Способ прокатки труб на многоклетевом стане

 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии прокатки стальных труб на многоклетевом стане. Цель изобретения - повышение производительности путем снижения темпа деформационного упрочнения металла. Полую круглую заготовку 1 обжимают в калибрах ручьевых валков 2 и 3 на круглой оправке 4. Перед каждой последующей деформацией заготовки в обжимных калибрах, образованных валками 10, ее подвергают многократному симметричному профилированию снаружи цилиндрическими роликами устройств 6 и 8, не изменяя при этом толщину ее стенки. Знакопеременные напряжения, возникающие при профилировании, снижают остаточные напряжения от предшествующей деформации в калибрах и уменьшают общий уровень наклона. 3 ил., 2 табл. (Л С

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛ ИСТИЧЕ CKI4X

РЕСПУБЛИК (51)5 В 21 В 17/04, 23/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 2 4

К)

О 3

0 (Л

4 s

Фиг.1

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4673977/02 (22) 04.04,89

{46) 23.03.92. Бюл. № 11 (71) Всесоюзный научно-исследовательский и конструкторско-технологический институт трубной промышленности (72) Е.Н.Алпатов, E,А.Резников, А.А Павлов, Э.В.Никулин, Б.С.Сандульский, Ю.А,Мироненко, Л.M.Øëocáåðl, А.П.Усенко и И.Г.Исерова (53) 621.774.352(088.8) (56) Патент Великобритании № 1074960, кл.

В 21 В 17/04, 1967.

Авторское свидетельство СССР

¹ 719718, кл, В 21 В 17/08, 1980. (54) СПОСОБ ПРОКАТКИ ТРУБ НА МНОГО КЛЕТЕВОМ СТАНЕ (57) Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии

„„53J 1720765 А1 прокатки стальных труб на многоклетевом стане. Цель изобретения — повышение производительности путем снижения темпа деформационногоупрочнения металла. Полую круглую заготовку 1 обжимают в калибрах ручьевых валков 2 и 3 на круглой оправке 4, Перед каждой последующей деформацией заготовки в обжимных калибрах, образованных валками 10, ее подвергают многократному симметричному профилированию снаружи цилиндрическими роликами устройств 6 и 8, не изменяя при этом толщину ее стенки. Знакопеременные напряжения, возникающие при профилировании, снижают остаточные напряжения от предшествующей деформации в калибрах и уменьшают общий уровень наклона. 3 ил., 2 табл.

1720765

20

30

50

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к технологии прокатки стальных труб на многоклетевом стане.

Известен способ прокатки стальных труб на многоклетевом стане с приводными ручьевыми валками и длинной конической оправкой, Согласно способу трубную заготовку последовательно обжимают по диаметру и толщине стенки в каждой клети (в каждом обжимном калибре) до трубы готового размера, Недостаток способа — непрерывный рост деформационного уп рочнения металла из-за того, что в каждом калибре, кроме небольших участков вблизи реборд валков, металл заготовки (трубы) находится в одном и том же состоянии неравномерного всестороннего сжатия. Высокий темп деформационного упрочнения глеталла заготовки íе позволяет обеспечить большую производительность трубопрокатного агрегата (ТПА), Наиболее близким к предлагаемому является способ прокатки труб в многоклетевом стане, который осуществляют с помощью технологического инструмента.

Согласно изобретению круглую трубную заготовку вначале обжимают в черновых калибрах ручьевыми валками на оправке, рабочие ступени которой выполнены в форме симметричных многогранников, развернутых относительно друг друга на половину центрального угла грани, а затем трубу с внутренней граненой поверхностью обжимают в чистовых круглых калибрах на круглой оправке. Благодаря предварительному гранению внутренней поверхности заготовки достигается уменьшение течения металла в выпуски калибров (на участках периметра вблизи реборд валков) и повышение точности труб. Однако при этом общий уровень наклепа металла по мере перемещения трубы из калибра в калибр непрерывно повышается, поскольку схема напряженного состояния во всех калибрах одна и та же — неравномерное всестороннее сжатие. Гранение внутренней поверхности только снижает неравномерность деформации металла по всему поперечному сечению, но не снижает высокий темп деформационного упрочнения металла. Это обстоятельство не позволяет добиться большой производительности ТПА.

Цель изобретения — повышение производительности путем снижения темпа деформационного упрочнения металла.

Поставленная цель достигается тем, что в известном способе прокатки труб на многоклетевом стане, включающем деформацию круглой заготовки в калибрах ручьевых валков на оправке и придание заготовке многоугольного профиля с последующей его деформацией обжимными калибрами, профилируют заготовку многократно снаружи роликами без изменения ее толщины стенки.

Величину деформации в обжимных калибрах (в клетях) можно изменять в широком диапазоне и осуществлять многократное профилирование трубы либо без растяжения в продольном направлении, либо с растяжением, либо с подпором (под действием усилий сжатия между соседними обжимными калибрами) На фиг. 1 показана схема прокатки труб согласно предлагаемому способу, продальный разрез; на фиг. 2 — сечение А-А на фиг.

1; на фиг. 3 — сечение Б-Б на фиг. 1.

Угол c4 — угол между осями симметрии соседних конгруэнтных элементов профиля; угол а — угол поворота осей симметрии при очередном профилировании.

Способ осуществляется следующим образом.

Заготовку 1 подают в первые обжимные калибры, образованные валками 2 и 3 и неподвижной оправкой 4. Раскатанная труба

5 входит в первое роликовое профилирующее устройство 6, в котором круглой трубе в поперечном сечении придают симметричную, отличную от круга форму, например овала или многогранника, Затем профильная труба 7 входит во второе роликовое профилирующее устройство 8, в котором изогнутые элементы профиля выпрямляются, а ровные или слабо изогнутые элементы профиля изгибаются, образуя выпуклости или ребра. Затем труба 9 с симметрично измененным профилем входит в следующие обжимные калибры, образованные валками

10.

Таким образом, в поперечном сечении металл трубы перед очередной деформацией в обжимных калибрах подвергается многократному знакопеременному изгибу, обеспечивающему снижение темпа деформационного упрочнения металла, Опытную проверку способа выполнили на лабораторном 4-клетевом стане, в котором первые две пары ручьевых валков образуют первые обжимные калибры, а вторые две пары — следующие обжимные калибры.

После первых обжимных калибров устанавливают роликовые профилирующие устройства, образующие 6-гранные калибры, В каждом последующем профилирующем устройстве оси симметрии профиля поворачивают на 30 . В качестве оправки применяют круглый ступенчатый стержень, поверх1720765

Таблица1

l1 р и м е ч а н и е: Индексом 1 отмечены параметры труб после первых обжимных калибров, индексом 2 - те же параметры труб после второго обжатил. ность которого не соприкасалась с внутренней поверхностью трубы на участке профилирования.

На укаэанном оборудовании вначале определяют оптимальные деформационные параметры профилирования. Для этого на поперечных шлифах образцов профильных труб измеряют микротвердость. Варьируют количество циклов профилирования и величину деформации, которую определяют по степени уменьшения размера трубы в местах образования граней. Полученные средние значения микротвердости сравнивают,с микротвердостью металла труб после обжатия в первых калибрах. Опыты показали, что после 2-4 циклов профилирования при деформации около 3 ф, микротвердость наклепанного металла уменьшается с 200 кгсlмм до 165-175 кгс/мм . Эти параметры профилирования считают оптимальными.

При опробовании предлагаемого способа прокатывают опытную партию труб с общей вытяжкой 1,5; 2,0 и 3,5 при использовании двух профилирующих устройств, установленных после первых обжимных калибров.

При опробовании известного способа профилирующие устройства не использовали, ступени оправки, размещенные в первой и второй парах валков (в первых обжимных калибрах), имели форму 8-гранников, развернутых друг относительно. друга примерно на 22 30 .

Величины частных вытяжек и размеры труб после деформации в обжимных калибрах приведены в табл. 1, Прокатка показала, что все трубы (в количестве 12 шт.), изготовленные согласно предлагаемому способу, имели удовлетворительную поверхность, без видимых признаков разрушения. В трубах же, прокатанных в соответствии с известным способом (без промежуточного профилирования),после вытяжки,и = 2,0 на концевых участках образовались трещины; после вытяжки р = 3,5 на поверхности четырех прокатанных труб образовались длинные г продольные трещины, заметные невооруженным глазом.

Кроме визуального контроля. прокатанных труб, проводят сравнительную оценку

5 вл ния многократного. профилирования на степень наклепа металла труб с помощью данных механических испытаний продольных разрывных образцов в виде сегментов.

При этом сравнивают наиболее чувствитель10 ные структурные характеристики — предел текучести оу и относительное удлинение д,.

Результаты механических испытаний приведены в табл. 2.

Из табл. 2 следует, что по меньшей мере

15 двукратное профилирование, осуществляемое перед последующим обжатием трубы по диаметру и толщине стенки, обеспечивает заметное снижение наклепа в металле труб (как показывают опыты, однократное про20 филирование мало влияет на динамическое разупрочнение металла; при вытяжке,и =

=2,0 после однократного профилирования

% = 50-55 кгс/мм; дб = 8-12 ).

Примерный расчет производительности

25 ТПА при прокатке труб.иэ стали 10 с использованием заготовки размером 57 х3.5 мм показывает. что путей увеличения вытяжки за проход с 2,0 до 3.5 (при начальной скорости прокатки 0,3 м/с и коэффициенте за30 груэки оборудования, равном 0,7) сменная производительность ТПА может быть увеличена не менее чем в 1,75 раза.

Формула изобретения

35 Способ прокатки труб на многоклетевом стане. включающий деформацию круглой заготовки в калибрах ручьевых валков на оправке и придание заготовке многоугольного профиля с последующей его де40 формацией обжимными калибрами, о т л и ч аю шийся тем, что, с целью повышения производительности путем снижения темпа деформационного упрочнения металла, профилируют заготовку многократно снару45 жи роликами без изменения толщины ее стенки.

1720765

Таблица2

Составитель А. Волков

Техред М,Моргентал Корректор M.Kó÷åðÿâàÿ

Редактор Н.Химчук

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 101

Заказ: 912 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб;, 4/5