Способ пилигримовой прокатки труб Советский патент 1992 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к пилигримовому способу производства труб, и может быть использовано при изготовлении труб повышенной точности.

Известен способ периодической пилиг- римовой прокатки труб, включающий ввод оправки в заготовку, ее деформацию на оправке, остановку привода вращения валков, вывод оправки, подачу на ось прокатки последующей заготовки, разгон привода вращения валков и возобновление цикла.

Недостатком способа является стыковка заготовок, т.е. смятие торцов заготовки, особенно при прокатке тонкостенных и осо- ботонкостенных труб, которое происходит

вследствие непрерывных ударов торцовых поверхностей заготовок во время подачи из-за сопротивления сползанию рабочего конуса предыдущей трубы с оправки.

Наиболее близким к предложенному является способ периодической пилигримо- вой прокатки труб, включающий ввод оправки в заготовку, ее деформацию на оправке, остановку привода вращения валков, вывод оправки из трубы после остановки валков, подачу на ось прокатки промежуточного патрубка и последующей заготовки, разгон привода вращения валков и возобновление цикла. Возникающая при прокатке деформация торцов труб в известном способе поглощается за счет подачи на ось

N: с

X

О О

прокатки промежуточного патрубка со свойствами демпфера.

Недостатком способа является низкая точность геометрических размеров труб по длине, что приводит к перерасходу металла и большому выходу брака, в частности, при производстве труб повышенной точности. Отмеченный недостаток обусловлен, преимущественно, дестабилизацией температурного режима заготовки, а также инструмента - валков клети, оправки и ручья калибров во время остановки привода для подачи последующей заготовки на ось стана, так как в это время при остывании геометрические размеры оправки и ручья калибров интенсивно изменяются, вызывая изменение диаметра и толщины стенки прокатываемой трубы. Это происходит именно на той части трубы-заготовки, которая находится в зоне действия валков. Нёдокатан- ная часть заготовки находится перед рабочим конусом.

За период, измеряемый с момента остановки привода вращения валков до его раз- гона,происходит охлаждение инструмента, а при разгоне его температура снова повышается. Например, при холодной периодической прокатке (с охлаждением эмульсией очага деформации, оправки и ручья калибров) за время подачи следующей заготовки снижение температуры инструмента и металла в очаге деформации может составлять 120°-130°С(температура инструмента в очаге деформации во время прокатки составляет 150-170°С). При теплой прокатке снижение температуры за время перезарядки достигает 80°-90°С (температура очага деформации и инструмента при прокатке достигает 450°-500°С).

При таком перепаде температур неизбежно изменяются геометрические размеры труб.

Наряду с этим, за период, измеряемый с момента отключения привода для перезарядки стана до полной остановки валков происходит 3-4 двойных хода клети, а при разгоне привода для достижения рабочего скоростного режима - 5-8 двойных ходов клети. При отключении привода отключается подача заготовки, что вызывает изменение скорости, деформации и снижение сопротивления деформации металла, и, как следствие, упругой деформации деталей рабочей клети, что приводит к изменению геометрических размеров очага деформа- ции и; соответственно, участков трубы,нахо- дящихся в зоне валков. Другой причиной снижения.точности прокатываемых труб на соответствующем участке является по сути сама операция перезарядки, при которой

оправка принудительно досылается в очаг деформации, что приводит к смещению рабочего конуса трубы вперед по ходу прокатки, а последующая прокатка этого участка при деформациях, превышающих расчетные значения, также вызывает отклонение геометрических размеров трубы в соответствующих сечениях.

Цель изобретения - повышение точности геометрических размеров труб подлине путем стабилизации технологического режима прокатки.

Поставленная цель достигается тем, что в известном Способе периодической пилиг- римовой прокатки труб патрубок располагают у заднего торца заготовки, остановку вал ков осуществляют после образования на патрубке конуса деформации и удерживают патрубок в очаге деформации до упора в него передним торцом последующей заго- товки после чего производят разгон валков. При этом используют патрубок длиной

(5-12)m,

5 0 5

0

5

0

где Vp.K - обьем деформируемого металла в рабочем конусе, мм3;

Fn - площадь поперечного сечения патрубка, мм ;

m - величина подачи металла, мм.

Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что остановку и разгон привода валков производят при деформации промежуточного патрубка на оправке, при этом длину промежуточного патрубка устанавливают в соответствии с указанным выражением.

При этом в процессе изготовления используют последовательно задаваемые в стан заготовки с расположенными у их заднего торца патрубками, причем для получения предыдущей трубы на ее заготовку воздействуем последующей.

Длина промежуточного патрубка не должна быть меньше, чем отношение (Vp.K/Fn + 5m), так как при меньшем значении не обеспечивается разгон привода вращения валков до рабочего режима при условии, что в зоне деформации размещен промежуточный патрубок. Это приведет к деформированию последующей заготовки в период разгона привода валков, а соответственно, к.снижению точности переднего конца готовых труб и повышенной отбра- коёки прецизионных труб.

Размещение патрубка длиной, большей чем (Ур.к/Рп + 12 m при ведет к неоправданному увеличению машинного времени и

цикла прокатки и снижению производительности процесса.

Точность геометрических размеров труб подлине повышается путем стабилизации технологического режима и достигается за счет смещения во времени момента проведения последовательности подготовительных операций.

Стабилизация теплового режима заключается в ограничении разброса темпе- ратуры инструмента и заготовок в период осуществления подготовительных операций, так как в период выполнения подготовительных операций в зоне действия валков находится промежуточный патрубок.

Деформация заготовки по указанному способу позволяет совместить момент начала остановки привода вращения валков с моментом выхода торца предыдущего промежуточного патрубка из зоны действия валков. При этом окончание разгона привода вращения валков рабочего режима прокатки после перезарядки стана соответствует моменту выхода заднего торца промежуточного патрубка из зоны деист- вия валков. Таким образом, весь переходной режим прокатки, связанный с остановкой и перезарядкой стана, осуществляется при деформации промежуточного патрубка.

При производстве труб повышенной точности по данному способу устраняется и другая весьма -важная причина снижения точности труб, заключающаяся в том, что при перезарядке неизбежно происходит смещение рабочего конуса вперед по ходу прокатки с последующим искажением поперечного профиля трубы при деформации.

При прокатке по предложенному способу этот негативный фактор полностью уст- раняется.

П р и м ер. Прокатку труб из стали 08X18H10T.no маршруту - 57«4 мм проводили на стане ХПТ 75 при линейном смещении металла трубы (т /0,равном 30 мм и 70 двойных ходов клети в мин. Допускаемые отклонения по внутреннему диаметру ± 0,2%. Процесс прокатки проходил устойчивое качественной наружной и внутренней поверхностью, без налипания ме- талла на ручей калибров и оправку. В качестве промежуточных патрубков, которые устанавливают при перезарядке стана между задним торцом предыдущей и передним торцом последующей трубы, исполь- зуют трубы из более дешевой низкоуглеродистой стали. Размер патрубков мм, длина 360 мм. Длина патрубка выбрана из условия обеспечения ведения

всего переходного режима прокатки на промежуточном патрубке.

Ведение процесса прокатки осуществляем таким образом.

Начало снижения скорости привода клети для остановки стана, с целью его перезарядки, т.е. для установки последующей заготовки с промежуточным патрубком, производят в момент выхода заднего торца прокатанной трубы из зоны действия валков, т.е. в период полного формирования рабочего конуса промежуточным патрубком.

Переходный режим в данном случае включает в себя две стадии. Первая стадия длится с момента снижения скорости привода клети до ее остановки, вторая стадия длится с момента запуска привода клети до рабочего скоростного режима деформирования патрубка.

Таким образом, вторую стадию переходного режима с момента запуска привода до рабочего скоростного режима, также проводим на промежуточном патрубке, что исключает влияние указанных факторов на изменение геометрических размеров прокатываемых труб.

В процессе прокатки производят замеры внутреннего диаметра проходным (Dnp -56,89 мм) и непроходным (DH 57.11 мм) калибрами, а также дополнительный контроль внутреннего диаметра по длине трубы 2050 мм при помощи скалки диаметром 56,89 мм и длиной 150 мм.

При прокатке труб по известному способу происходило увеличение диаметра части трубы, соответствующей переходному режиму прокатки, до 57,13 - 57,15 мм, что превышало верхнее предельное его значе- ние,равное 57,11.

При прокатке труб по предлагаемому способу отбраковка труб по геометрическим размерам отсутствовала.

Анализ размеров наружного диаметра трубы показал, что его овализация (A D - разность между максимальным и минимальным значениями) составляет 0.06 мм (или 0,1% от номинального значения диаметра) для труб размером 57 мм.

Таким образом, несмотря на заниженный допуск по наружному и внутреннему диаметрам (равный ± 0,2%) для прецизионных труб доказана возможность изготовления их на станах ХПТ с применением предложенного способа прокатки.

Предложенный способ позволяет повысить точность геометрических размеров труб по длине путем стабилизации технологического режима. Наряду с этим достигается экономия металла и снижение выхода бракованных труб, повышение производительности и улучшение технико-экономических показателей прокатки. Так, при прокатке труб в соответствии с прототипом происходит увеличение диаметра части трубы, соответствующей периоду осуществления подготовительных операций, в частности до 57,13 - 57,16 мм, что превышает верхнее предельное значение, равное 57.11 мм. Прокатка труб по предлагаемому способу прокатки не вызывает отбраковки труб по геометрическим размерам. Формула изобретения 1. Способ пилигримовой прокатки труб, включающий ввод оправки в заготовку с патрубком, периодическую прокатку заготовки и патрубка приводными валками на оправке, остановку валков, вывод оправки из трубы после остановки валков, подачу на ось прокатки последующей заготовки с патрубком, отличающийся тем, что, с

0

5

целью повышения точности геометрических размеров труб по длине путем стабилизации технологического режима, патрубок располагают у заднего торца заготовки, остановку валков осуществляют после образования на патрубке конуса деформации и удерживают патрубок в очаге деформации до упора в него передним торцом последующей заготовки, после чего производят разгон валков.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что используют патрубок длиной Ln, равной

Ln + (5-12)m,

ГП

где Ур.к - объем деформируемого металла в рабочем конусе, мм3;

Fn - площадь поперечного сечения пат- рубка, мм ;

m - величина подачи металла, мм.

Изобретение относится к черной металлургии и может быть использовано при изготовлении труб повышенной точности. Цель изобретения - повышение точности геометрических размеров труб подлине путем стабилизации технологического режима. Заготовка с патрубком, расположенным у ее заднего торца, подается на оправке в очаг деформации. После разгона валков, прокатки трубы и образования на патрубке конуса деформации останавливают валки для перезарядки стана. Патрубок при этом удерживают в очаге деформации до упора в него передним торцом последующей заготовки. Разгон привода валков осуществляется одновременно с деформацией оставшейся недокатанной части патрубка, после чего цикл повторяется. Длину патрубка определяют из выражения Ln Vp.K/Fn +