Валок трехвалкового раскатного стана Советский патент 1983 года по МПК B21B19/06 B21B27/02 

Изобретение относится к проиэвод ству гсрячекатанных бесшовных труб. и может быть использовано на раскатных косовалковых станах.

Известны валки раскатного и калибровочного станов, профиль которых образован из чередующихся участков: рабочих, где осуществляется радиальная деформация металла, и нерабочих для виеконтактно1;о формоизменения профиля заготовки.

. Известны валки трехвалкового раскатного стана, содержащие два рабочи участка, разделенных участком внеконтактного формирования. Использование таких валков для прокатки труб позволяет расширитьих сортамент в сторону получения более тонкостенных труб благодаря созданию участка внеконтактного формирования профиля непосредственно за участком интенсивной деформации 1.

Однако известные валки не обеспечивают .дальнейши.й рост скорости прокатки тонкостенных труб вследствие повышенной поперечной деформацни (особенно в неустановившихся фазах прокатки), приводящей .к граненности трубы и переполнению калибра металло

Известен валок трехвалкового. калибровочного стана ,имеквдий на бочке несколько рабочих участков, раз деленных межочаговым промежутком. Известный валок позволяет улучшить качество тр в процессе калибрования при повышенных обжатиях путем уменьшения поперечной деформации трубы в межочаговом , промежутке 2.

Однако использование известного валка не обеспечивает стабильности калибрования концевых участков тонкостенных труб по причине существенных различий в величине радиального обжатия трубы в средней части и на концевых участках, что связано с повышенным диаметром и разностенностью этих участков.

Наиболее близким к предлагаемому. по технической сущ.ности является валок трехвалкового раскатного стана, содержащий рабочие участки: входной конус, гребень., раскатной участок, калибровочный участок; и участок внеконтактного формирования профиля трубы, расположенный между раскатным и калибровочным участками. Достаточная протяженность участка внеконтакт.ного формирования профиля обеспечивает в результате снижения знакопеременных напряжений уменьшение поперечной деформации и величины переполнения калибра, округление профиля трубы и позволяет прокатывать : трубы с .отношением диаметра к тол- : тине стенки 8-12 Г 3 .

Однако дальнейший рост тонкЪстен кости труб ограничен окончательной стадией процесса, которой присущ

интенсивный рост поперечной деформации металла, приводящей к переполнениКз калибра, к росту скольжения металла в валках. При этом нерабочий участок на валке,.оказывающий сдерживающее -влияние на развитие поперечной деформации в. установивгшейся фазе процесса, играет отрицательную роль: вызывает рост контактных сил сопротивления в осевом направлении, препятствуя тем самым движению трубы в направлении прокатки.

Поэтому нестабильность прокатки труб с D/S 12, граненность концевых участков, потеря темпа прокатки и производительности являются главными недостатками известного валка, шероховатость поверхности которого 1,5-6,0 мк.

Цель изобретения - повышение стабильности прокатки труб с отношением D/S .12.

Поставленная цель достигается тем что в валке трехвалкового раскатного стана, содержащем на бочке рабочие .участки,и участки внеконтактного формирования профиля, участки внеконтактного формирования профиля выполвены с шероховатость-ю поверхности в 15-25 раз большей, чем шероховатость поверхности рабочих участков.

В неустановившихся фазах процесса повышается уровень осевых сил трения при контактном взаимодействии рвализированных сеч4ний трубы с шероховатой поверхностью нерабочегоучастка, что снижает скольжение металла относительно валка и обеспечивает надежное и стабильное тече1№е процесса.

На чертеже схематидао показан валок в установившийся период раскатки труб.

Валок включает рабочий участок - входной конус 1, нерабочий участок внеконтактного формирования профиля обратный конус 2, рабочие участки гребень 3, раскатной участок 4, нера бочий участок 5 внеконтактного формнрования профиля. Нерабочие участки 2 и 5 выполнены с шероховатостью поверхности в 15-25 большей шероховатости поверхности рабочих участков

Величина шероховатости поверхност на участках внеконтактного формирования профиля в. 15-25 раз большая, чем на рабочих участках, выбрана на основании экспериментов по изменению коэффициента трения в зависимости от шероховатости поверхности

Шероховатость поверхности нерабочего участка внеконтактного формировния профиля обеспечивает увеличение, коэффициента трения в l,8-l3 Р

Выполнение поверхности нерабочего участка валков, шероховатость которо менее чем в 15 раз превышает шеро; ховатость;. рабочих участков, повынает коэффициент трения лишь на 5-20%, что совершенно недостаточно для осевых тянущих сил и надежного Ц вершения процесса прокатки тонкостен ной трубы.1 Выполнение участка внеконтактного формирования профиля с шероховатосТ1 /большей, чем в 25 раз, не приводит к Дёшьнейшему увеличению коэффициен та внешнего трения и, кроме того, ухудшает качество наружной поверхности трубы.Валок работаетследующим образом.. Гильза с оправкой захватывается рабочим участком - входным конусом Г на котором осуществляется уменьшение стенки гильзы. При этом BO3HHtcai6 щие усилия от деформации достаточны для преодоления сопротивления рабочего участка - гребня 3,.на котором осуществляется основная деформация по стенке. При дальнейшем продвижени переднего торца трубы вдоль очага де формации наступает фрикционное взаимодействие овализированного конца трубы с поверхностью нерабочего участ ка 5. При коэффициент трения возрастает, снижается скольжение металла относительно валка, что способг ствует стабильности процесса заполне-НИН очага деформации. В установившейся стадии процесса нерабочие участки не контактируют с поверхностью прокатываемой трубы ввиду незначительной овальности се(чений фубы в зтих зонах. При окончании прокатки трубы растет периметр заднего конца, последовательно наступает контакт его поверхности с нерабочими участками, в результате чего завершаквдая стадия процесса протекает надежно, стабильно., с достаточно высокой скоростью. Пример. В качестве примера выполнения валка стана поперечно-винтовой прокатки выбран валсж трехвалкового раскатного стаца с длиной бочки 370 мм и диаметром (максимал ным 450 мм. Для прокатки горячекатанных труб размером (60-180; х(6-16) валок выполнен из следуюцих последовательно расположенных участков, с шероховатостью поверхности, мк: Входной конус 1-2,5, Нерабочий участок 2-40, Гребень 3 - 2,5 Раскатной участок 4-2,5, Нерабочий участок 5-60 Калибровочный участок 6-2,5, Нерабочие участки 2 и 5 выполнены с шероховатостью поверхности соответственно в 16 и 24 раза большей, чем . рабочие участки. Значения коэффициента тремия на . участках валка при прокатке труб из углеродистых сталей в температурном интервале -1100-1200С представлены в таблице в сравнении с.известным валком-протот.ипом. Предложенный валок позволяет увеличить осевую скорость прокатки на 14-18%, не требует при реализации значительных затрат, может быть использован на раскатных, калибровочных и прошивных станах. Годовой экономический эффект от предложенного технического решения составляет около 36 тыс. руб. в год.

ВАЛОК ТРЕХВАЛКОВОГО РАСКАТнего СТАНА, содержащий на бочке рабочие участки и участки внеконтактного формирования профиля,-о т л и ч а юiflj и и с я тем, что, с целью пбвышения стабильности прокатки труб с отнсиаением диаметра к толщине стенки, большйм 12, участки ввеконтактного формирования профиля выполнены с шероховатостью поверхности в 15-25 раз большей, чем шероховатость поверхности рабочих участков. .