Способ непрерывной прокатки труб

 

Использование: преимущественно при производстве бесшовных труб горячей продольной прокаткой на непрерывных станах. Суть изобретения: прокатку труб на сборной из секций оправке. Секции оправки по числу межклетьевых промежутков размещают в каждом промежутке. Стыкуют секции перемещением справочного стержня против направления движения гильзы, выставляя свободный передний край рабочей поверхности первой секции к вертикальной оси симметрии валков первой клети. Устанавливают перед калибром первой клети секцию оправки и поджимают ее костальным секциям воздействием гильзы при задаче, а в момент прохождения передним краем гильзы вертикальной оси валков первой клети начинают перемещать опр ааоЧн ый стержень с постоянной скоростью на расстояние, равное сумме длин межклётьевых промежутков за вычетом длины составной оправки без двух секций. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

1784305 Al (я)5 B 21 В 17/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЪСТВУ л

-ля й

:: Йзобретение относится к черной метал- бочей зоны каждой оправки (зоны, восприлургииа более конкретно к прокатному про- нймающей через гильзу деформйрующее . изводству, и может быть использовано п )и. воздействие валков), вследствиечего проис- производстве бесшовных труб горячей про- ходит ускоренный: выход из эксплуатации . Q; каткой. . ": всей оправки (из-за невозможности получе-: ф, Известны способы прокатки труб на со- ния труб необходимой точности), Кроме того ставных оправках, например, способ йро- . неподвижность справок вызывает повы ольной прокатки труб, включающий задачу; шенное трение и снижение качества внутгильзы с короткой охлажденной оправкой в ранней поверхности гильзы. калибр, образованный ручьевыми валками и Наиболее близким к предлагаемому оправкой, удерживаемой справочным стер- способу по текнияеской сущности является жнем, деформацию ее валками на йесколь- способ продольной йрокатки труб, включа- а ких упирающихся друг в друга оправках и ющий задачу гйльязы с короткой охлажденудаление.после прокаткиоправкинаохлаж- ной оправкой в калибр, образованный дение. Данный способ позволяет получить . ручьевыми валками и оправкой, удерживаебольшие обжатия по стенке за один проход мой опрайочиым стержнем, деформацию ее гильзы. " валками на нескольких упирающихся друг в

Недостатком данного способа является друга оправках и удаленйе после прокатки небольшая площадь и ускоренный износ ра- . оправки на охлаждение, по которому опра1 (21) 4869968/27 (22) 26.09.90 (46) 30.12, 92; Бюл. М 48 (71) Научно-производственное объединение

;- "MOK0M" (72) А.А.Заяц, В.Н,Шучко, В.А.Воротников и

Н.Н;Новиков (56) Патент США hh 1837161, кл.72-209, 1937.

Авторское свидетельство СССР

Й 1022760, кл. В 21 В 17/02, 1983. (54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ

ТРУБ

- (57) Использование: преимущественно при производстве бесшовных труб горячей про дольной прокаткой на непрерывных станах.

Суть изобретения: прокатку труб на сборной из секций оправке. Секции оправки по числу межклетьевых промежутков размещают в каждом промежутке. Стыкуют секции перемещением оправочного стержня против направления движения гильзы, выставляя свободный. передний край рабочей поверхности первой секции к вертикальной оси симметрии валков первой клети. Устанавливают перед калибром первой клети секцию оправки и поджимают ее к остальным секциям воздействием гильзы при задаче, а в момент прохождения передним краем гильзы вертикальной оси валков первой клети начинают перемещать - оправоЧйый стержень с постоянной скоростью на расстояние, равное сумме длин межклетьтевых промежутков за вычетом длины составной оправки без двух секций. 1 ил.

3 4 вочному стержню сообщают принудитель- стан перед прокаткой с участка вспомоганое осевое движение на величину, близкую тельных сепараций секцию 1. остающуюся к расстоянию между калибрами, по ходу пе- после предыдущей прокатки на текущую и ремещения трубы во время деформации и следующую секцию 2, удаляемую из стана против — после деформации. Данный спо- 5 после текущей прокатки на участок вспомо- . соб позволяет улучшить" качество внутрен- гательных операций секцию 3, скорости Коней поверхности труб путем улучшения торых, обозначенные соответственно Vp1, условий трения на контактной поверхности, Vm, Vo3, s процессе перемещения состыкочто достигается эа счет обеспечения по- ванной оправки равны между собой и соотдвижности секции составной оправки в оча-. 10 в етст ву ют скорости V< перемещения гах деформации.: оправочного стержня 4. Скорости перемеНаиболее существенйым недостатком щения гильзы 5 обозначены: Чг — скорость указайного способа является невозмож- входа гильзы в первую клеть, Чг), Va, Vr3— ность обеспечений равномерйого износа Ckорости выхода гильзы:соответственно из рабочих поверхностей всех секций оправки, 15 первой, второй и третьей клети. При увелипоскольку при указанных параметрах про- чении числа клетей соответственно увелицесса прокатки не будет использбваться чится и число секций 2, Диаметр гильзы на значительная часть длины рабочей поверх- схеме изображен условно постоянным, йости последней секции. В результате по- Длина рабочей поверхйости секции оп- . сле определенного колйчества циклов 20 равкиобозйаченабуквой!,расстояниемежпрокатки (меньшего чем возможный срок .. ду соседними вертйкальными осями эксплуатации оправки) все секции оправки — симметрии валков (показанными римскими будут иметь неравномерный износ по дли- цифрами Н, И-П, Ш-Ш) соответствуютдлине, что приведет к нестабильности характери- не межкалиберных промежутков S< и Sj, а стик процесса в очагах деформации, а 25 величина перемещения оправочйого стержследовательно к существенному" ухудше- ня в процессе прокатки обозначена Вос, Как ниа внутренней поверхноститруб. видно из циклограммы, каждая секция оп-Целью изобретения является повыше- равки полностью обеспечивает протекание . ние срока службы оправки без Сйижения проЦесса прокатки только в своей клети и.качестватрубпутемобеспеченияравномер- 30 освобождается от гильзы; когда задний ного износа оправки.,:, . - -.:. :.:. - край рабочей поверхности оказывается у, Это достигается за счет того, что длину вертикальной оси валков следующей клети секции оправки выбирают равной 0,1...0,5 (т.е; она остается на проводке стана в следудКийй гильзы и это соотйошение устайавли- . ющем межклетьевом промежутке). Необховают при выборе скоростей перемещения 35 димо также подчеркнуть; что угол при оправочного стержня и гильзы, при этом вершинеконусастыковочйыхйоверхностей стержейь перемещают на расстояйие, рав- -секции оправки и скорость задачи гильзы ное сумме длин межкалиберных промежут- . выбраны такими, что при задаче гильзы ков за вычетом длины оправки без двух обеспечивается передвижение секцйи1 без секций, а длины межкалиберных промежут- 40 нарушеиия ее койтакта с проводкой стана и ков определяют после выбора числа калиб- " плбтное поджатие ее к секции 2, а величины ров и коэффициентов вытяжки в -них по диаметра секций и внутреннего. диаметра математическому выражению: . гильзы обеспечивают сохранение этого под-:

1... жатия после входа секции внутрь задавае(. 1 . .... 45 мой гильзы. Секция 1:берется, а секция 3

Т n . удаляется на участок вспомогательных oneП P .. раций (охлаждения и,смазки).:;...

Для вывода аналитических выражений, где S — длина и-го межкалиберного проме позволяющих вычислить величины скорости

50 перемещения справочного стержня и межкалиберных промежутков, обеспечивающие — показанный на циклограмме принцип пр

И! —.Коэффициент вытяжки в i-м калиб- катки, отметим, что через- каждую клеть ре: —: .. гильза и секция оправки проходят через оди — "oÐßËêoDûé но еР калибРа 55 но итоже время. Например,для первой клеНа чертеже изображена цикло ра ма -тиможнозаписать: прокатки, опирающаяся на схему расположения секций оправки в стане. 1/ Ч

В показанном йа чертеже варианте со- где — начальная AnNka гильзы. ставная оправка включает установленную в

1784305

Из практики прокатного производства известно, что начальная длина гильзы может находиться в пределах 3...8 м, в то же время рациональная длина секции составной оправки долх<на находиться в пределах 5

0,3...1,5м, Исходя из этого можно предвари. тельно определить верхний и нижний пределы возможных отношений длины секций оправки к длине гильзы, равные соответственно 0,5 и 0,04,- . 10

Далее запишем выражение для скорости входа в валки конца гильзы

Нвых

Нных (2) где Н ых. — скорость выхода гильзы из вал- 15 ков; ,и — коэффициент вытяжки в клети, Время, за которое передний конец гильзы пройдет первую клеть, можно записать так; 20

S

Нг1 или, подставляя значение VI.1 из отношения (2) в.наших обозначениях:

t1 — — (3)

S1 . 25

С другой стороны длину ме>кклетьевого промежутка можно выразить как;

$1= I+ Г (4) где 1 = Няс 1 — расстоянйе, которое проходит секция оправки за время t1.

Подставляя в выражение (4) значение Г и решая его совместно с выражением (3), для длины первого межклетьевого промежутка получим: 35

L в! -д —,ч ос Р1

Для значения расстояния между осями валков и-ro и п+1-ro калибров это выраже- "0 ние можно переписать в виде:

Ъ вЂ”

Т

rl P1 45

1=1

rpepI — коэффициент вытяжки в 1-ой клети; п — порядковый номер клети.

Теперь, возвращаясь к выбору интервала соотношений длины секции оправки к дли- 50 не гильзы, можно определить, что нижний предел этого соотношения не долх<ен быть меньше 0,1, поскольку в этом случае, даже для максимально возможной длины гильзы (8 м), величина межкалиберного промежут- 55 ка будет около 80 см, что означает существенное . ограничение диаметров прокатываемых труб (наружный диаметр трубы не более 23...25 см). Теперь для величины перемещения справочного стержня в (5) процессе прокатки можно записать следующее выражение: в..- >; в.-щ-zI щ

n=1 где SrI — длина и-ro межклетьевого промежутка;

k — число межклетьевых промежутков (меньше числа секций оправки на единицу).

Осуществление и редлагаемого способа непрерывной прокатки труб производится следующим образом.

Выбирают число клетей и параметры процесса в них, исходя; например, из назначения диаметров исходной гильзы и готовой трубы, а, определив таким образом коэффициенты вытяжки в клетях и скорость входа гильзы в первую клеть, выбирают длину гильзы и значение отношения длины секции оправки к длине гильзы из интервала

0,1...0,5, после чего вычисляют требуемую скорость перемещения оправочного стержня по формуле (1) и длины межкалиберных промежутков по формуле (5).

После подбора соответствующего механизма перемещения оправочного стержня и устаногки рассчитанных расстояний между плоскостями калибров, для осуществления прокатки первой трубы секции оправки, число которых соответствует числу межклетьевых промежутков, гибо устанавливают на проводку стана в м:жклетьевые промежутки сбоку, либо, есль первое не представляется возможным или целесообразным, устанавливают на проводку с выходной стороны стана и задвигают в стан при помощи перемещения оправочного стержня (если невозможно установить и задвинуть все секции одновременно, тогда их задвигают по очереди) — во всех случаях переМещением справочного стержня против хода прокатываемой гильзы стыкуют секции оправки между собой и выставляют их так, что свободный передний край рабочей поверхности первой секции (соответствует первому межклетьевому промежутку, а прокатка на ней ведется во второй клети) устанавливается к вертикальной оси симметрии валков первой клети, а одновременно с этим на проводку перед первой клетью выставля1от секцию оправки с участка вспомогательных операций (следует отметить, что перед прокаткой первой трубы все секции одинаково охлаждены и смазаны и да:ке могут быть взяты с участка вспомогательных операций, если его размеры позволяют принимать не только циркулирующие секции).

В процессе задачи гильзы в валки первой клети гильза соприкасается с выставленной перед 3TQA KJIGT lo секцией и

1784305 придвигает ее к остальным секциям, образуя единую составную оправку, при этом не на-, рушается контакт секции с проводкой, а когда секция заходит в гильзу малая разность их контактных диаметров обеспечивает возникновение силы трения, достаточной для сохранения целостности стыковки составной оправки.

В момент прохожденйя передним краем гильзы вертикальной осй валков первой клети включает механизм перемещения оправочного стержня и начинают перемещать стержень с расчетной скоростью, а, когда задний край гильзы (трубы) проходит вертикальную ось валков последней клети, механизм перемещения оправочного стер>кня выключают, фиксируя стержень (фиксацию можно производить также по замерусмещения стержня, рассчитанного по формуле (6), выдающими валками трубу стягивают с последней секции опрацки,,которую удаляют на участок вспомогательных операций, отводя одновременно с этим оправочный стержень и удаляя из стана готовую трубу.

Начальной операцией следующего цикла прокатки является перемещение оправочного стержня против хода прокатываемой гильзы для стыковки секций, оставшихся в межклетьевых проме>кутках, с выставлением свободного переднего края рабочей поверхности первой секции к вертикальной оси симметрии валков первой клети, а затем производятся все остальные операции без изменений.

Формула изобретения

Способ непрерывной прокатки труб, включающий деформацию трубы в нескольких ручьевых калибрах на сборной, состоящей из секций по числу калибров, оправке, упирающейся в справочный стержень, пе ремещаемый по ходу прокатки во время

5 прокатки и в обратном направлении после удаления на охлаждение секции, примыка ющей к стержню, подачу трубой охлажденной секции к первому калибру до упора в расположенную в нем секцию, поджатую

10 другими секциями и оправочным стержнем, о т л и ч а и) шийся тем, что, с целью повышения срока службы оправки без снижения качества труб путем обеспечения равномерного износа оправки, длину сек15 ции оправки выбирают равной 0,1;..0.5 длины гильзы и это соотношение устанавливают при. выборе скоростей перемещения оправочного стержня и гильзы, при этом стержень перемещают на рассто20 яние, равное сумме длин межкалиберных промежутков за вычетом длины оправки без двух секций, а длины межкалиберных промежутков определяют после выбора числа калибров и коэффициентов вытяжки в них

25, rio математическому выражению:

Ь L1 и

П р<

ЗО где Sn — длина п-го межкалиберного промежутка;

1 — длина гильзы;, 1 — длина секции оправки;

pi — коэффициент вытяжки в!-м калибр „

n — порядковый номер калибра.

1784305

Составитель В, Воротников

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Э. Лончакова

Редактор С. Кулакова

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

Заказ 4332 Тираж . . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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