Способ задачи трубы в валки стана продольной прокатки

 

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано для кантовки трубы перед задачей ее в валки стана. Цель изобретения - повышение точности кантовки трубы в процессе задачи ее в валки. Воздействие на трубу осуществляют путем создания в плоскости разъема калибра валков периодических колебаний с частотой 2-25 раз в 1 с и амплитудой , составляющей 0,2-0,5 диаметра трубы. Их производят с момента достижения передним концом трубы расстояния до калибра, составляющего по величине не менее 0.3 длины трубы, до момента захвата переднего конца трубы валками стана продольной прокатки. 4 ил., 3 табл. (Л # и,

СсаЗ СОВЕТСКИХ

СС! jÈÀË ИСТИ f Е СКИХ

РЕСПУБЛИК (!9} (I l} — } (si}s В 21 В 39/20, 17/02

ГОСУДлРСТВЕН% И КО}КАТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯ}Я И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

С}Г1КСАНИЕ КЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ. - .1 .1 . Г, 1.г ч

G3.!

И (21) 4709295/02 (22) 3 i.03.90 (46) 15.01.92. Бюл. М 2 (71) Днепропетровский центр научно-технического творчества "Импульс" (72) А.А.Заяц, А.В.Соболенко, В.К,Кисиль, С.И.Ивченко и В., ЛЛедведев (53) 621.774.352,002,52 (088,8) (56) Авторское cnv:,етельство СССР

М 343724, кл. В 21 В 17/12, В 21 В 39/20, 1970.

Авторское свидетельство СССР !

Ф 997884, кл. В 21 В 39/20, В 21 В 17/02, 1981.

Авторское свидетельство СССР

М 138572, кл, В 21 В 39/20, 1961.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, в частности к способам и механизмам кантования труб.

Известны кантователи, обеспечивающие поворот трубы на 90 при отсутствии продольного ее перемещения;

Иззестен фрикционный заталкивателькантователь труб на автоматическом стане, выполненный в виде двух роликов, установленных на вертикальных валах с возможностью сеедения, которые односременно с заталкиванием трубы в стан производят ее кантоэку на 90 .

Однако на практике при транспортировке трубы после переого прохода возможна ее частичная раскантовка, т.о. утолщения трубы. прокат; нные в выпусках калибра, могут не совпадать с горизонтальной плоскость.о иэ-за существующего трения между (54) СПОСОБ ЗАДАЧИ ТРУБЫ В ВАЛКИ

СТАНА ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ (57) Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано для кантовки трубы перед задаче;; ее в валки стана. Цель изобретения — повышение точности кантовки трубы в процессе задачи ее в валки. Воздействие на трубу осуществляют путем создания в плоскости разъема калибра валков пеоиодических колебаний с частотой 2 — 25 раэ в 1 с и амплитудой, составляющей 0,2-0,5 диаметра трубы. Их производят с момента достижения передним концом труоы расстояния до калибра, составляющего по величине не менее 0,3 длины трубы, до момента захвата переднего конца трубы валками стана продольной прокатки. 4 ил„3 табл. база проводкой и трубой при ее перемещении. В результате этого после поворота трубы на

90 утолщенные участки оказываются не сориентированными по вершинам калибра.

Это приводит к снижению точности труб по толщине стенки, кроме того при сведении роликов возможно сплющивание труби.

Цель изобретения — повышение точности кантовки трубы в процессе задачи ее в валки.

Указанная цель достигается тем, что при продольном перемещении трубы, имеющей диаметрально расположенные утолщения, осуществляют дополнительное воздействие путем создания в плоскости раэье ла калибра валкое и;риодических ко-. лебаний трубы с частотой 2-25 рээа а секунду и амплитудой, составляющей 0,2-0,5 диаметра трубы, которые производят с мо1704875

10

20

55 мент:- .;пот; женил пер:..,ил1 концол> тоубы расс-,;.зния до калибра, ",,оставляющего по величине н: менео 0,3; ипи труб .,,;,о моM8HT 4 захвата породи Го ко)ьца тр, оы вял" ками ста а v:îäoëьно. и;окатки.

Прьдл .t! емый спп "об обесп" чииает точну о квнтоску принцип,: тельно и=,. -:.-",ащающей я тр бы, имеющс дийметрал! Йо pGG полот;енные утолщенные участки, и удер:::.ание трубы в скантованном nGllOiKBнии до захвата ее валк -;ми прокатного стана.

После дефорл1ацки в калибре первого стана продольной прокатки труба и:.: ат диаметр лоно расположенные утольцения (фиг.1): утолщенные участки (Яд) соответствуют участкам труби, пр=хатанным о выпусках калибра, а минимальные значения стенки (Seep) — вершинам калибра.

В связи с этим усилке сопротивления вынуждающей силе(силе вынуждающих колебан1й), приложенной в продольных плоскостях различно сориентированных относительно поперечного сечения, будет не одинаково: максимальное значение усилия сопротивления возникнет в плоскости

1-1, проходящей через диаметрально расположенные утолщения, а минимальное — в плоскости 2-2. Осуществляя воздействие созданием в плоскости разъема калибров валков периодических колебаний трубы, вызывают ее поворот вокруг продольной оси за счет возникающего крутящего момента

М, причем труба поворачивается и ориентируется в пространстве таким образом,,чтобы усилие сопротивления силе вынуждающих колебаний в плсскссти ее приложения было минимальным. Применительно к нашему случаю плоскость, проходящая через участки трубы с минимальной толщиной стенки. совместится с плоскостью разъема. калибра.

Если действие вынуждающей силы осуществляется е течение вссго времени движения трубы по рольгангу, то после поворота труба удерживается в сорентированном положении до захвата валками трубопрокатного стана. Предлагаемый способ задачи труби в валки стана обеспечивает раскатку утолщенных участков трубы в круглой зоне калибра валков.

Одним из вариантоа воздействия на трубу для осуществления колебаний при ее движении по горизонта",üíoìó рольгангу является, например, приложение вынуждающей с! лы.с помощью двух профилированных роликов, установленных на вертика,ьных валах и имеющих один привод, готпрый обеспеч..еает поочередное их отклонение B OGc стсрапы ст оси рольганга на определенную величину с определенной

:. стотой, На фиг.1 и обра:хепо поперечное сечение трубы, прокатанной в круглом калибре с округлыми выпусками; на фиг.2 — один из

03p èèòîB реализации способа: общий ьид рольганга с Tp ÎÎÉ и вертикальными роликами в момент их смещения влево (а) и вправо (б); на фиг.3 — разрез А-А (а) и Б-Б (б) на фиг.2 а,б); на фиг.4 — положение трубы до задачи в валки стана (a) и после кантовки (б) в момент захвата ее валками.

Диапазон характеристик (частота и AMплитуда вынужденных колебаний) установл:н, исходя кз требований о сохранении с,плошности металла и предот, ращения изменения формы трубы (появление трещин, смятие наружной поверхности трубы и пр.), а указанное расстояние до калибра валков — для выполнения требования точной кантовки трубы (поворота утолщенных участков трубы на требуемую величину при задаче трубы в калибр валков).

При частоте периодических вынужденных колебаний более 25 раз в секунду и с амплитудой более 0,5 диаметра трубы возникнут динамические удары о прокат, что вызовет повреждение его поверхности. Кроме того, при таковой амплитуде колебаний концов трубы возникает пластичный изгиб, приводящий к потере геометрической формы трубы, что доказано экспериментально в лабораторных условиях.

Нижние пределы характеристик связаны со скоростью кантовки и скоростью принудительного продольного перемещения трубы s реальном режиме эксплуатации прокатного стана. При существующих скоростях прокатки на современных трубопрокатных агрегатах возникает необходил1ость достижения скорости транспортировки трубы более 2 мlс. Вынужденные колебания с частотой менее двух раз в секунду и амплитудой менее 0,2 диаметра трубы не обеспечивают необходимой точности кантовки.

Это значит, что в течение времени задачи трубы в калибр не произойдет требуемой ориентации утолщений трубы и в таком положении произойдет захват трубы валками.

В результате утолщения трубы не раскатываются в круглых частях калибра, что приведет к снижению точности труб.

Поскольку труба имеет инерцию, то воздействие необходимо осуществить в течение некоторого минимального времени, достаточного для поворота трубы вокруг продольной оси. Если в процессе задачи тр,бы в калибр колебания производят с момента достижения переднил концом трубы

p:-,сстояния до калибра, составляющего ме1704875

10

50

55 нее 0,3 длины трубы.то иэ-за малого периодз ко-:ебаний у.олщенные учасгки труби нс будут сорентиpoB58bl строго по вершине к-.либра валков. 4 элсбатель н,й процесс необходимо осув оствить до . ломснта захвата металла валками стана. При прекращении колебаний до вхада переднего конца трубы в калибр валков произойдет частичная раскэцтовка трубы за счет самопроизвольного поворота трубы относительно своей продол:.ной оси, что приведат к снижению точности кантсвки.

Создание вынужденных колебаний, осушествляемых в пределах укаэанного диапазона характеристик, обеспечит задачу трубы в валки стгиа продольной прокатки в положении, ко да утолщенные участки скантованной труба сориентированы строго по вершинам калибра рабочих валков.

Пример. Существующее оборудование трубопрокатного агрегата 140 завода им. К.Либкнехта (г. Днепропетровск) позволяет, с учетом незначительной реконструкции транспортного рольганга, реализовать предлагаемый способ задачи трубы в валки стана продольной прокатки (СПГ1), Возможны различные варианты реализации и редлагасмого способа. Рассмотрим, например, вариант. приведенный на фиг.2— фиг.4.

Гильза из стали марки 45 размером

146 х 8,0 мм длиной 6,6 м прокатывается в валках СПП-1, кали= р которого имеет следующие основные параметры: высота Н = 144 мм, ширинэ В, =- 158,о мм, угол выпуска ав= 30 .

После СПП-1 черновая труба, имеющая наружный диаметр, измеренный на уча. стках, соответствующих вершинам калибра Ps<„=- 14; мм и выпускам калибра

Д, = 158 мм, передается на транспортный рольганг длиной 15 м. Время движения ерновпй тру5ы по рольгангу до захвата валками СИП-2 составляет 5-8 с. Номинальный размео черноокой трубы 144 х 6,0 мм. Г1ри этом толщина стенки участков трубы, прокатанных в выпусках калибра Spud = 8,8 мм, а на участках, соответствующих вершинам калибра Явор = 6,0 мм.

Задача труби в валки СПП-2 осуществляется при г1родолт-нол1 перел.ещении трубы и одноврелгенном воздействии на нее периодич:ских колебаний с помощью вертикальной секции рольг;нга, которая состоит из пары вертикальн -х роликов с пневматическим приводом, обеспечивающим возл1ожносгь поочередно-о смсщения оси роликпв иносителл;:о ге) . IëölàL ;;..lñÿ трубы. Величина см Lgcfl -:. 0 pl ике л ьн ых роликов от. лэсительно н;: -- льного псложения со20

40 ставляет 0,2-0,5 диа летра движущейся трубы (при Д рубь " 144 мм амплитуда составляет 28,8-72 мм), а частота выну><денных колебаний находится в пределах 2-25 раза в секунду, С целью определения характеристик способа провели экспериментальные исследования, сущность которых заключалась в варьировании переменных параметров (амплитуды и частоты периодических колебаний) и анализе влияния изменения этих параме ров на точность ориентирования движущейся трубы. Результаты экспериментов сведены в табл. 1, 2, 3.

3а 100.7 (стопроцентную) точность ориентирования (кантовки) трубы принята величина поворота трубы вокруг продольной оси не 90 (2т. Необходилло отметить, что точность ориентирования +15 достаточна для условий деформации трубы в круглом калибре на оправке за два прохода.

Зкспериментальные исследования показали, что при частоте колебаний вертикальных роликов менее 2 раза в секунду точность кантовки трубы к моменту задачи в валки СПП-2 составляет не более 70,. В табл. 1 показано влияние частоты периодических колебаний на точность кантовки трубы при скорости ее перемещения по рольгангу 2 мlс, амплитуде колебаний

0,4 Д р и расстоянии от переднего конца трубы до калибра валков 3500 м. При частоте более 25 раз в секунду точность кантовки не воэр:"тает, наблюдается нарушение геометрии труб. Величина смещения вертикальных роликов относительно начального положения менее 0,2 Д р обеспечивает точность кантовки трубы не более 687;, при увеличении указанного параметра более

0,5 Дтр возникают значительные колебания концов трубы, резко снижается скорость продольного перемещения трубы по рольгангу. В табл. 2 показано влияние амплитуды периодических колебаний на точность кантовки трубы при частоте колебаний 10 раз в секунду и расстоянии от переднего конца труби до оси валков 3500 мм, Варьированием расстояния от переднего конца задаваемой трубы до оси калибра валков определим оптимальную величину, характеризующую начальный момент периодических колебаний. При расстоянии равном 660 юл (0,1Ьр) в результате малого периода времени колебаний точность кантовки не превышала 50-55;/, С увеличением указанного расстояния точность кантоьки возрастает, однако начиная с расстояния, составляющего 0,3 длины трубы, точнссть кантовки стабилизируется.

1704875

Таблица 1

Точность кантовки т бы, Примечание

0,1 Дтр (14 4 MM)

0.2 Дтр (28,8 мм)

0,3 Дтр (43,2 мм)

0,4 Дтр (57,6 MM)

0,5 Дтр (72,0 мм) 60-68

78-82

80-82

83-90

88-93

94-95

0,6 Дтр (86,4 мм) Таблица 2

Блиян:;е н: - льногэ . О;..ента колс5лний на точность кзнтовки трубы при частоте колебаний 10 p ". в секунду при скорости перемещения трубы по рольгангу 2 м/с прсдставло. о т табл. 3.

При злд; г труб колебания осуществляют до момента зэхвзга металла валке" è.

Если колеГ I ия прекратить до входа трубы

В калибр валков, точность кан говки может уменьшитьсл за счет самопроизвольного поворота труб:, вокруг продольной оси, Если же В процессе задачи тру )ы В калибр кантовка произошла до моме1п а захвата металла валками, то действие колебаний продолжают, чем поддерживают трубу в скантованном положении, когда утолщения сориентированы строго по вершинам калибра валков.

Предлагаемый способ позволяет исключить влияние начального положения трубы в момент задачи ее в валки на точность ее ориентирования относительно калибра валков и, таким образом, обеспечивает прокатАмплитуда периодических колебаний трубы размером

144 х 6,0 мм ку у1 олщ ";;ных участков трубы по ьершинам калибра СПП-2.

Формула изобретения

5 Способ задачи трубы в валки стана продОлькОЙ прокатки, Ркл1очающий прОдольное перемещение трубы, имеющей диаметрально расположенные утолщения, с дополнительным воздействием для поворо10 та утолщений вокруг продольной Оси, о тл ича ю щий ся тем,что,с целью повышения точности кантовки трубы в процессе задачи ее в валки, дополнительное воздействие осуществляют путем создания в

15 плоскости разъема калибра валков периодических колебаний трубы с частотой 2 — 25 раз в 1 с и амплитудой, составляющей 0,2-0,5 диаметра трубы, которые производят с момента достижения передним концом трубы

20 расстояния до калибра, составляющего по величине не менее 0,3 длины трубы, до момента захвата переднего конца трубы валками стана продольной прокатки.

Низкая точность кантовки

Снижается скорость продольного перемещения трубы с 2 м/с до 1,1 м/с

Возникают значительные колебания концов трубы, в

2 раза превышающие амплитуду

Скорость продольного перемещения 1 ðóáû снижается о 0,6 — 0,8 м/с

1704075

Продолжение табл.2

Таблица 3

Составитель Л.Матурина

Техред M.Ìîðãåíòàë Корректор Н.Ревская

Редактор И.Сегляник

Производственно-издательский комбинат "Патент, г. Унгород, ул.Гагарина, 101

Заказ 148 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5