Способ прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане
Изобретение относится к трубному производству, а именно к способу прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами. Способ прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане в процессе прокатки включает редуцирование гильзы и обжатие по стенке на дорне, где редуцирование производят с вытяжкой 1,09-1,16, при этом разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна определяют из выражения
где Δ - разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна, мм; μ - вытяжка при редуцировании; Дг - диаметр гильзы, мм; Sг - толщина стенки гильзы, мм, а отношение диаметра гильзы к толщине стенки ≤10. Техническим результатом является исключение затяжек (застреваний) дорнов при прокатке и надрывов на наружной поверхности, а также снижение нагрузок в процессе прокатки.
Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали, и может быть использовано на трубопрокатных установках с пилигримовыми станами.
В трубопрокатном производстве известен способ производства труб из труднодеформируемых марок стали с повышенным коэффициентом линейного расширения, где для исключения затяжки дорнов предложено докатку пилигримовых головок производить после смещения гильзы относительно дорна усилием подающего аппарата при недокате пилигримовой головки, равном 0,5-1,2 диаметра гильзы, а за каждую подачу и откат дорн извлекают из гильзы-трубы усилием подающего аппарата на величину 0,5-1,0 величины подачи гильзы в очаг деформации (Патент РФ № 2221656, бюллетень № 2, 20.01.2004).
Недостатком данного способа производства труб из труднодеформируемых марок стали с повышенным коэффициентом линейного расширения является то, что он только уменьшает количество затяжек, но не устраняет их полностью, так как при интенсивном охлаждении валков водой охлаждается и труба, которая вплотную по периметру охватывает дорн, и усилий подающего аппарата не хватает для преодоления сил трения, возникающих между дорном и трубой.
Известен способ прокатки труб на пилигримовом стане, где в процессе прокатки очаг деформации имеет зону редуцирования. Рекомендуется уменьшать зазор между дорном и гильзой, т.е. зону редуцирования, из-за ухудшения условий затравки и укорочения зоны обжатия стенки (Ю.М.Матвеев, Я.Л.Ваткин. Калибровка инструмента трубных станов, изд. Металлургия, Москва, 1970, с.141).
Недостатком указанного способа является то, что его можно использовать для прокатки труб из малоуглеродистых, углеродистых и низколегированных марок стали, но прокатка труб из гильз с соотношением Дг/Sг<10 труднодеформируемых марок стали приводит к перегрузу двигателя, поломкам шпинделей, надрывам наружной поверхности и застреванию трубы на дорне.
Техническим результатом предложенного способа является исключение затяжек (застревания) дорнов при прокатке, исключение поломок оборудования, возможность вести прокатку труб из труднодеформируемых марок стали без образования надрывов на наружной поверхности.
Технический результат достигается тем, что в известном способе прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане, включающем редуцирование гильзы и обжатие по стенке, редуцирование гильзы производят с вытяжкой 1,09-1,16, при этом разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна определяют из выражения
где Δ - разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна, мм;
μ - вытяжка при редуцировании;
Дг - диаметр гильзы, мм;
Sг - толщина стенки гильзы, мм,
а отношение диаметра гильзы к толщине стенки ≤10.
Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что заявляемый способ производства труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане отличается тем, что редуцирование гильзы производят с вытяжкой 1,09-1,16, где разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна определяют из выражения:
при этом отношение диаметра гильзы к ее стенке не должно превышать ≤10.
Таким образом, заявляемый способ соответствует критерию "Изобретательский уровень".
Сравнение заявляемого способа не только с прототипом, но и другими техническими решениями в данной области техники не позволяет выявить в них признаки, отличающие заявляемый способ от прототипа, что соответствует патентоспособности "Изобретательский уровень".
Предложенный способ прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане заключается в том, что, осуществляя прокатку с разностью между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна, вычисленной по формуле при заданном интервале вытяжек с отношением Дг/Sг≤10, исключает затруднения при затравке, а за счет повышенного отрыва металла от дорна в поперечном выпуске валков в зоне редуцирования при последующей подаче вследствие внеконтактной деформации внутренний диаметр гильзы становится больше диаметра дорна на величину, превышающую усадку при охлаждении, что исключает затяжку дорна. Повышенная величина редуцирования снижает динамические нагрузки, а устранение посадки трубы на дорн уменьшает нагрузку при деформации стенки гильзы и исключает надрывы на наружной поверхности труб.
Способ прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемой марки стали 10Х23Н18-Ш был опробован на пилигримовой установке ТПА 8-16'' ОАО «ЧТПЗ». Полую заготовку ЭШП поставки Златоустовского металлургического завода размером 551×85,5 мм прокатали в трубы размером 374×36 мм на дорне диаметром 315/316 мм. Затруднения при затравке и снятии труб с дорна, а также надрывы на поверхности труб отсутствовали.
Предварительная прокатка труб с зазором между внутренним диаметром заготовки и дорном до 30 мм приводила к затяжкам и надрывам на поверхности труб.
Использование способа прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане позволит исключить затяжки на дорне, надрывы на поверхности труб, а также снизит нагрузку на привод пилигримового стана при прокатке.
Способ прокатки труб большого диаметра из труднодеформируемых марок стали на пилигримовом стане, включающий редуцирование гильзы и обжатие по стенке на дорне, отличающийся тем, что редуцирование производят с вытяжкой 1,09-1,16, при этом разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна определяют из выражения
где Δ - разность между внутренним диаметром гильзы и диаметром дорна, мм;
μ - вытяжка при редуцировании;
Дг - диаметр гильзы, мм;
Sг - толщина стенки гильзы, мм, при этом Дг/Sг≤10.
