Способ винтовой прокатки труб и стан для его осуществления

Авторы патента:

Минтаханов Михаил Алексеевич (RU)

Гончарук Александр Васильевич (RU)

Бедняков Владимир Владимирович (RU)

Зарудный Владимир Семенович (RU)

Романцев Борис Алексеевич (RU)

B21B19/02 - с осями валков, расположенными под некоторым углом к оси изделий, например косая прокатка труб

Владельцы патента RU 2416474:

Открытое акционерное общество "Электростальский завод тяжелого машиностроения" (RU)

Изобретение предназначено для повышения качества горячекатаных бесшовных труб из высокопрочных марок сталей и сплавов широкого сортамента. Способ включает нагрев заготовки, прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку в трубу в калибре, образованном рабочими валками, направляющим инструментом и размещенной на стержне прошивной или раскатной оправкой. После прошивки гильзу с того же нагрева передним концом задают в калибр для раскатки в трубу, а перенастройку калибра для раскатки осуществляют путем замены стержня с оправкой и установки этой оправки в калибре ее перемещением в осевом направлении относительно валков без изменения их положения. Стан винтовой прокатки труб содержит подводящий рольганг, устройство для поперечной передачи, рабочую клеть с приводом, передний стол с заталкивателем, задний стол и отводящий рольганг. Устройство для поперечной передачи выполнено двухсекционным, одна секция которого имеет выбрасыватель, а другая - перекрыватель-выбрасыватель, при этом отводящий рольганг выполнен реверсивным, расположен параллельно оси прокатки и снабжен расположенной между секциями устройства для поперечной передачи дополнительной секцией по длине переднего стола, оснащенной стационарным упором со средством для ввода технологической смазки в гильзу. Изобретение позволит получать качественные трубы из высокопрочных марок сталей и сплавов широкого сортамента на оборудовании, имеющем простую конструкцию и систему управления и обладающего высокой надежностью и долговечностью. 2 н.п. ф-лы, 4 ил.

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

Известен способ винтовой прокатки труб, патент ФРГ №3717698, кл. В21В 19/02, заявл. 26.05.87 г., опубл. 14.01.88 г., включающий нагрев заготовки, прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку в трубу в той же клети стана винтовой прокатки. После прошивки на сферической части оправки рабочие валки, направляющий инструмент и привод рабочих валков перенастраивают на раскатку. Затем гильзу с того же нагрева задним концом подают в калибр в направлении, противоположном направлению прошивки, и раскатывают на цилиндрической части оправки.

Основным недостатком данного способа винтовой прокатки труб является большая потеря гильзой тепла после прошивки. Это вызвано тем, что в результате перенастройки рабочих валков, направляющего инструмента и привода рабочих валков с процесса прошивки на процесс раскатки происходит длительный контакт большой площади гильзы и по периметру и по длине с неудаленной оправкой, что приводит к повышенным энергозатратам по деформации остывшей гильзы и разностенности и снижает качество труб.

Известен стан винтовой прокатки труб, в котором прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку осуществляют в одной и той же рабочей клети, патент Японии №63154206, кл. В21В 19/06, заявл. 15.12.86 г., опубл. 27.06.88 г. Стан содержит подводящий рольганг, устройство для поперечной передачи заготовок, рабочую клеть с реверсивным приводом вращения валков, передний стол с заталкивателем, задний стол и отводящий рольганг. Передний и задний столы стана снабжены двумя последовательно работающими комплектами оборудования, каждый из которых включает центрирующие устройства, упорно-регулировочный механизм, выдающие ролики, устройство для извлечения стержней.

Основным недостатком этого стана является громоздкость его конструкции, сложность кинематических взаимосвязей и системы управления станом, вызванные наличием последовательно работающих двух комплектов оборудования переднего и заднего столов, а также наличием реверсивного привода валков. Все это влияет на надежность и долговечность работы стана и его стоимость.

Из известных способов винтовой прокатки труб наиболее близким по технической сущности является способ винтовой прокатки, описанный в патенте России №2315671, кл. В21В 19/00, заявл. 06.12.2006, опубл. 27.01.2008 г.

Этот способ включает нагрев заготовки, прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку в трубу в калибре клети, образованном рабочими валками, направляющим инструментом и размещенной на стержне прошивной или раскатной оправкой. При этом поперечное сечение очага деформации, соответствующее входу заготовки в валки при прошивке, и поперечное сечение очага деформации, соответствующее началу контактной деформации гильзы между валками и оправкой при раскатке, отстоят друг от друга вдоль очага деформации на 0,4-2,6 диаметра гильзы. Партию заготовок прокатывают в калибре с прошивной оправкой. Затем для сохранения температуры полученные гильзы помещают в термостат или экранируют теплозащитными экранами. После прокатки всей партии заготовок производят перенастройку рабочих валков и направляющего инструмента калибра на раскатку и заменяют прошивную оправку на раскатную. Затем гильзы из теплоизолирующего устройства передним концом задают в этот калибр для раскатки в трубу. При этом прошивку и раскатку осуществляют в заданных сечениях очага деформации, отстоящих друг от друга на определенное расстояние.

Недостатком известного способа винтовой прокатки труб является наличие разрыва в процессе прошивка-раскатка, вызванного необходимостью накопления гильз после прошивки и их термостатирования. Ограниченное время сохранения температуры в термостате лимитирует количество накапливаемых для раскатки гильз, которое на практике достигает нескольких штук и вызывает необходимость перестройки стана на раскатку. После окончания процесса раскатки стан опять перестраивается на прошивку и так далее. Наличие большого количества непроизводительных простоев, вызванных частыми переходами с одного процесса на другой, значительно снижает производительность стана.

Кроме того, ведение процесса прошивки и раскатки в заданных сечениях очага деформации, отстоящих друг от друга на определенное расстояние, вызывает резкое ограничение сортамента прокатываемых труб.

Другим недостатком этого способа является наличие теплоизолирующего устройства для гильз, что увеличивает стоимость оборудования стана.

Из известных станов винтовой прокатки труб наиболее близким по технической сущности является стан, описанный в патенте ФРГ №3717698, кл. В21В 19/02, заявл. 26.05.87 г., опубл. 14.01.88 г.

В этом стане винтовой прокатки прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку в трубу осуществляют в одной и той же рабочей клети. Стан содержит подводящий рольганг, устройство для поперечной передачи заготовок, рабочую клеть с механизмом изменения положения валков между проходами и реверсивным приводом валков, передний стол с заталкивателем, задний стол и отводящий рольганг, расположенный по оси стана.

Основным недостатком конструкции данного стана винтовой прокатки, также как и ранее рассматриваемого, является сложность его конструкции и системы управления. Наличие в конструкции рабочей клети стана дополнительного многозвенного механизма изменения положения рабочих валков между проходами почти вдвое увеличивает количество деталей, его составляющих, и их соединений, что снижает жесткость клети и отрицательно сказывается на разностенности прокатываемых труб. Повышенная разностенность усугубляется также наличием указанного ранее длительного контакта большой площади гильзы с неудаленной оправкой вследствие сложной системы управления, вызванной перенастройкой рабочих валков, направляющего инструмента и привода рабочих валков с процесса прошивки на процесс раскатки. Система управления станом усложняется также наличием реверсивного привода вращения валков. В результате всего этого снижается надежность и долговечность работы стана и увеличивается его стоимость.

Задачей настоящего изобретения является создание способа винтовой прокатки труб и стана для его осуществления, позволяющего получать высококачественные трубы из сталей и сплавов широкого марочного и размерного сортамента при меньших затратах на оборудование, имеющее простую конструкцию и систему управления и обладающее высокой надежностью и долговечностью в работе.

Поставленная задача достигается тем, что в способе винтовой прокатки труб, включающем нагрев заготовки, прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку в трубу в калибре, образованном рабочими валками, направляющим инструментом и размещенной на стержне прошивной или раскатной оправкой, согласно изобретению, после прошивки гильзу с того же нагрева передним концом задают в калибр для раскатки в трубу, а перенастройку калибра для раскатки осуществляют путем замены стержня с оправкой и установки оправки в калибре ее перемещением в осевом направлении относительно валков без изменения их положения. В стане винтовой прокатки труб для осуществления способа, содержащем подводящий рольганг, устройство для поперечной передачи, рабочую клеть с приводом, передний стол с заталкивателем, задний стол и отводящий рольганг, согласно изобретению, устройство для поперечной передачи выполнено двухсекционным, одна секция которого имеет выбрасыватель, а другая - перекрыватель-выбрасыватель, при этом отводящий рольганг выполнен реверсивным, расположен параллельно оси прокатки и снабжен расположенной между секциями устройства для поперечной передачи дополнительной секцией по длине переднего стола, оснащенной стационарным упором со средством для ввода технологической смазки в гильзу.

Получение высококачественных труб из сталей и сплавов широкого сортамента предложенным способом достигается благодаря легкой перенастройке калибра с прошивки на раскатку, возможность которой осуществляют путем замены стержня с прошивной оправкой на стержень с раскатной оправкой и установкой этой оправки в калибре ее перемещением в осевом направлении относительно валков без изменения их положения, при этом замена стержня с оправкой исключает длительный контакт стержня с нагретой гильзой (черновой трубой). Кроме того, поскольку в данном способе винтовой прокатки больших потерь тепла гильзы после прокатки не происходит, дополнительного оборудования на их подогрев не требуется.

Простота системы управления и конструкции стана винтовой прокатки для осуществления способа обеспечивается возможностью легкой перенастройки калибра клети путем замены стержня с оправкой, в результате чего рабочая клеть стана не имеет дополнительного механизма изменения положения рабочих валков между проходами и отличается высокой жесткостью и точностью их установки в очаге деформации. Кроме того, передачу гильзы (черновой трубы) на передний стол стана для последующей раскатки осуществляют за счет особого, простого в исполнении устройства для поперечной передачи и выполнения отводящего рольганга реверсивным с дополнительной секцией, в результате чего использование реверсивного привода вращения валков большой мощности здесь не требуется. Все вышеизложенное обеспечивает высокую надежность и долговечность работы стана, а также снижает его стоимость.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения стана винтовой прокатки и описан пример осуществления способа на нем, со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен общий вид стана винтовой прокатки в плане,

на фиг.2 изображена схема процесса прокатки в стане,

на фиг.3 изображен калибр рабочей клети стана при прошивке заготовки в гильзу,

на фиг.4 - то же, при раскатке гильзы в трубу.

Стан винтовой прокатки труб включает подводящий рольганг 1, устройство 2 для поперечной передачи, рабочую клеть 3 с приводом 4 для прошивки и раскатки, передний стол 5 с заталкивателем 6, задний стол 7 и реверсивный отводящий рольганг 8, расположенный параллельно оси прокатки. Устройство 2 для поперечной передачи состоит из двух секций, одна 9 из которых имеет выбрасыватель 10 для заготовок, а другая 11 - перекрыватель-выбрасыватель 12 для гильз (черновых труб). Отводящий рольганг 8 выполнен реверсивным, расположен параллельно оси прокатки и снабжен расположенной между секциями 9 и 11 устройства 2 для поперечной передачи дополнительной секцией 13, имеющей длину переднего стола и оснащенной стационарным упором 14 со средством 15 для ввода технологической смазки в гильзу.

Прошивку нагретой заготовки 16 в гильзу 17 с передним концом 18 и последующую ее раскатку в трубу 19 осуществляют в калибре 20 рабочей клети 3 стана винтовой прокатки труб, образованном рабочими валками 21, направляющим инструментом 22 и размещенной на стержне 23 или 24 прошивной 25 или раскатной 26 оправкой.

Нагретую заготовку 16 по подводящему рольгангу 1, устройству 2 для поперечной передачи выбрасывателем 10 передают на передний стол 5 стана, при этом дополнительная секция 13 отводящего рольганга 8 перекрыта для свободного пропуска заготовок. Затем заталкивателем 6 заготовку 16 подают в калибр 20 рабочей клети 3 стана для прошивки. После прошивки гильзу (черновую трубу) без подогрева реверсивным отводящим рольгангом 8 передают на дополнительную секцию 13 до стационарного упора 14, где с помощью средства 15 в гильзу (черновую трубу) вводят технологическую смазку, а затем по секции 11 устройства 2 для поперечной передачи перекрывателем-выбрасывателем 12 гильзу (черновую трубу) подают на передний стол 5 стана винтовой прокатки. Одновременно с этим на заднем столе 7 стана заменяют стержень 23 с прошивной оправкой 25 на стержень 24 с раскатной оправкой 26 и устанавливают оправку 26 по оси прокатки в необходимое положение относительно валков 21. С помощью заталкивателя 6 гильзу 17 или черновую трубу передним концом 18 с сохранившейся необходимой для прокатки температурой задают в тот же калибр 20 рабочей клети 3, где осуществляют ее раскатку в трубу 19 без перенастройки рабочих валков 21 и направляющего инструмента 22.

Пример выполнения способа:

При получении труб на стане винтовой прокатки с раскаткой гильзы заготовку диаметром 180 мм из стали марки «Д», нагретую до температуры 1220°, сначала прошивают в гильзу диаметром 172 мм и толщиной стенки 32 мм в калибре рабочей клети стана винтовой прокатки. Калибр клети при этом образован двумя рабочими валками диаметром 750 мм, длиной бочки 600 мм, углом подачи, равным 12°, отстоящими друг от друга в пережиме на расстоянии 157 мм, направляющими линейками, установленными в плоскости, перпендикулярной осям валков, на расстоянии 176 мм друг от друга и закрепленной на стержне диаметром 94 мм прошивной оправкой диаметром 98 мм, носик которой выдвинут за пережим валков на расстояние 100 мм. После прошивки гильзу передают на входную сторону стана винтовой прокатки. Заменяют стержень с прошивной оправкой на стержень диаметром 116 мм с раскатной оправкой диаметром 122 мм и устанавливают ее по оси прокатки за пережим валков на расстояние 115 мм. Затем передним концом гильзу с температурой 1180° задают в калибр с теми же параметрами установки валков и линеек и раскатывают в трубу диаметром 170 мм и толщиной стенки 19 мм.

Предложенный способ винтовой прокатки и стан для его осуществления по сравнению с известными позволяют получать высококачественные трубы из сталей и сплавов широкого сортамента на оборудовании, имеющем простую конструкцию и систему управления и обладающем высокой надежностью и долговечностью в работе.

1. Способ винтовой прокатки труб, включающий нагрев заготовки, прошивку заготовки в гильзу и ее последующую раскатку в трубу в калибре, образованном рабочими валками, направляющим инструментом и размещенной на стержне прошивной или раскатной оправкой, отличающийся тем, что после прошивки гильзу с того же нагрева передним концом задают в калибр для раскатки в трубу, для чего осуществляют перенастройку калибра посредством замены стержня с прошивной оправкой на стержень с раскатной оправкой путем ее установки в калибре перемещением в направлении прокатки относительно рабочих валков без изменения их положения.

2. Стан винтовой прокатки труб, содержащий подводящий рольганг, устройство для поперечной передачи заготовок и гильз, рабочую клеть с приводом, передний стол с заталкивателем, задний стол и отводящий рольганг, отличающийся тем, что он предназначен для осуществления способа по п.1, при этом устройство для поперечной передачи выполнено двухсекционным, отводящий рольганг выполнен реверсивным, расположен параллельно оси прокатки и имеет расположенную между секциями устройства для поперечной передачи дополнительную секцию по длине переднего стола, оснащенную стационарным упором со средством для ввода технологической смазки в гильзу, одна секция устройства для поперечной передачи имеет выбрасыватель заготовок, а другая - перекрыватель-выбрасыватель, выполненный с возможностью перекрытия дополнительной секции и выбрасывания гильзы, задний стол выполнен с возможностью замены стержня с прошивной оправкой на стержень с раскатной оправкой и установки его в калибре перемещением в направлении прокатки относительно рабочих валков.

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

Способ производства бесшовных тонкостенных труб // 2402392

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

Способ производства бесшовных труб // 2400317

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.

Стан поперечно-винтовой шаговой прокатки // 2386494

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

Способ горячей прокатки бесшовных тонкостенных труб // 2368440

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к способу производства труб. .

Способ и устройство для прокатки заготовки в прокатной установке с косовалковым станом // 2366524

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

Двухвалковая клеть стана винтовой прокатки со станиной закрытого типа // 2357816

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

Способ перевалки двухвалковой клети винтовой прокатки со станиной закрытого типа // 2352411

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.

Способ получения заготовок с мелкозернистой структурой совмещенной винтовой и продольной прокаткой // 2347631

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

Двухвалковая рабочая клеть стана поперечно-винтовой прокатки // 2345852

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

Четырехвалковая клеть стана поперечно-винтовой прокатки // 2433006

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

Способ винтовой прокатки круглых профилей // 2484907

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

Способ получения заготовок с мелкозернистой структурой при прокатке // 2489219

Валок стана винтовой прокатки // 2517647

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.

Способ и устройство для перестройки клети стана поперечно-винтовой прокатки с трехвалковой схемы на двухвалковую и обратно // 2569622

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.

Клеть стана поперечно-винтовой прокатки // 2588819

Изобретение относится к области прокатки круглых профилей на станах поперечно-винтовой прокатки с чашевидными валками. Клеть прокатного стана содержит корпус и установленные в нем валки. Повышение точности позиционирования пространственного положения рабочего валка обеспечивается за счет того, что регулировка положения валка 2 относительно оси прокатки осуществляется за счет поворота приспособления 9 на определенный угол при помощи червячного винта 12. Изменение диаметра изделия 1 осуществляется за счет вращения гайки 8 с наружным червячным колесом при помощи червячного винта 11. Продольная шпонка 13 или шлицевые вырезы позволяют эксцентриковой втулке 6 перемещаться вдоль оси вращения валка 2 относительно поворотного приспособления 9, не изменяя положения оси валка 2 относительно оси прокатки. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.

Грибовидный валок для стана поперечно-винтовой прокатки // 2588870

Изобретение относится к области прокатного оборудования. Валок содержит рабочую часть, соединенную с ведущим валом, и механизм крепления. Автоматическая центровка всех деталей, жесткость обеспечиваются за счет того, что механизм крепления состоит из кольцевого пружинящего клина с разрезом, прижима, торцевых шпонок и винта, при этом кольцевой пружинящий клин и прижим размещены во внутренней конусообразной полости валка с совмещением их осей симметрии с осью симметрии грибовидного валка, в рабочей части грибовидного валка по его оси симметрии выполнено сквозное отверстие диаметром, меньшим диаметра головки винта, вдоль прижима по его оси симметрии выполнено сквозное отверстие для прохождения резьбовой части винта, ведущий вал со стороны грибовидного валка выполнен с конусообразным выступом, а вдоль ведущего вала по оси симметрии со стороны рабочей части грибовидного валка выполнено резьбовое отверстие под резьбовую часть винта длиной, не меньшей резьбовой части винта, при этом прижим и кольцевой клин расположены в полости валка без возможности проворачивания. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Устройство подпора заготовки на стане винтовой прокатки // 2605013

Изобретение относится к области винтовой прокатки полых профилей и может быть использовано при производстве труб как из углеродистых, так и специальных сталей и сплавов. Устройство включает подпорную шайбу и гидроцилиндр с поршнем и штоком, обеспечивающий возможность поступательного перемещения подпорной шайбы. Предотвращение поломки или искривления механизма подпора, исключение смещения заднего конца заготовки в радиальном направлении и снижение энергозатрат обеспечивается за счет того, что подпорная шайба выполнена в форме стакана, закрепленного на конце штока с возможностью установки внутри стакана заднего конца заготовки, шток выполнен полым с винтообразным оребрением его внутренней поверхности, наружная поверхность поршня выполнена с винтообразным оребрением, шаг которого соответствует шагу оребрения внутренней поверхности штока, при этом поршень размещен внутри штока с зацеплением его ребер с ребрами штока и возможностью поступательного перемещения по направляющим, исключающим возможность вращения штока. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.