Технологический инструмент редукционного стана

Союз Советских иалистическихРеспублик ИДЕТЕЛЬСТВ АВТОРСКОМ(22) Заявлено 02,07.80 (21) 2949843/22 явкиисоединение ударственный кемлтет 3) Приоритет Опубликов(72) Авторы изобретени альскии научно-исследовательскии инпромышленности 1) Заявител(54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИИ ИНСТРУМЕНТ РЕДУКЦИОННОГ СТАНАИзобретение отму производству,нию труб на непстанах. сится к трубопрокатноименно к редуцироварывных безоправочных При редуцировании точность труо в значительной степени определяется поперечной разностенностью, зависящей от большого количества факторов. Главным из них является неравномерность тангенциальной деформации по периметру калибра, обуслов. ленная самой геометрией калибров валков. Неравномерность радиальной деформации в двухвалковом овальном калибре (по вершине эта деформация наибольшая, а по выпуску отсутствует или происходит уширение) приводит к неравномерности тангенциальной деформации (наименьшее утолщение стенки в вершине, а наибольшее в выпуске). Повершине калибра иногда наблюдается даже утонение стенки, а если происходит утолщение, то его абсолютная величина меньше утолщения в выпуске в 8 - 12 раз, в зонах калибра, расположенных под углом 45 к вершине, утолщения стенки в 2 - 3 раза больше, чем в вершине, но значительно меньше, чем в выпуске. Для улучшения качества труб известенв трубопрокатном производстве валок, исгользуемый в чередующихся горизонтальных и вертикальных двухвалковых клетях редукционного стана, профиль ручья кото рого выполнен по кривой Ламе. Тем самымобеспечивается более равномерная радиальная деформация трубы по периметру калибра и соответственно более равномерная тангенциальная деформация 1.Однако построение этого профиля калибра, изготовление шаблонов и контроль соответствия ручья валков расчетному (по зависимости Ламе) профилю затруднен.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является техноло гический инструмент редукционного стана,в ключающий ряд двухвалковых калибров уменьшающегося поперечного сечения, посФледовательно расположенных с чередованием плоскостей разъема через 90 и образованных двумя ручьями, каждый из которых имеет центральную дугу с центром радиуса, лежащим на оси калибра и ниже плоскости его разъема 2 .Форма калибров близка к овальной, Этоприводит к тому, что труба по вершине и5 1 О 15 2 О 25 Зо 35 ао а 5 50 От плоскости разъема калибра на перпендикулярной к ней (вертикальной) оси откладывают отрезки, равные половине высоты калибра, а на горизонтальной оси, ле жащей в плоскости разъема, отрезки, равныс половине ширины калибра. Высота Н ц ширица В калибра рассчитываются по извыпуску принимает форму различной кривизны, т. е. при попадании элемента трубы, соответствующего вершине предыдущего калибра в выпуск последующего, труба большего радиуса изгибается до меньшего радиуса, а элемент трубы, попадающий из выпуска предыдущего калибра в вершину последующего, разгибается с меньшего радиуса на больший. В элементах трубы, соответствующих вершине и выпуску калибра, происходят знакопеременные деформации изгиба при переходе от калибра к калибру. Такие чередующиеся изгибы и разгибы элементов трубы вызывают трещины на ее внутренней поверхности, что особенно проявляется при холодном редуцировании легированных и нержавеющих труб. При горячем редуцировании эти изгибы вызывают отслоения плен и разрывы металла в местах скопления цеметаллических включений, что также ухудшает качество внутренней поверхности труб. Ухудшение качества внутренней поверхности при горячем редуцировании труб чаще наблюдается на пилигримовых и непрерывных агрегатах.Цель изобретения - снижение поперечной разностенности труб.Поставленная цель достигается тем, что в технологическом инструменте, включающем ряд уменьшающегося поперечного сечения двухвалковых калибров, последовательно расположенных с чередованием плоскостей разъема через 90 и образованных двумя ручьями, каждыи из которых имеет центральную дугу с центром радиуса, лежащим ца оси калибра и ниже плоскости его разъема, каждый ручей имеет радиусные выпуски, плавно сопряженные с центральной дугой и выполненные радиусами, равными по величине радиусу центральной дуги, с центрами, расположенными на оси калибра, лежащей в плоскости разъема, причем величина радиусов постоянна для всего ряда калибров.Инструмент позволяет равномерно распределять наводимую разностенность по периметрам калибров благодаря более равномерному распределению радиальных и тан гецциальных деформаций, что способствует повышению качества труб.На фиг. 1 показан технологический инструмент редукциоццого стана; ца фиг. 2 - профиль калибра.Профиль калибра предлагаемого технологического инструмента, например, для пятиклетьевого редукционного стана строится следующим образом. вестным методикам. Затем радиусом Ко, который выбирают большим, чем радиус заготовки, из центров, расположенных на вертикальной оси калибра и на горизонтальной оси, проводят дуги, которые проходят через точки, соответствующие концам отложенных отрезков.Таким образом, получают замкнутую фигуру в виде криволинейного четырехугольника. Кривые, образующие углы этого криволинейного четырехугольника, сопрягают радиусом г, который равен или находится в диапазоне 1,0 - 1,1 величины радиуса готовой трубы, Центр радиуса сопряжения г находится на пересечении дуг, проведенных из центров соответствующих кривых профиля калибра, а радиусы этих дуг равны величине (К, - г) . Таким образом строятся все калибры инструмента редукционного стана. От калибра к калибру меняются расчетные высоты Н и ширины В калибра, меняется положение центров радиусов К о на осях калибра, меняется положение центра радиуса сопряжения г этих дуг, а сами величины Ко и г не меняются.Деформирование трубы технологическиминструментом редукционного стана осуществляется следующим образом.Как пример рассмотрим редуцированиев пяти клетях заготовки радиусом 21, 5 мм до готовой трубы радиусом 17,5 мм. При этом суммарное обжатие по диаметру 18%, а обжатия в первой клети составляют 4/,; во второй и третьей бо/о; в четвертой 4 /О и в пятой обжатия нет., а происходит выравнивание периметра трубы. Отношения осей калибров (овализация) приняты в первой клети равными 1,08; во второй 1,07; в третьей 1,06; в четвертой 1,03 и в пятой 1,00.Круглая заготовка радиуса 21,5 мм прокатывается сначала -в горизонтальном калибре, который образован дугами радиуса Ко = = 65 мм, имеет ширину 43,05 мм и высоту 39,05 мм, а радиус сопряжения г=К, = = 17,5 мм. При этом в вершине калибра труба принимает кривизну с радиусом Ко и обжимается на 3,95 мм, а по выпуску она имеет возможность увеличиться в диаметре на 0,5 мм, но принимает кривизну того же радиуса.Затем труба, принявшая профиль первого калибра, прокатывается в вертикальном калибре, который образован дугами того же радиуса, что и первый калибр, но имеет высоту 37,49 мм и ширину 40,11 мм. Труба по вершине второго калибра осаживается ца 5,56 мм, а по выпуску имеет возможность ушириться на 1,06 мм и при этом кривизна профиля трубы как по вершине, так и по- выпуску второго калибра не меняется. Не меняет кривизну и элемент трубы, находящийся в плоскости расположенной под углом 45 к вершине, так как здесь профиль первого и второго калибров выполнен одним и тем же радиусом сопряжения 17,5 мм,Кроме того, участок калибра с радиусом сопряжения дает возможность металлу уширяться и играет роль дополнительного выпуска калибра.Аналогичные превращения происходят в третьем и четвертом калибрах, а последний, пятый калибр, выполнен круглым и в нем происходит выравнивание периметра трубы.Предлагаемый инструмент делокализирует деформацию по профилю калибра. Ес 10 ли в овальном калибре обжатие происходит в вершине и прилегающих к ней зонах профиля калибра, то предлагаемый инструмент обеспечивает более равномерное распределение радиальных и, как 15 следствие, тангенциальных деформаций, Можно сказать, что наличие дополнительного мнимого выпуска калибра, расположенного под углом 45 к осям калибра, подобно применению четырехвалкового калибра в смысле распределения радиальных деформаций.Таким образом, предлагаемый технологический инструмент, благодаря большей делокализации деформации в выпусках калибров, обеспечивает большее уменьшение д поперечной деформации (поперечной разностенности) трубы, а простота расчета профиля и изготовления валков, простота контроля соответствия профиля калибра расчетному, улучшение качества внутренней поверхности обеспечивают дополнительные пре- З 0 имущества перед известными.При редуцировании толстостенных трубпо причине продольной разностенности собразованием квадрата на внутреннейповерхности бракуется до 40% труб в партии, а некоторые размеры толстостенныхтруб по этой причине не редуцируют и получают готовые трубы с обкатного стана(на агрегатах с автоматическим станом),что снижает производительность всего агрегата на 5 - 20/0.Кроме того, на агрегатах с пилигримовыми станами, где в качестве заготовки используют слитки и повышена вероятность получения неметаллических включений и скрытых(закатных) плен в теле трубы, идущей на 45редуцирован ие, знакопеременные изгибытрубы приводят к раскрытию плен и разрывам внутренней поверхности трубы по неметаллическим включениям. Это приводитк,тому, что до 100/0 труб переводится вои50второи сорт, отпускная цена которых значительно ниже,Применение предлагаемого технологического инструмента для редукционного стана за счет более равномерного распределения радиальных деформаций по периметру и исключения знакопеременных изгибов элементов поперечного профиля трубы позволяет повысить их качество.Снижение поперечной разностен ности позволяет наиболее полно использовать поле допусков в минусовую сторону, так как снижается опасность выпадания труб из поля допуска.По известным заводским данным по причине плохой внутренней поверхности во второй сорт переводится 0,5 в 1/0 труб в зависимости от маркотипоразмера. Использование предлагаемого инструмента по сравнению с базовым обеспечивает снижение переводимых труб во второй сорт, что можно оценить в половину вышеуказанных величин, и при суммарном объеме производства порядка 700 тыс. т в год, при учете того, что цена одной тонны труб второго сорта на 50 - 60 р ниже, чем цена труб первого сорта, дает экономический эффект 450 - 550 тыс. рублей в год.Формула изобретенияТехнологический инструмент редукционного стана, включающий ряд двухвалковых калибров уменьшающегося поперечного сечения, последовательно расположенных с чередованием плоскостей разъема через 90 и образованных двумя ручьями, каждый из которых имеет центральную дугу с центром радиуса, лежащим на оси калибра и ниже плоскости его разъема, отличающийся тем, что, с целью снижения поперечной разностенности труб, каждый ручей имеет радиусные выпуски, плавно сопряженные с центральной дугой и выполненные радиусами, равными по величине радиусу центральной дуги, с центрами, расположенными на оси калибра, лежащей в плоскости разъема, причем величина радиусов постоянна для всего ряда калибров,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССР590025, кл. В 21 В 27/02,976.2. Прокатка труб на установке со станомАссела. Епдапд Г. Л. СЬагас 1 ег 1 зсз о 1 ФеАззе 1 М 111 Ргосезз, Тцбе апд Р 1 ре Ргод1.опдоп, 1971,7 - 22, Р 1 зсизз, 23-26 (англ.)ЭИ ППО18, 1972, 22 - 23.Составитель Л. Мату Техрец А. Бойкас Тираж 842 И Государственного комит делам изобретений и откМосква, Ж - 35, РаушскаяП Патент, г. Ужгород, ул 3 илиа