СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГИЛЬЗ Российский патент 2012 года по МПК B21B19/04 

Изобретение относится к области трубопрокатного производства, а точнее к способам получения гильз из сплошной заготовки на прошивных станах поперечно-винтовой прокатки.

В настоящее время на трубопрокатных агрегатах страны и за рубежом распространены два способа получения гильз: на двухвалковых и на трехвалковых прошивных станах поперечно-винтовой прокатки.

Главным критерием применения того или иного способа прошивки является качество прошиваемых гильз по геометрии, наличию внутренних и наружных плен, разностенности и точности размеров по диаметру.

Преимуществом способа прошивки гильз на двухвалковых станах является сравнительно низкая разностенность гильз, недостатком - наличие плен на их внутренней поверхности.

Достоинством способа прошивки гильз на трехвалковых станах является отсутствие плен на внутренней поверхности гильз, недостатком - повышенная разностенность.

Изобретение направлено на использование преимуществ обоих способов прошивки и ликвидация их недостатков.

Известен способ получения гильз в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки, см. патент ФРГ №1946463, кл. В21В 31/08, заявл. 13.09.69 г., опубл. 5.01.78 г., включающий прокатку нагретой заготовки на оправке между направляющим холостым верхним валком с осью, расположенной выше оси прокатки, и двумя рабочими приводными нижними валками с осями, расположенными ниже оси прокатки, при этом величина смещения оси нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима не изменяется.

Этот процесс прокатки ведут со смещением оси заготовки относительно оси прокатки. Такое смещение оси заготовки хотя и благоприятно сказывается на распределении напряжений в поперечном сечении заготовки, однако в недостаточной степени для того, чтобы уменьшить вероятность образования дефектов по внутренним пленам и разностенности на гильзах широкого сортамента.

Недостатком данного способа является также то, что величина смещения оси нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима остается неизменной. Это приводит к тому, что в этом случае невозможен процесс прокатки с нулевым смещением оси заготовки, т.е. по наиболее распространенной в мировой практике двухвалковой схеме с возможностью получения высококачественных гильз с минимальной разностенностью и возможностью прокатки заготовок из легированных марок сталей.

Еще одним недостатком рассматриваемого способа является невозможность из-за холостого верхнего валка ведения процесса прокатки по трехвалковой схеме, когда требуется получение качественных гильз без внутренних плен.

Из известных способов получения гильз в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки наиболее близким по технической сущности является способ получения гильз, описанный в патенте РФ №2280517, кл. В21В 13/00, заявл. 12.07.04 г., опубл. 27.07.06 г.

Известный способ получения гильз осуществляют в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки. Этот способ включает прокатку нагретой заготовки на оправке между приводным верхним валком с осью, расположенной выше оси прокатки, и двумя приводными нижними валками с осями, расположенными ниже оси прокатки, и размещенными на этих осях центрами валков в пережиме, при этом величина смещения оси нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима составляет 0-200 мм.

Основным недостатком данного способа является то, что поскольку величину смещения оси нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима регулируют в клети только в пределах от 0 до 200 мм, т.е. угол между центрами нижних валков в пережиме и осью прокатки будет меньше 120°, применять симметричную трехвалковую схему прокатки невозможно. В результате этого в очаге деформации не будет создана благоприятная схема всестороннего сжатия заготовки тремя валками, что является необходимым условием для предотвращения внутренних плен в гильзах.

Кроме того, сам интервал величины смещения оси нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима от 0 до 200 мм ограничивает выбор оптимальных параметров для получения качественных гильз широкого сортамента из углеродистых и легированных марок сталей из-за образующихся на них дефектов.

Задачей настоящего изобретения является создание способа получения гильз в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки, позволяющего получать качественные гильзы широкого сортамента из углеродистых и легированных марок сталей.

Поставленная задача достигается тем, что в способе получения гильз, включающем прокатку нагретой заготовки на оправке в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки между верхним валком с осью, расположенной выше оси прокатки, и двумя нижними приводными валками с осями, расположенными ниже оси прокатки, и размещенными на этих осях центрами валков в пережиме, согласно изобретению прокатку нагретой заготовки в рабочей клети с нижними приводными валками и верхним приводным или холостым валком ведут при угле между центрами нижних валков в пережиме и осью прокатки, равном 120-180°, и при отношении длины бочки нижних валков к их диаметру в пережиме, составляющем 0,6-1,4.

Предложенный способ получения гильз в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки позволяет:

- во-первых, получать качественные по разностенности гильзы широкого сортамента из углеродистых и легированных марок сталей за счет возможности осуществления процесса прокатки по двухвалковой схеме, когда угол α между центрами нижних валков в пережиме и осью прокатки равен 180°, а отношение длины бочки нижних валков к их диаметру в пережиме равно 0,6,

- во-вторых, получать качественные по внутренним пленам и разностенности гильзы широкого сортамента за счет возможности ведения процесса прокатки со смещением оси заготовки относительно оси прокатки по двухвалковой схеме при холостом верхнем валке, при угле 120<α<180° и при отношении

- в-третьих, получать качественные гильзы без внутренних плен за счет возможности осуществления процесса прокатки по трехвалковой схеме, когда угол α=120° при отношении .

Если α<120°, это приводит к асимметричной трехвалковой схеме прокатки, ухудшению ее напряженно-деформированного состояния и возможности образования внутренних плен в гильзах.

Экспериментально установлено, что если то невозможно получать качественные по поверхности гильзы, поскольку прокатку приходится вести в очень коротком очаге деформации. Если , это приводит к необоснованному увеличению габаритов прошивного стана для осуществления способа.

Для пояснения изобретения ниже описан пример осуществления способа со ссылками на прилагаемые чертежи, на которых:

на фиг.1 изображена схема процесса прошивки в клети стана поперечно-винтовой прокатки,

на фиг.2 - схема расположения валков клети по радиусу пережима.

Способ получения гильз осуществляют в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки следующим образом.

Нагретую заготовку 1 подают в рабочую клеть поперечно-винтовой прокатки, где она прокатывается на оправке 2 в гильзу 3 между верхним приводным или холостым валком 4 с осью, расположенной выше оси прокатки, и двумя нижними приводными валками 5 и 6 с осями, расположенными ниже оси прокатки. На осях нижних приводных валков 5 и 6 размещены центры O₂ и О₃ этих валков в пережиме. Прокатку нагретой заготовки 1 в клети ведут при угле α между центрами O₂, O₃ нижних валков в пережиме и осью O-O прокатки, равном 120-180°, и при отношении длины ℓ_н бочки нижних валков 5, 6 к диаметру d_н этих валков в пережиме, равном 0,6-1,4.

Кроме того, при прокатке по двухвалковой схеме холостой верхний валок 4 может быть заменен на направляющую линейку.

Примеры выполнения способа.

При производстве гильз диаметром 200 мм по двухвалковой схеме прокатки в грибовидных валках при холостом верхнем валке или направляющей линейке, при α=180° и оптимальных размерах нижних валков ℓ_н=600 мм, d_н=1000 мм, т.е. , экспериментально установлена возможность получения тонкостенных гильз с высоким качеством наружной поверхности из любых марок сталей.

При производстве гильз диаметром 140 мм по трехвалковой схеме прокатки с приводным верхним валком при α=120° и оптимальных размерах нижних валков ℓ_н=840 мм, d_н=600 мм, т.е. , экспериментально установлена возможность получения гильз с минимальной разностенностью, без плен на внутренней поверхности из любых марок сталей.

При производстве гильз диаметром 200 мм по двухвалковой схеме прокатки с холостым верхним валком и со смещением оси заготовки относительно оси прокатки при α=150° и размерах нижних валков ℓ_н=100 мм, d_н=1000 мм, т.е. , экспериментально установлена возможность получения качественных гильз без внутренних плен и низкой разностенностью по более упрощенной по сравнению с трехвалковой схеме прокатки.

Предложенный способ по сравнению с известными позволяет получать качественные гильзы широкого сортамента из углеродистых и легированных марок сталей.

Изобретение предназначено для повышения качества гильз, получаемых из сплошной заготовки на прошивных станах поперечно-винтовой прокатки. Способ получения гильз осуществляет в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки и включает прокатку нагретой заготовки на оправке между верхним приводным или холостым валком с осью, расположенной выше оси прокатки, и двумя нижними приводными валками с осями, расположенными ниже оси прокатки, и размещенными на этих осях центрами валков в пережиме. Получение качественных гильз широкого сортамента из углеродистых и легированных марок сталей за счет предотвращения образования в них внутренних плен обеспечивается благодаря тому, что прокатку ведут при угле между центрами нижних валков в пережиме и осью прокатки, равном 120-180°, и при отношении длины бочки нижних валков к их диаметру в пережиме, составляющем 0,6-1,4. 2 ил.

Способ получения гильз, включающий прокатку нагретой заготовки на оправке в рабочей клети прошивного стана поперечно-винтовой прокатки между верхним валком с осью, расположенной выше оси прокатки, и двумя нижними приводными валками с осями, расположенными ниже оси прокатки, и размещенными на этих осях центрами валков в пережиме, отличающийся тем, что прокатку ведут в рабочей клети с верхним приводным или холостым валком при угле между центрами нижних приводных валков в пережиме и осью прокатки, равном 120-180°, и при отношении длины бочки нижних валков к их диаметру в пережиме, составляющем 0,6-1,4.