of the rulers and increases their wear resistance. The presence of an annular recess on the working cone of the mandrel corresponding to the beginning of the calibrating portion of the mandrel, made with certain geometric dimensions, also reduces the drag of the mandrel, improves conditions and stabilizes the secondary grip, which improves the quality of the sleeves.
Предлагаемое выполнение технологического инструмента обеспечивает возможность существенно повысить степень обжатия при прошивке, что особенно востребовано в настоящее время в связи с необходимостью массового освоения производства труб из непрерывно-литой заготовки, предельный минимальный диаметр которой, по условию кристаллизации и формирования заготовки, ограничен размером 156 мм, и замены используемых в настоящее время заготовок катаного металла диаметрами 120-150 мм, которые являются более затратными и менее качественными.The proposed implementation of the technological tool provides an opportunity to significantly increase the degree of compression during flashing, which is especially in demand today due to the need for mass development of the production of pipes from continuously cast billets, the maximum minimum diameter of which, according to the condition of crystallization and the formation of the billet, is limited to 156 mm, and replacing the currently used rolled metal blanks with diameters of 120-150 mm, which are more expensive and less quality.
Оправки с максимальными геометрическими размерами кольцевой выемки, длиной не более 3/4 участка рабочего конуса оправки от поперечного сечения, соответствующего началу калибрующего участка оправки, и глубиной до 12,0% от величины диаметра оправки, используют при прошивке с большим «посадом» гильзы по диаметру относительно диаметра задаваемой в стан заготовки, то есть при применении высоких степеней обжатий (например, при изготовлении гильзы диаметром 125-128 мм из заготовки диаметром 156 мм, с общим обжатием 20-22%). Превышение размеров более заявленного предела приводит к переполнению металлом калибрующего участка очага деформации, образованного калибрующим участком оправки и выходным конусом валка, и ухудшению качества поверхности гильзы (наличие винтового следа, волнистости).Mandrels with maximum geometrical dimensions of the annular recess, not more than 3/4 of the length of the working cone of the mandrel from the cross section corresponding to the beginning of the calibrating portion of the mandrel, and to a depth of 12.0% of the diameter of the mandrel, are used for flashing with a large “fit” of the sleeve according to diameter relative to the diameter of the workpiece specified in the mill, that is, when using high degrees of compression (for example, in the manufacture of a sleeve with a diameter of 125-128 mm from a workpiece with a diameter of 156 mm, with a total compression of 20-22%). Exceeding the size of the declared limit leads to overfilling of the calibrating section of the deformation zone with the metal formed by the calibrating section of the mandrel and the exit cone of the roll, and deterioration of the surface quality of the sleeve (the presence of a screw trace, waviness).
Оправки с минимальными геометрическими размерами кольцевой выемки, глубиной не более 1,5% от величины диаметра оправки и длиной, определяемой при выполнение обязательного условия соотношения между длиной и глубиной выемки в пределах не менее 12-15, используют для повышения износостойкости оправки и линеек при незначительных (10-12%) обжатиях по пережиму.Mandrels with the minimum geometric dimensions of the annular recess, a depth of not more than 1.5% of the diameter of the mandrel and the length determined when the prerequisite for the relationship between the length and depth of the recess is not less than 12-15, are used to increase the wear resistance of the mandrel and rulers with insignificant (10-12%) pinch reductions.
Конструкция оправки, выполненная в соответствии с п.2 (фиг.1) используется в процессах прошивки, характеризующихся высокими степенями обжатий в пережиме и перед носком оправки, преимущественно при прокатке гильз с большим «посадом» по диаметру (14-18%) относительно диаметра заготовки, т.е. в процессах, в которых «лавинообразный» характер роста и накопления внеконтактной поперечной деформации проявляется в максимальной степени.The design of the mandrel, made in accordance with paragraph 2 (figure 1) is used in the firmware processes, characterized by high degrees of compression in the clamp and in front of the mandrel, mainly when rolling sleeves with a large "fit" in diameter (14-18%) relative to the diameter blanks, i.e. in processes in which the “avalanche-like” nature of the growth and accumulation of non-contact transverse deformation is manifested to the maximum extent.
Конструкцию оправки с кольцевой выемкой, выполненной по п.3 формулы (фиг.2), целесообразно применять для прошивки заготовок с использованием оправок, не имеющих выраженного носика. В этом случае образование и накопление поцикловой внеконтактной деформации происходит с меньшей степенью, чем в случае прошивки с использованием конструкции оправки выполненной в соответствии с п.2 формулы. В данном случае наличие участка с обратным конусом 5 и разгрузочной зоной способствует интенсивному отводу тепловой энергии от носового участка на менее нагруженный и поэтому на менее нагретый последующий участок оправки и удовлетворительному охлаждению носового участка оправки.The design of the mandrel with an annular recess, made according to claim 3 of the formula (figure 2), it is advisable to apply for firmware blanks using mandrels that do not have a pronounced nose. In this case, the formation and accumulation of cyclic non-contact deformation occurs to a lesser extent than in the case of firmware using a mandrel design made in accordance with
Конструкцию оправки с кольцевой выемкой, выполненной по п.4 формулы (фиг.3), используют в процессах прошивки с целью максимального уменьшения конусности рабочего участка и улучшения условий вторичного захвата заготовки, а также уменьшения износа рабочего конуса оправки за счет погашения роста внеконтактной поперечной деформации до сечения пережима валков и далее, вплоть до калибрующего участка оправки.Выполнение оправки с кольцевой выемкой по п.5 формулы (фиг.4) в максимальной степени способствует погашению поперечной деформации и снижению усилия на оправку и линейки.The design of the mandrel with an annular recess made according to
Конструкцию оправки с кольцевой выемкой, выполненной по п.6 формулы (фиг.5), целесообразно использовать в процессе прошивки на калибровках, имеющих короткий очаг деформации (прошивные станы старого типа с короткой бочкой валка), и необходимости использования оправки с большими углами конусности рабочего участка. Очевидно, что для данного случая длина кольцевой выемки на оправке должна уменьшаться в соответствии с уменьшением длины оправки и ее рабочего конуса.The design of the mandrel with an annular recess made according to
Чтобы компенсировать большие величины деформации на коротком рабочем участке оправки необходимо обеспечить при укороченной длине кольцевой выемки объем металла, компенсирующий рост внеконтактной поперечной деформации. В максимальной степени это достигается при использовании оправки с кольцевой выемкой, образованной пересечением поверхностей участков прямого и обратного конусов с цилиндрической поверхностью оправки, выполненной на участке рабочего конуса (п.7 формулы, фиг.6). Оправку такой конструкции, как и оправку, выполненную в соответствии с п.2 формулы, используют в процессах, осуществляемых на коротких, с большим углом конусности, оправках, характеризующихся наиболее тяжелыми режимами деформирования.To compensate for large deformations in the short working area of the mandrel, it is necessary to provide a metal volume with a shortened annular recess, compensating for the growth of non-contact transverse deformation. This is achieved to the maximum extent by using a mandrel with an annular recess formed by the intersection of the surfaces of the sections of the forward and reverse cones with the cylindrical surface of the mandrel made on the section of the working cone (
Изобретение иллюстрируется следующим примером.The invention is illustrated by the following example.
На прошивном стане ТПА «140» прокатывали непрерывно-литую заготовку диаметром 156 мм из углеродистой стали «Д» в гильзу размером 140×10 мм. Температура нагрева металла составляла 1230-1240°С, угол подачи валков β=10 градусов. Расстояние между валками в пережиме составляло 125 мм, между линейками - 139 мм. При прошивке использовали водоохлаждаемую оправку действующей конструкции со сферическим рабочим конусом и опытную, с кольцевой выемкой, выполненной на части рабочего конуса, выдвинутого против хода прошивки за пережим валков.Диаметр оправок действующей и опытной конструкций составлял 110 мм. Размеры кольцевой выемки на опытной оправке составляли: глубина прямого и обратного конусных участков hn=h0=4 мм, длина кольцевой выемки от поперечного сечения начала калибрующего участка оправки - 87 мм. Поверхность выемки выполнена эквидистантной поверхности рабочего конуса оправки. Выдвижение оправки за пережим валков составило 117 мм, что соответствовало 12,0% обжатия перед носком оправки. Величина общего обжатия в пережиме валков составляла 20-22%.On the TPA piercing mill “140”, a continuously cast billet with a diameter of 156 mm from carbon steel “D” was rolled into a sleeve with a size of 140 × 10 mm. The heating temperature of the metal was 1230-1240 ° C, the feed angle of the rolls β = 10 degrees. The distance between the rolls in the pinch was 125 mm, between the rulers - 139 mm. When flashing, we used a water-cooled mandrel of the current design with a spherical working cone and an experimental one, with an annular recess made on the part of the working cone, which was advanced against the firmware for the pinch rolls. The diameter of the mandrels of the existing and experimental designs was 110 mm. The dimensions of the annular recess on the experimental mandrel were: the depth of the forward and reverse conical sections h n = h 0 = 4 mm, the length of the annular recess from the cross section of the beginning of the calibrating section of the mandrel is 87 mm. The surface of the recess is made equidistant surface of the working cone of the mandrel. The extension of the mandrel beyond the pinch of the rolls was 117 mm, which corresponded to 12.0% reduction in front of the mandrel toe. The total compression in the pinch rolls was 20-22%.
Прокатывали две партии заготовок. В одной партии прошивку осуществляли на действующей сферической оправке, в другой - на опытной оправке с кольцевой выемкой. При прошивке на действующей оправке ее стойкость составила 1-2 прохода. Оправку вынуждены были заменить по причине износа рабочего конусного участка. Вследствие интенсивного износа и малой стойкости оправок прошивка на действующей оправке была прекращена, и вся партия заготовок объемом 50 тонн была прошита на опытных оправках. Полученные гильзы были прокатаны в трубы диаметром 114 мм. Средняя стойкость оправок, выполненных в соответствии с предлагаемым изобретением, составила 180 проходов. Вся партия заготовок была прокатана с использованием одного комплекта линеек прошивного стана, качество прокатанных труб удовлетворительное.Laminated two batches of blanks. In one batch, the firmware was carried out on an existing spherical mandrel, in another, on an experimental mandrel with an annular recess. When flashing on an existing mandrel, its durability was 1-2 passes. The mandrel was forced to be replaced due to wear of the working cone section. Due to intensive wear and low durability of the mandrels, the firmware on the existing mandrel was discontinued, and the entire batch of 50-ton blanks was stitched on the experimental mandrels. The resulting sleeves were rolled into pipes with a diameter of 114 mm. The average resistance of the mandrels made in accordance with the invention was 180 passes. The entire batch of billets was rolled using one set of rulers of the piercing mill; the quality of the rolled tubes was satisfactory.
Более значительное повышение обжатия перед носком и в пережиме достигалось выполнением на конусе прошивки валков кольцевых выступов с гребнями, соответствующими безоправочному участку очага деформации, высотой, например 4 мм, соизмеримой с глубиной кольцевой выемки на оправке (в приведенном примере глубина составляла 4 мм). Наличие кольцевого выступа на безоправочном участке очага деформации позволило увеличить обжатие в пережиме до 24% и получить из непрерывно-литой заготовки диаметром 156 мм гильзу диаметром 128 мм. В процессе дальнейших прокаток на автоматическом стане, риллинг-стане и редукционно-калибровочном стане из гильзы этого диаметра были получены трубы диаметрами 108, 102, 89 и 73 мм.A more significant increase in compression before the toe and in pinch was achieved by performing on the flashing cone rolls of annular protrusions with ridges corresponding to the flawless portion of the deformation zone, for example, 4 mm high, commensurate with the depth of the annular recess on the mandrel (in the given example, the depth was 4 mm). The presence of an annular protrusion on the flawless section of the deformation zone made it possible to increase the compression in the clamp to 24% and to obtain a sleeve with a diameter of 128 mm from a continuously cast billet with a diameter of 156 mm. In the course of further rolling on an automatic mill, a rolling mill and a reduction and calibration mill, pipes with diameters of 108, 102, 89 and 73 mm were obtained from a sleeve of this diameter.
Таким образом, реализация заявленного технологического инструмента обеспечивает осуществление прошивки непрерывно-литой заготовки с повышенными до 20-24% обжатиями в пережиме, что дает возможность освоить из такой заготовки диаметром 156 мм производство труб малого диаметра (114-73 мм) при обеспечении высокой стойкости технологического инструмента и удовлетворительном качестве труб. Внедрение не связано с существенными материальными затратами.Thus, the implementation of the claimed technological tool provides the implementation of flashing continuously cast billets with increased up to 20-24% compression in the pinch, which makes it possible to master the production of small diameter pipes (114-73 mm) from such a billet with a diameter of 156 mm while ensuring high technological resistance tool and satisfactory quality of pipes. The implementation is not associated with significant material costs.
Claims (8)
hn - высота прямого конуса, h0 - высота обратного конуса.5. The technological tool according to claim 1, characterized in that the annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the sections of the forward and reverse cones with the surface of the working cone of the mandrel under the condition h n > h 0 , where
h n is the height of the forward cone, h 0 is the height of the inverse cone.
hn - высота прямого конуса, h0 - высота обратного конуса.6. The technological tool according to claim 1, characterized in that the annular recess is formed by the intersection of the surfaces of the sections of the forward and reverse cones with the surface of the working cone of the mandrel under the condition h n <h 0 , where
h n is the height of the forward cone, h 0 is the height of the inverse cone.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128510/02A RU2496590C1 (en) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | Rotary piercer working tools |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012128510/02A RU2496590C1 (en) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | Rotary piercer working tools |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2496590C1 true RU2496590C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446638
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012128510/02A RU2496590C1 (en) | 2012-07-06 | 2012-07-06 | Rotary piercer working tools |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2496590C1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU168658U1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | FIRM CORRECTION |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU341205A1 (en) * | TECHNOLOGICAL TOOL KOSOVALKOVYY POLLING MILL | |||
| SU768501A1 (en) * | 1978-09-06 | 1980-10-07 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Mandrel for tube die rolling |
| EP0901970A2 (en) * | 1997-09-12 | 1999-03-17 | Giesecke & Devrient GmbH | Tearing strip |
| RU2378063C1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Mandrel of rotary piercer |
-
2012
- 2012-07-06 RU RU2012128510/02A patent/RU2496590C1/en active
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU341205A1 (en) * | TECHNOLOGICAL TOOL KOSOVALKOVYY POLLING MILL | |||
| SU768501A1 (en) * | 1978-09-06 | 1980-10-07 | Днепропетровский Ордена Трудового Красного Знамени Металлургический Институт | Mandrel for tube die rolling |
| EP0901970A2 (en) * | 1997-09-12 | 1999-03-17 | Giesecke & Devrient GmbH | Tearing strip |
| RU2378063C1 (en) * | 2009-03-24 | 2010-01-10 | Открытое акционерное общество "Российский научно-исследовательский институт трубной промышленности" (ОАО "РосНИТИ") | Mandrel of rotary piercer |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU168658U1 (en) * | 2016-04-28 | 2017-02-14 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | FIRM CORRECTION |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102039313B (en) | Method for producing large-diameter seamless steel pipe for gas cylinder | |
| TW200821057A (en) | Method of manufacturing ultrathin wall metallic tube by cold working method | |
| CN104259206A (en) | Production method of titanium alloy seamless tubes used for tubing coupling | |
| EP1738839B1 (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
| RU2735435C1 (en) | Method of helical rolling bars | |
| CN104907353A (en) | Production method of high-chromium ferrite stainless-steel seamless steel pipe blank | |
| GB2178353A (en) | Rolling seamless tubes | |
| RU2496590C1 (en) | Rotary piercer working tools | |
| RU2357815C1 (en) | Procedure of extension rolling at mill for rolling seamless tubes on mandrel | |
| CN105290281B (en) | The production method of the nickeliferous ring forging of large thick-wall | |
| JP4192970B2 (en) | Cold rolling method for metal tubes | |
| CA2550913C (en) | Cold rolling process for metal tubes | |
| EP1679136B1 (en) | Method of manufacturing seamless tube by three-roll mandrel mill | |
| CN101623704A (en) | Multi-roller large-diameter thin-wall seamless tube rolling mill | |
| JP4192971B2 (en) | Cold rolling method for metal tubes | |
| RU2623203C1 (en) | Manufacturing method of the periodic profile thin-wall shells from aluminium alloys | |
| RU2441722C1 (en) | Method of seamless pipe production at the aggregate with screw piercing machines and continuous lengthwise rolling | |
| JP2021098215A (en) | Seamless steel pipe manufacturing method | |
| EA018319B1 (en) | Method for producing seamless tubes by means of a three-roll bar rolling mill | |
| JP2014166649A (en) | Method for manufacturing seamless steel pipe | |
| RU2455092C1 (en) | Method of seamless tube production | |
| RU2361689C1 (en) | Method of bush sleeve receiving | |
| CN106554842A (en) | A kind of aluminium alloy rings footpath-axially rolled is with lubricator and lubricating process method | |
| JP7435652B2 (en) | Mandrel bar, pipe material rolling method, and seamless pipe manufacturing method | |
| CN108145048A (en) | A kind of bearing ring numerical control looping mill rolling automatic molding process |