Клеть для продольной прокатки Советский патент 1993 года по МПК B21B17/02 B21B27/06 

Изобретение относится к обработке металлов давлением, в частности к оборудованию для горячей прокатки труб,и может быть использовано при производстве бесшовных горячекатаных труб.

Целью изобретения является увеличение производительности и улучшение качества труб путем повышения износостойкости валков.

На фиг.1 представлена предлагаемая клеть, общий вид; на фиг, 2 - устройство, поперечный разрез; на фиг. 3 - клеть с устройством, вертикальный разрез.

Клеть для продольной прокатки содержит станину 1, в которой расположены рабочие речьевые валки 2 и устройство для нанесения смазки 3 на каждый валок.

Устройство для нанесения смазки выполнено в виде, закрепленного к станине 1, посередине ручья валка 2, цилиндра, который содержит корпус 4, крышку 5, прокладку 6 и имеет соединенную с системой 7

подачи охладителя 8 через трубопровод 9 и штуцер 10 внутреннюю полость 11.

В корпусе 4 размещен поршень-брикет 12 смазки слыской 13, выполненной по всей высоте и расположенной симметрично относительно плоскости, проходящей через продольную ось брикета и вершину профиля валка с выходной стороны клети. При этом центральный утол, ограничивающий лыску находится в интервале 15° а 30°.

Брикет имеет диаметр не менее ширины ручья валка и торец,соответствующий форме профиля валка. При этом поверхность лыски 13 брикета 12 смазки образуете внут- , ренней цилиндрической поверхностью корпуса 4 полость 14 с сегментным профилем.

Устройства для нанесения смазки установлены на станине 1 с зазором 15 и закреплены на ней при помощи болтов 16.

Предлагаемая клеть работает следующим образом.

ел

С

00

о

2IOJ

о

После того как в станину 1 заваливается комплект рабочих валков 2, в проемы станины 1, выполненные сверху, над валком и снизу, под валком, вводят корпуса 4. Далее в цилиндрические полости корпусов 4 устанавливают брикеты 12 твердой смазки. Установку брикетов 12 производят так. чтобы лыска 13, выполненная на боковой поверхности, была расположена на выходной стороне клети.

Симметричное расположение лыски относительно плоскости, проходящей через продольную ось брикета и вершину профиля валка обеспечивает при этом торец брикета, выполненный по форме ручья. После установки брикетов, между внутренней поверхностью корпуса 4 и поверхностью лыски 13 брикета 12 с выходной стороны клети образуется полость 14с сегментным профилем.

Далее корпуса 4 закрывают крышками 5 через прокладки б и закрепляют болтами 16 на станине 1. Затем штуцеры 10 соединяют с трубопроводом 9 и далее собранную клеть устанавливают на основание стана, где подсоединяют привод к рабочим валкам и подключают систему 7 подачи охлаждающей жидкости 8,

В момент начала прокатки включают систему 7 подачи охлаждающей жидкости 8 и привод вращения рабочих валков 2. При включении подачи охлаждающей жидкости 8, она по трубопроводу 9, через штуцеры 10 попадает в полость 11 цилиндров, где под воздействием на. брикеты 12 создается усилие, обеспечивающее их прижатие и перемещение к шероховатой поверхности рабочих валков 2. Одновременно охлаждающая жидкость 8 поступает в сегментную полость 14, ограниченную центральным углом, Проходя через нее под избыточным давлением, она поджимает в радиальном направлении к противоположной стороне корпуса 4, препятствуя выходу охладителя по ней. Далее охладитель по сегментной полости - каналу 14 с дифференцированным распределением плотности гидравлической потока попадает в зону критических поверхностей валка, работающих в высокотемпературном режиме, где за счет теплообмена происходит интенсивное охлаждение с выравниванием температуры валков по длине их бочки и одновременно подготовка поверхности валка для качественного нанесения разделительной смазочной пленки, предусматривающей правильную ориентацию молекул и хорошую адгезию смазочного слоя к рабочей поверхности валка.

При вращении валков 2 за счет механического истирания и адгезии происходит ка- чественное (с требуемой толщиной) нанесение смазки на охлажденную поверхность средней части в том числе и передача смазочного слоя в очаг деформации.

В момент окончания процесса прокатки систему подачи охлаждающей жидкости отключают, а рабочие валки 2 останавливают.

При прокатке следующих изделий процесс повторяется.

Предлагаемая клеть для продольной прокатки была опробована в условиях прокатки бесшовных труб из стали марки Д,

5 размером наружного диаметра 245 мм на чистовой группе калибровочного стана ТПА 168...325,.Северского трубного завода,

В чистовую клеть прокатного стана с рабочими валками, на которых был нарезан

0 калибр с размером по ширине равным 245 мм, были установлены цилиндры с внутренним диаметром мм. В цилиндры были установлены брикеты твердой смазки. Установку брикетов производили так, чтобы

5 лыска на их боковой поверхности была расположена с выходной стороны клети. Симметричное расположение лыски относительно плоскости, проходящей через продольную ось брикета и вершину профи0 ля валка обеспечил торец брикета, выполненный по форме ручья. Брикеты были изготовлены из графитовых электродов маоки ГЭ и имели диаметр поперечного сечения равный 245-0.122 1 050 мм, что на повер5 хности брикета без лыски обеспечило ее плотное прилегание к внутренней цилиндрической поверхности, а со стороны лыски, на выходной стороне клети, позволило создать продольную полость с сегментным се0 чением. При этом угол а был равен 20°, что позволило создать сечение площадью 0,805 см2.

Корпуса закрывались герметично крышками через прокладки и прокатная

5 клеть устанавливалась в чистовую группу калибровочного стана ТПА 168,..325. После чего производилось подключение системы подачи охлаждающей жидкости и клеть была готова к работе.

0 в момент пуска калибровочного стана начинали вращаться рабочие валки и включалась подача охлаждающей жидкости, в качестве которой использовалась техническая вода под давлением 1 атм. Охлаждающая

5 жидкость обеспечивала необходимое усилие прижатия брикета смазки к рабочей поверхности валка. В процессе механического истирания брикета твердой смазки при вращении рабочих валков, она попадала в очаг деформации. Проходя через сегментную полость, образованную поверхностью лыски, выполненной на брикете, и цилиндрической поверхностью корпуса, охлаждающая жидкость дифференцированным потоком попадала на .рабочую поверхность высокотем- пературной зоны валка, где интенсивно понижала температуру валка подлине его бочки, подготавливая таким образом ее поверхность под качественное нанесение смазочной пленки, что в значительной сте- пени повысило износостойкость валков, качество наружной поверхности труб и производительность стана.

Образование трещины разгара и выкра- шиваний с поверхности валков при этом не наблюдалось.

Для обоснования граничных значений пределов угла а были проведены следующие исследования.

При неизменном внутреннем диаметое

irt fY7ft

корпуса цилиндра равном 245 мм были подготовлены цилиндрические брикеты смазки диаметром 245-0.122 ° 050 мм с продольными лысками на их боковой поверхности, Углы, ограничивающие лыски, были 14; 15; 20; 25; 29; 30; 31°, что позволило создать между поверхностью лыски и внутренней поверхностью корпуса полости, площадь сечения которых, была соответственно 0,46; 0,63; 0,805; 1,645; 2,01; 2,08; 2,35см2.

Перед прокатной бесшовных труб с наружным диаметром 245 мм в корпусе цилиндров последовательно устанавливались брикеты твердой смазки выше указанных размеров. Расход охлаждающей зоны для перечисленных площадей при давлении 1 кг/см2 и норме 2 м3/ч на валок составил; 1,51; 2,06; 2, 64; 5,38; 6,55; 6,81; 7,70 м3/ч соответственно..

В процессе.прокаток дополнительно осуществлялся контроль следующих параметров:

износ вершины калибра валков, по которому оценивали износостойкость валков;

количество труб, прокатанных без дефектов по наружной поверхности, по которому оценивали качество прокатных труб;

количество труб, прокатанных в поле допуска, по которому оценивали произво- дительность стана;

величину стрелы прогиба переднего конца прокатанных труб на базе 1 м, по которому оценивали допустимый расход охлаждающей воды.

Сравнительные данные приведены в табл. 1, из которой видно, что при а 30° имеем очень большой расход охлаждающей воды, что приводит к большой величине прогиба переднего конца прокатываемых труб, который превышает допустимый предел ГОСТа 632-8, Износ же валков при этом снижается незначительно.

При а 15° имеем интенсивный износ поверхности валков, большое количество труб.прокатанных с дефектами по наружной поверхности, вне поля допуска, отчего снижается производительность стана.

Таким образом,указанный диапазон изменения угла а, ограничивающего лыску, обеспечивает наиболее эффективную работу клети для продольной прокатки и позволяет достичь поставленную цель.

Сравнительные данные прокаток с использованием предлагаемой клети для продольной прокатки и клети по прототипу представлены в таблице 2. Из таблицы 2 следует, что предлагаемая клеть для продольной прокатки в сравнении с прототипом позволяет:

.увеличить производительность на 10...12%;

повысить выпуск труб в поле допуска на 12%;

повысить выпуск бездефектных труб по наружной поверхности на 20%;

повысить износостойкость валков в 1,74...2,33-раза.

Формула изобретения

Клеть для продольной прокатки, содержащая станину, рабочие ручьевые валки и устройства для нанесения твердой смазки на каждый валок в виде закрепленного на станине, посередине ручья валка, цилиндрического корпуса с поршнем - брикетом смазки с диаметром не менее ширины ручья валка и торцем, соответствующим форме ручья и контактирующим с ним и с внутренней продольной полостью, соединенной с системой охлаждения, отличаю щ а я с я тем, что, с целью увеличения производительности стана и улучшения качества труб путем повышения износостойкости валков, брикет смазки выполнен с сегментным продольным срезом, центральный угол которого составляет 15° а 30°, установлен в цилиндрическом корпусе с расположением плоскости среза параллельно осевой плоскости валков, образуя продольную полость.

Таблица 1

Использование: при производстве бесшовных горячекатаных труб продольной прокаткой. Устройство для нанесения твердой смазки на каждый валок выполнено в виде цилиндрического корпуса,.который закреплен на станине, а поршень в виде брикета твердой смазки с сегментным срезом в виде лыски, образующим полость, соединенную с системой подачи охладителя через трубопровод и штуцер. При этом центральный угол отграничивающий лыску, находится в интервале 15 а 30°. Брикет имеет диаметр не менее ширины валка и торец, соответствующий форме профиля валка. 3 ил., 2 табл.

Показатели

Общий объем труб.прокатанных за одно и тоже время, т Количество труб, прокатанных в поле

допуска,т Износ калибра валков чистовой клети,

мм

Количество труб прокатанных без де фектов по наружной поверхности (пя- п тен, рисок.адирдв и др.). шт.

Таблица 2

Предлагаемая клеть для продольной прокатки

Клеть для продольной прокатки по прототипу

9000

8800

3,5

796