Способ горячей прокатки бесшовных тонкостенных труб

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способу производства труб. Способ включает прошивку заготовки в гильзу, последующую прокатку гильзы на раскатном стане валками с гребнем с разведением валков при прокатке заднего конца. Раскатку гильзы в раскатном стане ведут на цилиндрической оправке длиной, равной 2,0-3,0 длины очага деформации. Оправку с момента захвата гильзы валками в очаге деформации возвратно-поступательно перемещают со скоростью 0,02-0,1 от скорости прокатки. Оправку удерживают на выходной стороне, а ее перемещение в обоих направлениях от пережима валков ограничивают расстоянием, не превышающим двойной длины очага деформации. Изобретение обеспечивает уменьшение продольной разнотолщинности труб с исключением образования трехгранника на заднем конце труб, а также уменьшение расхода оправок и увеличение производительности. 3 ил.

 

Изобретение относится к технологии производства бесшовных труб и может быть использовано на трубопрокатных установках с трехвалковыми раскатными станами винтовой прокатки (Ассела, Трансвааль).

Известен способ производства бесшовных труб, включающий получение полой гильзы и последующую раскатку гильзы в трубу на раскатном трехвалковом стане на свободноплавающей длинной оправке на валках с гребнями [1].

Основные недостатки способа связаны с существенным ограничением длины труб, связанной с длиной оправок, необходимостью иметь большой парк дорогостоящих оправок и невозможностью производить тонкостенные трубы с Д/S более 10 из-за образования «раструба» на переднем конце и «трехгранника» на заднем конце трубы.

Основные преимущества трубопрокатных агрегатов с трехвалковыми раскатными станами - получение труб повышенной точности по толщине стенки и быстрый переход с прокатки труб одного размера на другой, что позволяет производить малотоннажные партии труб.

В настоящее время на данных установках производят трубы длиной до 10 метров и отношением Д/S менее 10 повышенной точности по толщине стенки.

Известен способ получения тонкостенных труб, который улучшает качество концевых участков на трехвалковом стане за счет изменения раствора валков и получения труб с утолщенными концами, которые не превышают величины технологической обрези [2].

Недостатками этого способа остаются: применение длинных дорогостоящих оправок, ограничение по прокатке тонкостенных труб (Д/S не более 18) из-за возникновения продольной разнотолщинности и ограничение по длине труб (не более 10 м). Причиной возникновения продольной разностенности и ограничения по длине является остывание второй половины гильзы за счет отбора тепла длинной оправкой во время раскатки первой половины гильзы. Ограничение по длине дополнительно связано с необходимостью увеличения длины оправок и их стоимости.

Известен способ улучшения качества концевых участков труб, включающий утонение гильзы на заднем конце перед задачей в стан Ассела в дополнительном устройстве, установленном на входной стороне клети [3]. Данный способ не устраняет недостатки предыдущего способа [2] и требует установки дополнительного оборудования.

Известен способ улучшения качества концевых участков труб, включающий утолщение концевых участков труб за счет изменения калибра при прокатке концевых участков [4]. В данном способе прокатку ведут с разными вариантами движения оправок. Известны способы на свободноплавающей оправке [1], [4], полуплавающей и вытягиваемой оправке [5]. Способы раскатки на полуплавающей и вытягиваемой оправках применяют для прокатки тонкостенных труб в сочетании с изменением калибра при прокатке заднего конца. Длина данных оправок не менее 1,5 метров (более 5 длин очага деформации), их вводят в гильзу и после этого гильзу с оправкой задают в стан. Недостатками этого способа остаются: применение длинных дорогостоящих оправок, ограничение по прокатке тонкостенных труб (Д/S не более 18) из-за возникновения продольной разнотолщинности и ограничение по длине труб (не более 10 м). Причиной возникновения продольной разнотолщинности и ограничения по длине является остывание второй половины гильзы за счет отбора тепла длинной оправкой во время раскатки первой половины гильзы. Дополнительным недостатком данного способа является снижение производительности агрегата до 25% из-за увеличения времени вспомогательных операций.

Известен способ получения тонкостенных труб, включающий дополнительную раскатку труб на удерживаемой конической оправке в стане винтовой прокатки [6].

Недостатками данного способа является установка в линии трубопрокатного агрегата дополнительного стана.

Известен способ получения тонкостенных труб, включающий раскатку на перемещающей удерживаемой оправке [7].

Данный способ применим для прокатки труб малого диаметра не более 30 мм и полученные трубы 17×3 имеют отношение Д/S, равное 5,7. При прокатке тонкостенных труб диаметром более 70 мм и с Д/S более 10 данный способ не гарантирует исключения появления концевых дефектов.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ получения тонкостенных труб, включающий прошивку заготовки в гильзу на прошивном стане и последующую раскатку гильзы на раскатном стане с гребнями и разведением валков при прокатке заднего конца [8].

Основными недостатками данного способа являются ограничение прокатки тонкостенных труб с Д/S не более 18 длины труб и длиной не более 10 м из-за возникновения продольной разнотолщинности и применение длинных дорогостоящих оправок.

Задача настоящего изобретения состоит в создании способа, позволяющего уменьшить продольную разнотолщинность по длине труб с исключением образования трехгранника на заднем конце.

Технический результат - получение труб с Д/S до 30 и длиной до 13 метров, уменьшение расходов на оправки раскатного стана и увеличение производительности при прокатке тонкостенных труб.

Ожидаемый технический результат достигается тем, что при горячей прокатке бесшовных тонкостенных труб, в известном способе, предусматривающем прошивку заготовки в гильзу, последующую прокатку гильзы на раскатном стане валками с гребнем и разведением валков при прокатке заднего конца согласно изобретению раскатку гильзы в раскатном стане ведут на цилиндрической оправке длиной, равной 2,0-3,0 длины очага деформации, которую с момента захвата гильзы валками возвратно-поступательно перемещают со скоростью (0,02-0,1) от скорости прокатки, удерживают на выходной стороне и ограничивают ее перемещение за пережим валков на расстояние не более двойной длины очага деформации.

Сущность изобретения поясняется следующим.

Фиг.1 - схема захвата гильзы валками и момент начала движения оправки;

Фиг.2 - схема прокатки после прокатки первой половины гильзы и достижения упорного механизма заднего крайнего положения;

Фиг.3 - схема раскатки заднего конца гильзы.

На Фиг.1 показана оправка 1, валки с гребнем 2 и гильза 3. На Фиг.2 показана труба после раскатки гильзы 4 валками с гребнем.

После прошивки заготовки в гильзу 3 ее передают на входную сторону раскатного стана и задают в валки 2 без введения внутрь оправки 1.

В момент захвата оправку 1 длиной, равной Loпр - длина оправки, перемещают вначале по ходу прокатки с Vопр.1 - скоростью в направление движения оправки, равной (0,02-0,1) от Vпр. - скорости прокатки. После достижения упорным механизмом крайнего заднего положения оправку 1 перемещают со Vопр.2 - скоростью оправки, навстречу движению гильзы 3 за пережим валков на величину, не превышающую двойную Lод. - длину очага деформации.

После прохождения через очаг деформации первой половины прокатываемой гильзы 3 данный режим движения и положение оправки минимизирует отвод тепла с внутренней поверхности второй половины гильзы, что исключает образование продольной разнотолщинности.

Дополнительно возвратно-поступательное движение и скорость перемещения оправки исключают локальный износ поверхности оправки, увеличивая значительно их стойкость.

При скорости оправки менее 0,02 от скорости прокатки 0,3-0,4 м/с стойкость оправок резко падает и не превышает 5-8 проходов, после чего на внутренней поверхности труб появляются дефекты. Ограничение скорости до 0,1 от скорости прокатки обусловлено конструктивными возможностями упорно-регулировочного механизма. Длина оправки ограничена условием, чтобы во время прокатки в очаге деформации находилась ее цилиндрическая часть. Если длина оправки меньше 2-х длин очага деформации при ее перемещение в крайние положения прерывается процесс прокатки гильзы между валками и оправкой, что приводит к браку. Увеличение длины оправки нецелесообразно из-за увеличения ее стоимости и увеличением отбора тепла с внутренней поверхности гильзы при прокатке второй половины.

После прошивки гильзу передают на входную сторону стана Ассела и задают в очаг деформации без введения оправки внутрь гильзы (Фиг.1). Далее гильза захватывается валками и раскатывается в трубу на оправке длиной не более 3-х длин очага деформации (Фиг.1). При этом оправка вначале перемещается по ходу прокатки со скоростью не более 0,1 от скорости прокатки (Фиг.1). После достижения упорно-регулировочным механизмом крайнего заднего положения оправка перемещается навстречу прокатки (Фиг.2), при этом выдвижение переднего конца оправки за пережим не превышает двойной длины очага деформации (Фиг.3), что минимизирует отвод тепла с внутренней поверхности гильзы и исключает образование продольной разностенности, выводящей толщину стенки за пределы допусков при прокатке труб с Д/S более 18 и длиной более 10 метров. Возвратно-поступательное движение оправки исключает локальный износ и необходимость применения дорогостоящих длинных оправок. При подходе заднего конца к валкам с гребнем их разводят и исключают образование раструба на заднем конце. Далее труба прокатывается до требуемого диаметра по действующей технологии и передается на холодильник.

Пример осуществления способа.

Способа реализован при прокатке труб размером 168,3×7,3 с Д/S=23. Заготовка диаметром 156 мм длиной 2,4 м нагревалась до температуры 1250°С в кольцевой печи и прошивалась в гильзы размером 176×12. Далее гильза раскатывалась в раскатном стане Ассела на валках с гребнем 5,5 мм на оправке диаметром 142 мм и длиной 800 мм (длина очага деформации составила 275 мм). Во время прокатки оправка перемещалась со скоростью 20 мм/с, скорость прокатки составила 0,31 м/с.

В результате раскатки после раскатного стана получены трубы размером 180×7.2 с Д/S=25, после подогрева в индукционной установке и калибровке получены трубы размером 168,3×7,3 в количестве 63 штук, соответствующие требованиям ГОСТ 632-80 по диаметру и толщине стенки длиной после удаления технологической обрези 11,2 м. При этом продольная разностенность переднего и заднего концов труб не превышала 0,1 мм.

Использование изобретения позволяет не менее чем на 3% уменьшить расходный коэффициент металла за счет прокатки труб длиной более 10 метров, увеличить объемы производства на 10% за счет увеличения производительности при прокатки тонкостенных труб, снизить расходы на технологический инструмент до 5%.

Способ реализован на ТПА-200 в опытной и промышленной эксплуатации при производстве труб 168×12 с Д/S=14, 168×8,9 с Д/S=18,8 и 168×7,3 с Д/S=23.

Источники информации

1. Данилов Ф.А., Глейберг А.З., Балакин В.Г. Производство стальных труб горячей прокаткой, М., Металлургиздат, 1954.

2. SU №358041 А, МПК8 В21В 19/06, опубл. 03.11.1972 г.

3. DЕ №3823135 C2, MПK8 B21В 19/10, опубл. 11.01.1990 г.

4. DE №19724233 С3, МПК8 В21В 19/02, опубл. 10.12.1998 г.

5. В.Н.Данченко, А.П.Коликов, Б.А.Романцев, С.В.Самусев. Технология трубного производства, М., Интермет Инжиниринг, 2002 г.

6. SU №647024 А, МПК8 В21В 23/00, опубл. 15.02.1979 г.

7. RU №2146569 А, МПК8 В21В 19/06, опубл. 20.03.2000 г.

8. RU №2138348 А, МПК8 В21В 19/02, опубл. 27.09.1999 г.

Способ горячей прокатки бесшовных тонкостенных труб, включающий прошивку заготовки в гильзу, последующую прокатку гильзы на раскатном стане валками с гребнем с разведением валков при прокатке заднего конца, отличающийся тем, что раскатку гильзы в раскатном стане ведут на цилиндрической оправке длиной, равной 2,0-3,0 длины очага деформации, которую с момента захвата гильзы валками в очаге деформации возвратно-поступательно перемещают со скоростью 0,02-0,1 от скорости прокатки, удерживают на выходной стороне, а ее перемещение в обоих направлениях от пережима валков ограничивают расстоянием, не превышающим двойной длины очага деформации.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к способу и устройству для прокатки заготовки в прокатной установке с планетарным косовалковым и продольным прокатными станами. .

Изобретение относится к прокатному производству и касается усовершенствования конструкции двухвалковых клетей станов винтовой прокатки со станиной закрытого типа для получения труб и круглого проката.

Изобретение относится к прокатному производству, а точнее к способу перевалки двухвалковых рабочих клетей станов винтовой прокатки со станиной закрытого типа для получения труб и круглого проката.

Изобретение относится к обработке металлов давлением, более конкретно к прокатному производству, и может быть использовано для получения длинномерных заготовок с мелкозернистой структурой.

Изобретение относится к области трубопрокатного производства и касается усовершенствования конструкции механизмов поворота барабанов в двухвалковой рабочей клети стана поперечно-винтовой прокатки.

Изобретение относится к прокатному производству и наиболее эффективно может быть использовано в главных линиях станов винтовой прокатки при производстве труб и круглого сорта.

Изобретение относится к области прокатного производства, в частности к обработке металлов давлением, и касается способов получения заготовок деталей машиностроения.

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, а точнее к прокатному производству и касается конструкции двухвалковых рабочих клетей со станиной закрытого типа, используемых в станах винтовой прокатки при получении труб, круглого сорта и коротких тел вращения, например шаров.

Изобретение относится к прокатному производству, в частности к устройству для установки нижней линейки в стане поперечно-винтовой прокатки. .

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к прошивным станам поперечно-винтовой прокатки. .
Изобретение относится к трубопрокатному производству, к конструкциям трубопрокатных станов, а именно к станам шаговой прокатки, и может быть использовано на установках с пилигримовыми станами

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано при изготовлении бесшовных труб на трубопрокатных агрегатах, имеющих в своем составе устройство для прошивки заготовки в полую гильзу и раскатной стан с калибром, образованным оправкой и расположенными вокруг нее валками, например пильгерстан, автоматстан, реечный, непрерывный и также стан Асселя

Изобретение относится к области трубопрокатного производства, а точнее к способам получения тонкостенных труб в агрегатах с трехвалковым раскатным станом поперечно-винтовой прокатки Ассела

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способу производства заготовок на прошивном стане

Изобретение относится к области обработки металлов давлением и касается способа получения горячекатаных бесшовных труб винтовой прокаткой

Изобретение относится к области трубопрокатного производства и наиболее эффективно может быть использовано при производстве высокоточных труб на станах поперечно-винтовой прокатки с четырехвалковыми клетями и касается также перевалки четырехвалковых клетей

Изобретение относится к обработке металлов давлением, конкретно к технологии сортовой винтовой прокатки круглого профиля из стали обычного качества и легированной, труднодеформируемых сталей и сплавов, цветных металлов при использовании преимущественно в качестве исходной непрерывнолитой заготовки

Изобретение предназначено для уменьшения себестоимости и повышения качества труб, производимых винтовой прокаткой. Валок содержит вал и закрепленную на нем бочку с коническими участками. Возможность многократной замены изнашиваемых участков валка обеспечивается за счет того, что бочка выполнена в виде двух составных элементов, имеющих форму усеченных конусов, сопряженных друг с другом торцевыми поверхностями и соединенных винтами или шпильками, при этом составной элемент, соответствующий участку выхода готового проката, закреплен на валу неподвижно по горячей посадке, составной элемент, соответствующий участку захвата заготовки, - с возможностью перемещения вдоль вала, на торцевой поверхности одного из составных элементов выполнен осесимметричный некруглый выступ или отверстие, оппозитно которому на торцевой поверхности другого составного элемента, примыкающей к первому коническому элементу, выполнено сопряженное с ним и соединенное шпоночным, шлицевым или профильным соединением, соответственно, отверстие или выступ, при этом глубина отверстия превышает высоту соответствующего выступа. На валу со стороны составного элемента, соответствующего участку входа готового проката, выполнена проточка, в которую вставлены два полукольца, фиксируемые от выпадения из проточки надетой на них перемещаемой втулкой. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к прокатному оборудованию, непосредственно к станам винтовой прокатки круглого сорта и труб. Способ включает снятие крышки с основания станины, ее разворот в пространстве на 180°, замену кассет с валками, монтаж или демонтаж верхнего и нижнего линейкодержателей с последующей установкой крышки на основание станины. Cнижение трудоемкости операции и повышение производительности прокатного агрегата в целом обеспечивается за счет того, что разворот крышки станины в пространстве на 180° осуществляют вокруг вертикальной оси, проходящей через центр тяжести крышки посредством стойки, несущей вал с двумя подшипниковыми опорами и электромеханическим приводом, при этом на валу закреплена консольная вилкообразная балка. 10 ил.
Наверх