Способ непрерывной прокатки труб

(505 В 21 В 17/О ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССРОПИСАНИЕ ИК АВТОРСКОМУ СВИДЕ ИЯ ЕЛЬСТВУ 1." 2(46) 30.12,92. Бюл. М 48.:, мещением оправочного стержня проти(71) Научно-производственное объединение правления движения гильзы, выста-.:;" "МОКОМ" . ,: .:, . свободный. передний край рабочей по(72)А.А.Заяц, В.Н,Шучко, В.А.Воротникови ности первой секций к вертикальной Н.Н;Новиков . . симметрии валковпервой клети. Устан(56) Патент США%1837161, кл.72-209,1937. веют перед калибром первой клети се Авторское свидетельство СССР . . оправки и поджимаютее к остальным с Й 1022760, кл. В 21 В 17/02, 1983.: - - ям воздействиемгильзы при задаче, а(54) СПОСОБ НЕПРЕРЫВНОЙ ПРОКАТКИ мент прохождения передним краем ги ТРУБ; - ., .: вертикальной оси валковпервой клети(57) Использование: преимущественно при нают пертемещасть"опрабоЧйый стержепроизводстве бесшовных труб горячей про- постоянной скоростью на расстояние, дольной прокаткой на непрерывных станах. ное сумме длин мехе(летьтевых промеж Суть изобретения; прокатку труб на сборной за вычетом длины составной оправки из секций оправке. Секции оправки по числу двух секций. 1 ил.: Йзобретейие относится к черной металлургии, более конкретно к прокатному производству, и может быть использовано при. производстве бесшовных труб горячей про- . каткой.Известны способы прокатки труб на составных оправках, например, способ йрочольной прокатки труб, включающий задачу гильзы с короткой охлажденной оправкой в калибр, образованный ручьевыми валками и оправкой, удерживаемой оправочным стержнем, деформацию ее валками на нескольких упирающихся друг в друга оправках и удаление после прокатки оправки на охлаждение. Данныйспособ позволяет получить . большие обжатия по стенке за один проход гильзы.Недостатком данного способа является небольшая площадь и ускоренный износ ра- . ют В перев навляя верхоси авликцию екцивмо льзы начинь с равутковбез си бочей зоны каждой оправки зоны, воспринймающей через гильзу деформйрующее воздействие валков), вследствие чего проис-ходит ускорейный:выход из эксплуатацииЯ всей оправки (из-за невозможности получе-: ф, ния труб необходимой точности), Кроме того . неподвижность справок вызывает повы; щенное трение и снижение качества внут-"ф ренней поверхности гильзы.Наиболее близким к предлагаемому способу по теянияеской сущности является способ продольной йрокатки труб, включа- а ющий задачу гйльязы с короткой охлажден ной оправкой в калибр, образованный ручьевыми валками поправкой, удерживаемой опрайочиым стержнем; деФормацию ее валками на нескольких упирающихся друг в друга оправках и удаленйе после прокатки оправки на охлаждение, по которому опра17843053вочному стержню сообщают принудитель- стан перед прокаткой с участка вспомоганое осевое движение на величину, близкую тельных сепараций секцию 1, остающуюся к расстоянию между калибрами, по ходу пе- после предыдущей прокатки на текущую и ремещения трубы во время деформации и следующую секцию 2, удаляемую из стана против - последеформации. Данный спо после текущей прокатки на участок вспомо- .соб позволяет улучшить" качество вйутрен- гательных операций секцию 3, скорости ко-.ней поверхности труб путем улучшения торых, обозначенные соответственно Чо 1, условий трения на контактной поверхности, Чт, Чоз, в процессе перемещения состыкочто достигается эа счет обеспечения по- ванной оправки равны между собой и соотдвижности секции составной оправки в оча в етст ву ют скорости Чос перемещения гах деформации.: оправочного стержня 4, Скорости перемеНаиболее существенйым недостатком щения гильзы 5 обозначены: Чг - скоростьУКаэайНОГО СПОСОба ЯВЛЯЕТСЯ НЕВОЗМОж- ВХОДа ГИЛЬЗЫ В ПЕРВУЮ КЛЕТЬ,Чг 1,ЧГ 2,ЧгЗ - ностьобеспечений равномерйого износа " Скорости выхода гильзы соответствейно из рабочих поверхностей всех секций оправки, 15 первой, второй и третьей клети. При увели-поскольку при указанных параметрах про- чении числа клетей соответственно увелицесса прокатки не будет использоваться чится и число секций 2, Диаметр гильзы на значительная часть длины рабочей поверх- схеме изображен условно постоянным;йости последней секции. В результате по- Длина рабочей поверхйости секции опсле определенного колйчества циклов 20 равкиобозйаченабуквой,расстояниемежпрокатки (меньшего чем возможный срок . ду соседними вертйкальными осями эксплуатации оправки) все секцйи"оправки - симметрии валков (показаннымиримскими будут иметь неравномерный износ по дли- цифрами Н, И-П, Ш-Ш) соответствуютдлине, чтоприведет к нестабильности характери-не межкалиберных промежутков 31 и 32, -а стик процесса в очагах деформации, а 25 величина перемещения оправочйого стержследовательно к существенному"ухудше-.ня в процессепрокатки обозначена Вос, Как ниавнутреннейповерхноститруб.видно из циклограммы,каждая секция оп Целью изобретения является повыше-равки полностью обеспечивает протекание. ние срока службы оправки без СйиженияпроЦесса прокатки только в своей клети и"качестватрубпутемобеспеченияравномер освобождается от гильзы; когда заднийногоизносаоправки - :.:.: край рабочей поверхности оказываетсяу,Это достигается за счет того, что длину вертикальной оси валков следующей клетисекции оправки выбирают равной 0,10,5 (т.е; онаостается напроводке стана вследудкийй гильзы й это соотйошение устайавли- . ющем межклетьевом промежутке), необховают при выборе скоростей перемещения 35 димо также подчеркнуть; что угол при оправочного стержня и гильзы, при этом вершинеконусастыковочйыхйоверхностей стержейь перемещают на расстояйие, рав--секции оправки и скорость задачи гильзы ное сумме длин межкалиберных промежут- выбраны такими, что при задаче гильзы ков за вычетом длины оправки без двух обеспечиваетсяпередвижениесекцйи 1 без секций, а длины межкалиберных промежут нарушеиия ее койтакта с проводкой стана и ков определяют после выбора числа калиб- " плотноеподжатие ее к секции 2, а величины ров и коэффициентов вытяжки в -них по диаметра секций и внутреннего диаметра математическому выражению: гильзы обеспечивают сохранение этого под-:1жатия после входа секции внутрь задавае 1 . 45 мой гильзы. Секция 1:берется, а секция 3Т . и .удаляется на участок вспомогательных опеП Р 1раций (охлаждения и,смазки).:;.Для вывода аналйтических выражений,где Ял - длина и-го межкалиберного проме- позволяющих вычислить величины скорости жУтка . 50 перемещения справочного стержня и междлина гил "зы ф калиберных промежутков, обеспечивающие1 - длинасекцииоправки;показанный на циклограмме принцип прои - коэффициентвытяжкив 1-мкалиб катки, отметим, что через каждую клетьРе -гильза и секция оправки проходят через оди - порядковый номер калибра, 55 но итоже время. Например,для первой клеНа чертеже изображена циклограмма -тиможнозаписать:прокатки, опирающаяся на схему расположения секций оправки в стане. Ч ЧВ показанном йа чертеже варианте со- где . - начальная ина гильзыставная оправка включает установленную вЗИз практики прокатного производства известно, что начальная длина гильзы может находиться в пределах 38 м, в то же время рациональная длина секции составной оправки должна находиться в пределах 5 0,31,5 м, Исходя из этого можно предварительно определитьверхний и нижний пределы возможных отношений длины секций оправки к длине гильзы, равные соответственно 0,5 и 0,04, 10Далее запишем выражение для скорости входа в валки конца гильзыЧвыхЧвых(2) где Нвых, - скорость выхода гильзы из вал ков;р - коэффициент вытяжки в клети,Время, за которое передний конец гильзы пройдет первую клеть, можно записать так; 20ЯЧг 1или, подставляя значение Чг 1 из отношений (2) в.наших обозначениях;о -- (3)Я 1 . 25 С другой стороны длину мекклетьевого промежутка можно выразить как;Я 1=1+1(4) где 1 = Чосб - расстоянйе, которое праха- ЗО дит секция оправки за время с 1.Подставляя в выражение (4) значение Г и решая его совместно с выражением (3), для длины первого межклетьевого промежутка получим: 35131 -д - . Чос Р 1Для значения расстояния между асями валков и-го и п+1-го калибров это выраже- "0 ние можно переписать в виде:Яп (5) Т д П Р 1гдето) - коэффициент вытяжки в 1-ай клети;и - порядковый номер клети.Теперь, возвращаясь к выбору интервала соотношений длины секции оправки к дли не гильзы, можно определить, что нижний предел этого соотношения не далхсен быть меньше 0,1, поскольку в этом случае, даже для максимально возможной длины гильзы (8 м), величина межкалибернаго промежут ка будет около 80 см, чта означает существенное . ограничение диаметров прокатываемых труб (наружный диаметр трубы не более 2325 см). Теперь для величины перемещения справочного стержня в процессе прокатки можно записать следу)ощее выражение:в- ; ь- (б)п=1где Яп - длина и-го межклетьевого промежутка;М - число межклетьевых промежутков(меньше числа секций оправки на единицу).Осуществление и редлагаемого способанепрерывной прокатки труб производится следующим образом.Выбирают число клетей и параметрыпроцесса в них, исходя; например, из назначения диаметров исходной гильзы и готовой трубы, а, определив таким образом коэффициенты вытяжки в клетях и скорость входа гильзы в первую клеть, выбирают длину гильзы и значение отношения длины секции оправки к длине гильзы из интервала 0,10,5, после чего вычисляют требуемую скорость перемещения оправочнаго стержня по формуле (1) и длины межкалиберных промежутков по формуле (5).После подбора соответствующего механизма перемещения аправочнога стержня и устаногки рассчитанных расстояний между плоскостями калибров, для осуществления прокатки первой трубы секции оправки, числа которых соответствует числу межклетьевых промежутков, )1 ибо устанавливают на проводку стана в м:жклетьевые промежутки сбоку, либо, есл) первое не представляется возможным или целесообразным, устанавливают на проводку с выходной стороны стана и задвигают в стан при помощи перемещения оправачного стержня (если невоэмокно установить и задвинуть все секции одновременно, тогда их зддвига)ат по очереди) - во всех случаях переМещением справочного стержня против хода прокатываемай гильзы стыкуют секции оправки между собой и выставляют их так, что свободнь й передний край рабочей паверхно сти первой секции (саответствует первомумежклетьеваму промежутку, а прокатка на ней ведется ва второй клети) устанавливается к вертикальной аси симметрии валков первой клети, а одновременно с этим на проводку перед первой клетыа выставляютсекцию оправки с участка вспомогательных операций (следует отметить, что перед прокаткой первой трубы все секции одинаково охлаждены и смазаны и да:ке могут быть взяты с участка вспомогательных операций, если ега размеры позволяют принимать не только циркулирующие секции).В процессе задачи гильзы в валки первой клети гильза соприкасается с выставленной перед этой клеть)а секцией ипридвигает ее к остальным секциям, образуя единую составную оправку, при этом не на-, рушается контакт секции с проводкой, а когда секция заходит в гильзу малая разность их контактных диаметров обеспечивает возникновение силы трения, достаточной для сохранения целостности стыковки составной оправки.В момент прохожденйя передним краем гильзы вертикальной осй валков первой клети включает механизм перемещения оправочного стеожня и начинают перемещать стержень с расчетной скоростью, а, когда задний край гильзы трубы) проходит вертикальную ось валков последней клети, механизм перемещения оправочного стержня выключают, фиксируя стержень (фиксацию можно производить также по замерусмещения стержня, рассчитанного по формуле (6), выдающими валками трубу стягивают с последней секции опрацкикоторую удаляют на участок вспомогательных операций, отводя одновременно с этим оправочный стержень и удаляя из стана готовую трубу.Начальной операцией следующего цикла прокатки является перемещение оправочного стержня против хода прокатываемой гильзы для стыковки секций, оставшихся в межклетьевых промежутках, с выставлением свободного переднего края рабочей поверхности первой секции к вертикальной оси симметрии валков первой клети, а затем производятся все остальные операции без изменений,Формула изобретения Способ непрерывной прокатки труб, включающий деформацию трубы в нескольких ручьевых калибрах на сборной, состоящей из секций по числу калибров, оправке,упирающейся в оправочный стержень, перемещаемый по ходу прокатки во время5 прокатки и в обратном направлении послеудаления на охлаждение секции, примыка ющей к стержню, подачу трубой охлажденной секции к первому калибру до упора врасположенную в нем секцию, поджатую10 другими секциями и оправочным стержнем,о т л. и ч а и щ и й с я тем, что, с цельюповышения срока службы оправки без снижения качества труб путем обеспеченияравномерного износа оправки, длину сек 15 ции оправки выбирают равной 0,1;0.5 длины гильзы и это соотношениеустанавливают при выборе скоростей перемещения оправочного стержня и гильзы,при этом стержень перемещают на рассто 20 яние, равное сумме длин межкалиберныхпромежутков за вычетом длины оправки бездвух секций, а длины межкалиберных промежутков определяют после выбора числакалибров и коэфФициентов вытяжки в них25, по математическому выражейию:Т пП Р 1ЗОгде Ь - длина п-го межкалиберногб промежутка;1 - длинатильзы1 - длинасекции оправки,5,и - коэффициент вытяжки в -м калиби - порядковый номер калибра.1784305 Составитель В, ВоротниковРедактор С. Кулакова Техред М.Моргентал Корректор нчако Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 Заказ 4332 ТиражПодписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5