Способ периодической прокатки труб Советский патент 1993 года по МПК B21B21/00 

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности, к способам получения труб с применением станов холодной прокатки.

Цель изобретения - повышение раскатки дефектного слоя на внутренней поверхности труб при деформации и увеличение выхода годного.

Сущность предлагаемого технического решения заключается в следующем.

При прокатке труб на станах ХПТ в связи с неравномерностью деформации по сечению (радиальные, продольные, тангенциальные деформации как в зоне редуцирования, так и в зоне обжатия выше на внутренней поверхности трубы происходит неравномерное упрочнения металла по толщине стенки: внутренние слои металла упрочняются сильнее.

Повышенное упрочнение внутренних слоев металла затрудняет раскатку дефектного слоя на внутренней поверхности трубы при деформации на обжимном участке, что

соответственно, приводит к снижению выхода годного и технико-экономических показателей производства.

Дополнительный разогрев заготовки изнутри приводит к увеличению пластических характеристик ( Wwd ) снижению прочностных характеристик.оз внутреннего поверхностного слоя металла по сравнению с остальным металлом в поперечном сечении трубы. Это приводит к уменьшению сопротивления деформации внутренних слоев металла и способствует эффективной раскатке дефектного слоя на обжимном участке.

-По экспериментальным данным для труб с отношением t/D 0.05 (здесь t - толщина стенки, D -диаметр трубы) глубина внутреннего упрочненного слоя не превышает 0,05 толщины стенки. Для труб с отношением t/D 0,1 глубина внутреннего упрочненного слоя достигает 0,1 толщины стенки,

сл

с

00

го XI

О)

о со

Промежуточные значения относятся к прокатке труб с соотношением t/D, находящимся в пределах от 0,05 до O.V.

Превышение температуры внутренней поверхности в 1,25 раза по сравнению с температурой наружной поверхности применяется при прокатке труб из заготовки с тонкими стенками (с соотношением t/D 0,05.

Превышение температуры в 1,4 раза применяется при прокатке труб с соотношением t/D 0,1. Промежуточные значения температуры .разогрева внутреннего слоя равные 1,25-1,4 Тн (где Тн - температура наружного слоя) относятся к прокатке труб с отношением t/D 0,05-0,1,

При превышении температуры внутреннего поверхностного слоя по сравнению с температурой наружной поверхности ниже чем в 1,25 раза для труб, прокатываемых из заготовки с отношением t/D 0,05 и ниже чем в 1,4 раза для труб, прокатываемых из заготовки с отношением t/D 0,1 указанный способ не обеспечивает интенсивного снижения толщины дефектного слоя.

При превышении температуры внутреннего поверхностного слоя по сравнению с температурой наружной поверхности более чем в 1,25 раза для труб, прокатываемых из заготовки с отношением t/D 0,05/1 выше в 1.4раза для труб, прокатываемых из заготовки с отношением t/D 0,1 приводит к интенсивному разогреву инструмента и потере работоспособности смазки.

Необходимо отметить, что прогрев всего сечения трубы до температуры в 1,25-1,4 Тн (Тн - температура наружной поверхности трубы при теплой прокатке) не целесообразно в связи с неравномерным упрочнением металла (больше упрочняется внутренний слой) и повышенным расходом энергии.

Неравномерность упрочнения металла по сечению трубы по предлагаемому способу компенсируем неравномерным прогревом металла по сечению.

Необходимо остановиться подробнее не практической реализации способа прокатки с применением индукционного способа нагрева.

При применении индуктора высокой частоты толщина слоя металла, по которому проходит большая часть индуктированного тока, собственно обеспечивающего нагрев трубной заготовки, тем меньше, чем больше частота тока.

Промышленные индукторы используемые для нагрева труб, имеют частоту 8000 и более Гц. Такая частота тока при индуктивном нагреве обеспечивает равномерный на5

грев трубной заготовки по поперечному сечению толщины стенки и при этом практически исключает нагрев стержня.

С целью обеспечения нагрева заготовки

с повышенной температурой внутренней поверхности необходимо использовать индуктор промышленной частоты (50 Гц), который, кроме нагрева заготовки обеспечивает нагрев стержня диаметр которого меньше

0 на 3-5 мм диаметра заготовки. Зазор зависит от типоразмера стана: 3 мм - для ХПТ 32; 5 мм - ХПТ 75. При этом разогревается часть стержня, которая располагается в зоне индуктора и выполнена из жаропрочного магнитного материала.

Токи высокой частоты, проходящие через заготовку, создают магнитное поле, противодействующее основному магнитному полю индуктора и вытесняют индукционные токи на поверхность нагреваемого

0 изделия, происходит так называемый поверхностный эффект. Поэтому глубина проникновения индуктированного тока, а, следовательно, толщина нагретого слоя, тем меньше, чем больше частота индуктора.

5 По мере снижения частоты, в частности, до промышленного значения, обеспечивается нагрев стержня и внутренней поверхности заготовки, расположенной непосредственно над этой частью ст стерж0 ня (выполненного в виде магнитной вставки). Это происходит за счет замыкания магнитного потока по этой вставке и более эффективного ее прогрева.

Теплую прокатку труб на стане ХПТ 32

г по маршруту 38x5,1 - 18x2,5 мм проводили обычным способом (температура подогрева заготовки составляет 150° по всему поперечному сечению стенки) и предлагаемым способом (температура наружной поверхности составляла 150°С и внутренней

0210°С) при величине подачи равной 8-10 мм для обоих способов. В первом случае толщина дефектного слоя (измеренного металлографическим способом на приборе JVJHM-10) на внутренней поверхности труб

5 составила 110 мкм, а во втором случае она не превышала 50 мкм. В первом случае отбраковка труб на приборах УЗД составила 30%, во втором случае 5%.

Таким, образом предложенный способ

0 тепловой прокатки оказался более эффективным и позволяет значительно повысить выход годного.

Формула изобретения Способ периодической прокатки труб,

g включающий подогрев заготовки перед очагом до температуры 100-200°С и деформацию ее возвратно-поступательно перемещаемыми валками на удерживаемой

518273036

оправке, отличающийся тем, что, сразогрев внутреннего поверхностного слов

целью повышения эффективности раскатки,заготовки до температуры, превышающей в

дефектного слоя на внутренней поверхно-1,25-1,4 раза температуру наружной поверсти труб при деформации и увеличения бы- хности заготовки на глубину, составляющую

хода годного, производят дополнительный 50,05-0,1 толщины стенки.

Использование: при производстве хо- лоднокатанных бесшовных труб. При прокатке на станах ХПТосуществляют подогрев заготовки перед очагом деформации до температуры 100-200°С. Дополнительно разогревают внутренний поверхностный слой заготовки до температуры, превышающей в 1,25-1,4 раза температару ее наружной поверхности. При этом подогрев внутренней поверхности заготовки производится на определенную глубину, обусловленную степенью упрочнения внутренних слоев металла в зоне опережения, составляющую 0,05-0.1 толщины стенки.