Способ прокатки труб на редукционном стане и технологический инструмент для его осуществления

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСНИХРЕСПУБЛИК и 4 В 21 В 17/1 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 4358082/2304.01.8823.11.89.Уральскийинститут т(57)прокаиспол ПОСОБ ПРОКАТКИ ТРУБ НАСТАНЕ И ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯзобретение относится кному производству и можзовано на редукционных ЕДУКЦИ- ИНСТРУтрубо ет бы стана ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР Е.М.Халамез, Д.С.фридман,линов, А.В.Никитюк, М.Ф.СтолетЭ.Ю.Шамраков, Л,НКузнецов.Осламенко621 774,72 (088.8)Авторекое свидетельство СССР222, кл, В 21 В 17/14, 1978.уляев Г,И. и др. Непрерывная бевочная прокатка труб. - М.: Меургия, 1975, с.264. Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение расхода металла. При редуцировании трубы втрехвалковых калибрах одновременнос осевым растяжением ее подвергаютзнакопеременным деформациям изгиба вчерновых калибрах в вертикальной плоскости при направлении изгиба трубывогнутостью в сторону горизонтального валка смещением оси калибра относительно оси стана на расчетную величину. Технологический инструмент дляосуществления способа содержит рядтрехвалковых калибров. В каждом калибре, образованном ручьями трех валков, .один валок 1 расположен горизонтально, а два других валка 2 и 3наклонно. Каждый наклонный валок выполнен с ребордами неравного диаметра. Причем больше по диаметру реборды обращены к ребордам горизонтально.расположенного валка. 2 с.п.ф-лы,3 ил.,2 табл.Изобретение относится к трубопрокатному производству и может бытьиспользовано при прокатке труб на непрерывных безоправочных станах.5Цель изобретения - повышение производительности и уменьшение расходаметалла.На фиг.1 схематически изображентехнологический инструмент редукционного стана, на фиг.2 - трехвалковыйкалибр х-й клети; на фиг,3 - то же,(1-1)-Й клети,Предлагаемый способ. осуществляютна редукционном стане, на котором 15установлены числа оборотов валков таким образом, чтобы их соотношениепри заданных суммарном обжатии и исходных размерах заготовки обеспечивало общее натяжение, позволяющее по Олучить необходимую величину стенкитрубы без учета осевых деформаций,определяемых изгибом. При этом первыеи последние калибры устанавливают пооси стана, а внутренние калибры так, 25чтобы центры их быпи смещены относительно оси стана в сторону, противоположную валку, ось которого располагается горизонтально. Затем трубу-заготовку задают в валки,. где она нрокатывается, подвергаясь деформациямизгиба и натяжения одновременно.Необходимые величины смещения центра калибра определяют из следующихсоображений. Трубу рассматривают какбалку переменного сечения, т,е. вкаждом х-м промежутке между калибрами сечение определяется диаметром калибра и стенкой в предыдущем калибре.В первом приближении принимают, 4 Очто труба-балка под действием смещения (Ь,) 1-го калибра изгибается подуге окружности радиусом К причемокружности, по которым изгибаются двасмежных участка балки-трубы, плавносопрягаются (см. Фиг. 1).Из геометрических соотношений величину смещения, определенную каквысоту сегмента, образованного окружностью радиуса К; и хордой, равнойдлине 1 межкалибрового промежутка,рассчитывают по формулегде радиус гиба трубы в ь-м калибреКц = К;25 Оа а , - диаметр трубывходящейв 1-й калибр,В процессе прокатки в промежуткахмежду калибрами труба подвергаетсявоздействию двух силовых Факторов -растяжению и изгибу.Одновременное воздействие натяжения и изгиба в противоположных направлениях блокирует деформации сжатия эа счет смещения нейтрального сечения и обеспечивает дополнительную вытяжку. Это означает, что обусловленные только напряжениями натяжения деформации будут значительно меньше,чем деформации от совместного воздействия натяжения и изгиба,Для осуществления предлагаемого способа технологический инструмент содержит калибры, образованные ручьями трех валков, при этом реборды валка 1, ось которого расположена горизонтально, выполнены одинакового диаметра Р а у валков 2 и 3, оси которых расположены под углом к горизонту, реборды выполнены различного диаметра Р;, причем большие по диаметру реборды обращены к ребордам горизонтально расположенного валка.Такое выполнение инструмента обеспечивает во время прокатки смещение калибра относительно оси стана при установке калибров (фиг.1). Труба захватывается валками первого калибра, центр которого не смещен, и движется по оси стана, затем она попадает во второй калибр и смещается вверх, так как его ось смещена в этом направлении. Затем труба в последующем калибре отклоняется вниз, из-за чего направление изгиба трубы меняется на обратное, так как валок, имеющий горизонтальную ось в трехвалковом стане, устанавливается попеременно верхним или нижним.Таким образом, технологический инструмент обеспечивает энакопеременные изгибы трубы от калибра к калибру, что и требуется для осуществления предлагаемого способа безоправочной непрерывной прокатки.Так как жесткость сечения прокатываемой трубы на изгиб от начала к концу стана уменьшается вследствие интенсивного уменьшения диаметра при почти неизменной стенке, то величина смещения калибра от начала стана к концу также уменьшается, а радиусы изгиба К; увеличиваются (фиг.1), Это5 15объясняется тем, что сечение меньшей жесткости йри наименыиих значениях воздействующих изгибающих моментов переходит в пластическое состояние.Фактическая толщина стенки трубына выходе из стана, соответствующая общему фактическому натяжению, определяется какра ктБк кНнгде Б - толщина стенки, получаемаяна выходе стана работают нщего с натяжением ЕОба фрассчитанным без учета изгиба;6 Бд - дополнительное от введенияперегибов трубы утонениестенки.Проверку эффекта появления дополнительной вытяжки от наложения изгибов трубы прн ее беэоправочной прокатке с натяжением провели на простейшей лабораторной установке, Этаустановка представляла собой прокатную клеть, дуо, на валках которой нарезаны ручьи, образующие овальныйкалибр, Переднее и заднее натяжениесоздавалось грузами, закрепленнымина канатах, которые через блоки соединялись с концами прокатываемой трубы. Смещение центра калибра Ь от осистана моделировалось смещением .осей блоков по вертикальной оси. Это смещение фиксировалось в виде угла между осью трубы, входящей (или выходящей) из блоков, и горизоятальной . осью, проходящей через центр калибра, образованного ручьями валков прокатной клети.Медная холоднотянутая трубка размером 4,95 х 0,636 мм, имеющая предел текучести 5 , равный 23,20 кг/мм2. и предел прочности 5 , равный 25,58 кг/мм , прокатывалась в калибре, имеющем высоту 4,38 мм и ширину 4,68 мм (средний диаметр калибра 4,52 мм), что соответствует обжатию (ш), равному 8,487. Натяжение создавалось постоянными грузами (набором калиброванных гирь) 47,5 и 52,5 кг, причем переднее и заднее натяжение для конкретного эксперимента создавалось одинаковыми грузами.Осевая деформация фиксировалась замером штангенциркулем расстояний между нанесенными на наружной поверхности трубы рисками, а также измере 23201 6ниями поперечного сечения трубы дои после прокатки микрометром.Результаты экспериментов представ лены в табл.1.Из табл.1 видно, что осевая деформация трубы возрастает по мере ростанатяжения и при наложении изгибовтрубы в калибре. Так, осевая деформа ция при натяжении грузами 47,5 кг сосмещением калибра относительно осистана, что задавалось углом выходапереднего конца трубы из калибра,равным 17,0 , и входом под углом 15 15,5 , больше, чем эта же деформациябез смещения калибра, на величину1,423. Аналогичная картина наблюдается и при прокатке с натяжением, обеспечиваемым грузами весом 52,5 кг.20 Осевая деформация трубы 5, прокатываемой с изгибом, больше, чем трубы 4,прокатываемой без изгиба, на 1,447Таким образом, проведенные лабораторные исследования показали нали чие дополнительной осевой вытяжкитрубы при введении изгибов при безоправочной прокатке. В этих исследованиях использовались малые величиныпластического натяжения Е (см.06 М 30 табл.1) и были получены относительнобольшие дополнительные деформациивытяжки. Экстраполируя полученныерезультаты на случай горячей безоправочной прокатки труб с пластическим натяжением 0,40-0,75, определяютдополнительную осевую вытяжку от изгиба трубы в пределах одного калибра,равную 1,5-2,0 Х.Дополнительная вытяжка от изгибов 40 трубы при прокатке с натяжением, которая реализуется в предлагаемомспособе, позволяет повысить производительность трубопрокатного агрегата и снизить удельный расход меВ табл.2 представлены элементывальцетабеля прокатки трубы размером57 х 4,5 мм, построенного с использованием известной технологии и по предлагаемому способу.Как видно иэ табл.2, производительность предлагаемого способа припрокатке трубы размером 57 л 4,5 мм выше на 7,77., чем у известного способа.Это повышение производительности достигается возможностью прокатки болеетолстостенной трубы после непрерывного стана, более толстостенной гильзыи увеличением длины заготовки, кото 1523201рые определяются повышенной вытяжной где радиус гиба трубы в -м калибреспособностью редукционного стана. станаформула изобретения 1. Способ прокатки труб на редукционном стане, включающий деформацию с уменьшением диаметра трубы в черновьм и чистовых трехвалковых калибрах сосевым растяжением трубы между ка"члибрами, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения производительности и уменьшения расхода металла, трубу подвергают знакопеременной деформации изгиба в черновых калибрах в вертикальной плоскости при направлении изгиба трубы вогнутостью в сторону валка, расположенного гори-, зонтально, а величину смещения оси трубы Ь, относительно оси стана в сечении выхода из калибров устанавливают из соотношения- радиус горизонтальноговалка по вершине -го калибра, мм;2. Технологический инструмент дляпрокатки труб на редукционном стане,содержащий последовательно расположенные калибры уменьшающегося по ходу прокатки диаметра, образованныеручьями трех валков, из которых одинвалок расположен горизонтально, адва других - наклонно, о т л и ч а -ю щ и й с я тем, что каждый наклонйвй валок выполнен с ребордами неравного диаметра, причем большие по ди аметру реборды обращены к ребордамгоризонтально расположенного валка.фффЪ Ф Иск ООО ООО л В 1 б Л ф ОО ООО еф тф ф Ц ффЪ О О Оа а л афЪ Ю О О О Оф ф СОО - ф- ЦЪОфЛ л а а й Ъ О сО О Ф ф Х О В Э О ФЧ СЧ1 О Са л А ФФ 1 фЪЩ л а аЛлЧ с 1 Ф 4 ффЪФ о ь 1 ОЫ 1 О ОМ Р ф 10 ЫЗсЭ в Ф 1 ЬО 1 Ф О 7 Х Ж Ка,наФа 9 Р фОЦФЗЖФ О О л а л фЛЛ фф-ФФ ЪОфф сЧ сс 1 еФЮ фЪь Л Л г л Ф О 331523201 Корректор Т.Палий едактор Н.Тупиц изводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина,Составитель Л.КондратТехред Л.Олийнык. Заказ б 990/8 Тираж 459 ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям 113035, Москва, Ж, Раушская ндписное открытиям при ГКНТ СССР д. 4/5