DOI: 10.52150/2522-9117-2025-39-24

В. Д. Добряк¹, к.т.н., провідний інженер
Ю. Д. Угрюмов¹, к.т.н., провідний інженер
І. А. Мазур^2,*, к.т.н., доц., ORCID 0000-0003-2177-7110
Д. Ю. Угрюмов³, технічний директор

¹ДП “Український інститут по проектуванню металургійних заводів”
²Український державний університет науки і технологій
³ТОВ “Морська Сюрвейерська Компанія”
^*Автор для листування: i.a.mazur@ust.edu.ua

ТЕНДЕНЦІЇ РОЗВИТКУ МЕХАНІЗМУ КАНТУВАННЯ ПОДАВАЛЬНОГО АПАРАТА ПРИ ГАРЯЧІЙ ПІЛІГРИМОВІЙ ПРОКАТЦІ ТРУБ

Анотація. На трубопрокатних агрегатах з пілігримовими станами виробляють безшовні гарячекатані труби широкого розмірного і марочного сортаменту. Процес гарячої пілігримової прокатки труб продовжує залишатися затребуваним в даний час перш за все внаслідок своєї універсальності, а також можливості отримувати товстостінні труби значної довжини. В процесі пілігримової прокатки необхідно здійснювати кантування гільзи (поворот навколо її осі)на кут близький до 90^o, що забезпечується механізмом кантування подавального апарата. Існуючі механізми кантування на немодернізованих подавальних апаратах, в тому числі і тих, які знаходяться в експлуатації в Україні, не забезпечують стабільність кута кантування гільзи в кожному пільгерному циклі пілігримової прокатки. В результаті перекантування гільзи досягає 110÷130^o, що призводить до утворення дефектів на зовнішній поверхні труб, збільшенню поперечної різностінності а, як наслідок, і до підвищеній витраті метала. В даній роботі поставлена задача провести аналіз відомих механізмів кантування подавального апарата і запропонувати удосконалену конструкцію механізму кантування. Для кантування гільзи в процесі пілігримової прокатки найбільше розповсюдження отримав дрільний механізм кантування подавального апарата. На практиці кут кантування гільзи, як правило, перевищує кут кантування, кінематично обумовлений шагом нарізки дрелі, на 20^o÷30^o. Причиною цього є накопичення кінетичної енергії обертання рухомих частин форголлера і гільзи в період розгону і відсутності достатнього моменту гальмування в період лінійного гальмування цих частин при накаті гільзи у валки пілігримового стана. Розглянута можливість сповільнити (загальмувати) обертання по інерції в фазі гальмування рухомих частин форголлера при накаті шляхом прикладання момета гальмування до плунжера і використовувати для цього енергію гальмівної рідини, яка витискається з камери гальмування, коли в неї входить уступ плунжера. Проведені випробування на вирорбництві показали необхідність запропонувати удосконалення дрільного механізму кантування подавального апарата трубопрокатного агрегата 5÷12″ ПАТ “Інтерпайп Нико Тьюб”. На основі аналізу роботи існуючих механізмів кантування і проведених досліджень в умовах виробництва на трубопрокатному агрегаті 5–12″ запропоновано форголлер подавального апарата з дрільним механізмом кантування, який не потребує корінної реконструкції, котрий дозволяє регулювати кут кантування як в період затравки гільзи, так і в період сталої прокатки. Запропоновані технічні рішення з удосконалення механізму кантування подавального апарата розширюють можливості вибору найбільш раціональної його конструкції.

Ключові слова: пілігримовий стан, труба, подавальний апарат, форголлер, механізм кантування, плунжер, гільза, дорн, хвостовик дорна, валки, кут кантування, рухомі частини, дріль, дрільна гайка, храпове колесо, зубчаста рейка, витрата металу, поперечна різностінність.

Посилання для цитування: Тенденції розвитку механізму кантування подавального апарата при гарячій пілігримовій прокатці труб / В. Д. Добряк, Ю. Д. Угрюмов, І. А. Мазур, Д. Ю. Угрюмов // Фундаментальні та прикладні проблеми чорної металургії. 2025. Вип. 39. С. 373-394. https://doi.org/10.52150/2522-9117-2025-39-24

Перелік посилань

Емельяненко П. Т. Пильгерстаны. Харьков : ОНТИ НКТИ, 1937. 639 с.
Patentschrift № 91212 Kaiserliches Patentamt : Klasse 7a; Patentiert im Deutschen Reiche vom 22 oktober 1895 ab.
Улучшение параметров торможения подвижных масс при прокатке на пильгерстане / В. Д. Добряк, Б. Г.Павловский и др. Металлургическая и горнорудная промышленность. 2004. №1. С. 37–40. https://www.metaljournal.com.ua/mgp-01-2004/
Пешат В. Ф., Лобода В. М. Динамика механизма кантовки плунжера подающего аппарата пильгерстана. Теория механизмов и машин : Республиканский межведомственный научно-технический сборник. 1970. Вып. 9. С. 30-32.
Угрюмов Ю. Д., Добряк В. Д., Павловский Б. Г. Повышение точности толщины стенки труб на трубопрокатных агрегатах с пилигримовыми станами путем совершенствования подающих аппаратов. Черная металлургия : Бюллетень НТИ “Черметинформация”. 2009. Вып. 7. С. 71-77.
Подавальний апарат пілігримового стана : пат. 73552 Україна : МПК B21B21/04. №2002097465 ; заявл. 16.09.2002 ; опубл. 15.04.2004, Бюл. №4. https://base.nipo.gov.ua/searchbulletin/search.php?action=viewdetails&dbname=invc&IdClaim=15492
Пляцковский О. А., Чернявский А. А., Соколовский Г. А. Определение рациональных углов кантовки гыльзы при прокатке на установках с пилигримовым станом. Черная металлургия : Бюллетень ЦНИИЧМ. 1972. Вып. 15. С. 45-47.
А.с. 156916 СССР, МКИ В21 В21/04, В21 В21/06. Механизм кантовки гильз подающего аппарата пилигримовых станов / М.А. Шубик и Д.Я. Мотрий. № 754321/22-2 ; заявл. 06.12.1961 ; опубл. 25.09.1963, Бюл. №17. https://patents.su/2-156916-156916.html
А.с. 171832 СССР, МКИ В21 В21/04, В21 В21/06. Механизм кантовки гильз подающего аппарата пильгерстанов / М.А. Шубик, Д.Я. Мотрий, Д.И. Бураков. № 894690/22-2 ; заявл. 13.04.1964 ; опубл. 22.06.1965, Бюл. №12. https://patents.su/2-171832-mekhanizm-kantovki-gilz-podayushhego-apparata-pilgerstanov.html
А.с. 314567 СССР, МКИ В21 В21/06. Механизм кантовки подающего аппарата пилигримового стана / А.М. Иоффе и А.В. Праздников. № 1371563/22-2 ; заявл. 24.10.1969 ; опубл. 21.09.1971, Бюл. №28. https://patents.su/3-314567-mekhanizm-kantovki-podayushhego-apparata-piligrimovogo-stana.html
А.с. 452942 СССР, МКИ В21 В21/06. Поворотное устройство пильгерстана / Йозеф Тот и Георги Римар. № 1672807/22-2 ; заявл. 21.06.1971 ; опубл. 05.12.1974, Бюл. №45. https://patents.su/6-452942-povorotnoe-ustrojjstvo-pilgerstana.html
А.с. 498895 СССР, МКИ В21 В21/06. Механизм поворота подающего аппарата пилигримового стана / Георги Римар и Йозеф Тот. № 1683185/22-2 ; заявл. 19.07.1971 ; опубл. 05.01.1976, Бюл. №1. https://patents.su/4-498895-mekhanizm-povorota-podayushhego-apparata-piligrimovogo-stana.html
А.с. 1174110 СССР, МКИ В21 В21/06. Подающий аппарат пилигримового стана / М. А. Шубик, О. В. Танцырев, А. М. Меньшиков и др. № 3713710/22-02 ; заявл. 23.03.1984 ; опубл. 23.08.1985, Бюл. №31. https://patents.su/4-1174110-podayushhijj-apparat-piligrimovogo-stana.html
А.с. 1443994 СССР, МКИ В21 В21/06. Подающий аппарат пилигримового стана / М. А. Шубик и Э. А. Ровинский. № 4249847/23-02 ; заявл. 27.05.1987 ; опубл. 15.12.1988, Бюл. №46. https://patents.su/3-1443994-podayushhijj-apparat-piligrimovogo-stana.html
Оборудование цехов с пилигримовыми трубопрокатными установками / С. Н. Кожевников, А. В. Праздников, А. М. Иоффе, Г. А. Бибик, В. Ф. Пешат ; под ред. С. Н. Кожевникова. Москва : Металлургия, 1974. 256 с.
Крупман Ю. Г., Лейбман И. Б., Кагарлицкий А. С. Технологические процессы, оборудование и информационно-управляющие системы, применяемые фирмой “Маннесманн – Демаг” (ФРГ) при прокатке труб на агрегатах с пилигримовым станом. Черная металлургия : Бюллетень НТИ “Черметинформация”. 1987. Вып. 10. С. 15-31.
Подавальний апарат пілігримового стана : пат. 129408 Україна : МПК B21B21/04, B21B21/06. №а202201674 ; заявл. 24.05.2022 ; опубл. 17.04.2025, Бюл. №16. https://base.nipo.gov.ua/searchbulletin/search.php?action=view details&dbname=invc&IdClaim=354334
Добряк В. Д., Степаненко А. Н., Угрюмов Ю. Д. Тенденции развития подающих аппаратов пилигримовых станов. Совершенствование производства стали, труб и железнодорожных колес / под ред. А. Г. Величка, В. И. Большакова, В. Ф. Балакина. Днепропетровск : ЧМП “Экономика”, 2015. С. 339 -357.

Рукопис надійшов до редакції 14.07.2025
Рекомендовано до друку 21.10.2025
Опубліковано онлайн 01.12.2025