Способ прокатки трубной заготовки

Изобретение относится к области прокатки трубных заготовок в трехвалковых станах винтовой прокатки. Способ включает профилирование заднего конца заготовки в виде усеченного конуса. Минимизация глубины утяжины на заднем конце заготовки и уменьшение количества дефектов на внутренней и наружной поверхности готовых труб обеспечивается за счет того, что профилирование заднего конца заготовки осуществляют инструментом деформации одновременно с обжатием последней на трехвалковом стане винтовой прокатки. Регламентированные направление и скорость перемещения инструмента деформации позволяет спрофилировать задний конец заготовки в виде усеченного конуса требуемых размеров. 7 ил.

 

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прокатке трубных заготовок в трехвалковых станах винтовой прокатки.

Из существующего уровня техники известен способ винтовой прокатки в трехвалковых обжимных станах, при котором осуществляется обжатие цилиндрической заготовки вращающимися валками, установленными под углами подачи и раскатки относительно оси прокатки. Благодаря установке валков под углами подачи и раскатки цилиндрическая заготовка в процессе прокатки приобретает поступательное и вращательное движение, то есть каждая точка заготовки движется по винтовой линии. Задача цилиндрической заготовки в трехвалковый обжимной стан осуществляется с помощью вталкивателя, имеющего привод и установленного на входной стороне трехвалкового обжимного стана (В.П. Барабашкин, И.К. Тартаковский «Производство труб на агрегатах с трехвалковым раскатным станом», Металлургия, 1981 г., с.147 с ил.).

Недостатком такого способа обжатия цилиндрической заготовки является формирование утяжин на концах заготовки. Утяжина на заднем конце заготовки является причиной образования кольцевого отслоения на гильзе, получаемой при прокатке на прошивном стане. При малой толщине кольцевых отслоений происходит их обрыв, попадание в очаг деформации прокатных станов и вдавливание в поверхность трубы. В результате на внутренней и наружной поверхности образуются вмятины, являющиеся причиной брака. На фиг. 1а, б, в показаны утяжина на заднем конце заготовки после обжатия в трехвалковом стане винтовой прокатки, кольцевое отслоение металла на заднем конце гильзы и поверхность трубы с вмятиной.

Количество несоответствующих по вмятинам труб по прототипу составляет 4÷4,5%, что соответствует 12÷13 тыс. тонн труб в год.

Известен способ предварительного формоизменения заднего конца заготовки на ножницах горячей резки (патент RU 2470747 С1, опубл. 27.12.2012), заключающийся в профилировании заднего конца заготовки на ножницах и последующей прокатке ее в трехвалковом обжимном стане винтовой прокатки. Профилирование заготовки осуществляется при смятии штанги при ее резке на мерные длины благодаря специальной калибровке ножей. На основании проведенных экспериментов определена оптимальная форма ножей для резки заготовки с целью профилирования ее конца. Придание специальной формы концам заготовки на ножницах горячей резки перед обжимным станом не требует установки дополнительного оборудования и является экономически эффективным.

Однако у этого способа имеется ряд недостатков: новый способ резки не обеспечивает получение оптимальной формы профилированного конца заготовки, следовательно, не удается предотвратить образование утяжины на заднем конце заготовки при обжатии. Поэтому, применение указанного способа не обеспечивает эффективного уменьшения числа забракованных по вмятинам труб.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение является формирование профилированного конца заготовки оптимальных размеров и минимизация глубины утяжины на заднем конце цилиндрической заготовки при прокатке в трехвалковом стане винтовой прокатки, а также уменьшение числа забракованных по вмятинам труб.

Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых изображено:

на фиг. 1 - утяжина на заднем конце заготовки (а), кольцевое отслоение металла на заднем конце гильзы (б), наружная поверхность трубы с вмятинами (в);

на фиг. 2 - схема одновременного обжатия заготовки (1) валками (3) и профилирования ее заднего конца в виде усеченного конуса с помощью инструмента деформации (2);

на фиг. 3 - принципиальная схема формирования усеченного конуса на заднем конце цилиндрической заготовки (1) с помощью инструмента деформации (2) в процессе обжатия в трехвалковом обжимном стане винтовой прокатки.

на фиг. 4 - образец с усеченным конусом на конце, полученный при физическом моделировании;

на фиг. 5 - образец с усеченным конусом на конце, полученный при компьютерном моделировании;

на фиг. 6 - форма усеченного конуса, обеспечивающая минимальную глубину утяжины и уменьшение количества дефектов на внутренней и наружной поверхности готовых труб;

на фиг. 7 - развертка кольцевого отслоения на конце гильзы (а) и фото заднего конца гильзы (б).

Способ прокатки трубной заготовки осуществляют следующим образом: в момент захвата заготовка 1 приобретает винтовое движение, затем, когда передний конец заготовки выходит из очага деформации (установившийся процесс прокатки), инструмент деформации входит во входную проводку перед рабочей клетью трехвалкового стана винтовой прокатки, в которой осуществляется процесс профилирования заднего конца заготовки инструментом деформации. Для этого инструменту деформации 2 сообщают радиальную Vr, и осевую V2 скорости перемещения, причем осевые составляющие скорости инструмента и заготовки равны V1=V2 (фиг. 2 и 3). В результате обеспечивается получение на заднем конце заготовки усеченного конуса и уменьшение количества дефектов на внутренней и наружной поверхности готовых труб.

Способ прокатки трубной заготовки был исследован с помощью физического моделирования, включая промышленные опыты, и математического моделирования. Физическое моделирование процесса осуществлялось на образцах из пластилина. Задачей исследования являлось определение рациональной калибровки инструмента деформации и режимов профилирования заднего конца заготовки. На фиг. 4 показан образец с усеченным конусом на конце.

Аналогичные результаты были получены при компьютерном моделировании (фиг. 5).

В результате было показано, что при оптимальной калибровке инструмента деформации и оптимальных режимах профилирования конца заготовки можно получить форму в виде усеченного конуса. Промышленные опыты были направлены на изучение влияния формы заднего конца заготовки на размеры утяжины после обжатия в трехвалковом обжимном стане винтовой прокатки. В результате была найдена рациональная форма усеченного конуса (фиг. 6), обеспечивающая минимальную глубину утяжины и уменьшение количества дефектов на внутренней и наружной поверхности готовых труб.

Кроме того, промышленные эксперименты, проведенные на ТПА-80 ОАО «СинТЗ», по прошивке обжатых заготовок с минимальной глубиной утяжины показали, что кольцевое отслоение металла на заднем конце гильзы имеет толщину в основании более 4 мм, что минимизирует вероятность образования вмятин в процессе прокатки. На фиг. 7 представлена развертка кольцевого отслоения на конце гильзы (а) и фото заднего конца гильзы (б). На фиг. 7а li - высота отслоившегося металла, Si - толщина кольцевого отслоения.

Технический результат, достигаемый применением предлагаемого способа прокатки трубной заготовки, заключается в минимизации глубины утяжины на заднем конце заготовки при ее обжатии в трехвалковом стане винтовой прокатки, за счет предотвращения чрезмерного вытягивания наружных слоев заготовки по отношению к центральным слоям, и уменьшении количества дефектов на внутренней и наружной поверхности готовых труб.

Способ прокатки трубной заготовки, включающий профилирование заднего конца заготовки в виде усеченного конуса и ее обжатие в трехвалковом стане винтовой прокатки, отличающийся тем, что профилирование заднего конца заготовки осуществляют одновременно с ее обжатием, при этом профилирование заднего конца заготовки осуществляют инструментом деформации, выполненным с возможностью радиального и осевого перемещения, с перемещением инструмента деформации в осевом направлении со скоростью V 2 , равной осевой составляющей скорости заготовки V 1 , причем профилирование начинают при установившемся режиме прокатки.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трубному производству, а именно к холодной прокатке труб из α- и псевдо-α-сплавов на основе титана. Способ изготовления холоднодеформированных труб из α- и псевдо-α-сплавов на основе титана включает выплавку слитка, ковку слитка в β- и α+β-области с окончанием ковки в α+β-области в промежуточную заготовку с уковом от 2 до 3, прошивку осуществляют при температуре на 30-50°C выше Тпп, многоконусными валками и оправкой с заданной геометрией с подачей воды в зону деформации, раскатку заготовки производят при температуре на 10-90°C ниже Тпп, правку трубной заготовки - при температуре 350-400°C, холодную прокатку производят с коэффициентом вытяжки 1,5-4,5 за несколько этапов, чередуя с проведением промежуточных отжигов при температуре, равной 600-750°C, и последующую термообработку на готовом размере при температуре 580÷650°C.
Изобретение относится к области металлургии, в частности к способам производства труб диаметром 90-150 мм из высокопрочных алюминиевых сплавов на основе системы Al-Zn-Mg-Cu, используемых в авиакосмической, газонефтяной и атомной промышленности.

Изобретение относится к области трубопрокатного производства, а точнее, к способам получения бесшовных труб большого диаметра в агрегатах со станом-расширителем. .
Изобретение относится к технике и технологии ремонта насосных штанг. .
Изобретение относится к обработке давлением труднодеформируемых алюминиевых сплавов, например системы Al-Zn-Mg-Cu, предназначенных для деталей оборудования в атомном, авиационном и космическом машиностроении.

Изобретение относится к способу производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов из сварных прямошовных передельных трубных заготовок, и может быть использовано при производстве холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности по стенке на станах ХПТ 250 и ХПТ 450.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к способу производства холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов из сварных прямошовных передельных трубных заготовок, и может быть использовано при производстве холоднокатаных труб большого и среднего диаметров повышенной точности по стенке на станах ХПТ 250 и ХПТ 450.

Изобретение относится к способу производства передельной трубной заготовки для прокатки холоднокатаных труб большого и среднего диаметров из труднодеформируемых марок стали и сплавов.
Изобретение относится к области машиностроения, точнее к трубопрокатному производству и может быть использовано для повышения коррозионной стойкости горячекатаных труб вообще и насосно-компрессорных труб в частности.

Изобретение относится к трубному производству и может применяться при изготовлении бесшовных труб из - и псевдо- -титановых сплавов. .

Изобретение относится к производству бесшовных холоднокатаных труб размером 377×8-18 мм для объектов атомной энергетики из стали марки 08Х18Н10Т-Ш. Бесшовные холоднокатаные трубы размером 377×8-18 мм получают из слитков-заготовок электрошлакового переплава размером 620×115×1750±25 мм с последующей прошивкой слитков-заготовок в стане поперечно-винтовой прокатки в гильзы-заготовки. Затем осуществляют нагрев гильз-заготовок, их прошивку и раскатку в стане поперечно-винтовой прокатки на оправке диаметром 440 мм с вытяжкой μ=1,35 и подъемом по диаметру δ=3,18% в гильзы размером 650×вн.455×2840-2930 мм. Осуществляют прокатку гильз на ТПУ 8-16ʺ с пилигримовыми станами с последующей механической обработкой - расточкой и обточкой их в передельные трубы размером 474×18, 474×20, 474×24, 474×26 мм и их прокатку на стане ХПТ 450 в товарные трубы размером 377×8-18 мм. В результате обеспечивается снижение шероховатости наружной и внутренней поверхностей труб, а также их стоимости. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к производству бесшовных холоднокатаных труб размером 426×8-10 мм. Производство труб осуществляют из передельных труб-заготовок размером 474×13×4700-5000 мм, полученных механической обработкой – расточкой и обточкой передельных горячекатаных труб размером 490×32×9400-10000 мм, прокатанных на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 650×вн.300×2100±50 мм. В результате обеспечивается снижение расхода металла, снижение шероховатости наружной и внутренней поверхностей и увеличение длины труб. 1 табл.

Изобретение относится к производству бесшовных холоднодеформированных труб размером 168,3×10,6×5000-10000 мм из коррозионно-стойкого сплава ХН30МДБ. Осуществляют отливку центробежно-литых заготовок размером 500×125×2600±50 мм, расточку центробежно-литых заготовок в механически обработанные заготовки размером 500×115×2600±50 мм, нагрев заготовок до температуры пластичности, прокатку на пилигримовом стане в передельные горячекатаные трубы размером 325×45×7600-8000 мм. Осуществляют порезку передельных горячекатаных труб на трубы равной длины, расточку и обточку передельных горячекатаных труб в трубные заготовки размером 310×30×3800-4000 мм. Осуществляют прокатку механически обработанных трубных заготовок размером 310×30×3800-4000 мм на станах ХПТ по маршрутам: 310×30×3800-4000 - 273×23×5300-5500 - 219×16×9100-9500 мм, резку холоднокатаных труб размером 219×16×9100-9500 мм на две трубы размером 219×16×4550-4750 мм и прокатку их на стане ХПТ в товарные трубы размером 168,3×10,6×5000-10000 мм. В результате снижаются расход металла и стоимость труб. 1 табл.

Изобретение относится к изготовлению муфтовых труб размером 108×18×7400-7600 мм из коррозионно-стойкого сплава марки ХН30МДБ. В качестве заготовки для производства муфтовых труб используют полые центробежно-литые заготовки размером 460×120×2700±50 мм из сплава марки ХН30МДБ для прокатки их на пилигримовом стане в передельные горячекатаные трубы. При этом осуществляют прокатку на стане ХПТ в холоднодеформированные муфтовые трубы размером 108×18×7400-7600 мм с относительными обжатиями по стенке δ1m=8,0%, δ2m=8,7%, δ3m=7,1%, δ4m=7,7% и коэффициентами вытяжки μ1=1,38, μ2=1,46, μ3=1,40, μ4=1.37. В результате обеспечивается снижения расхода металла при производстве холоднодеформированных муфтовых труб. 1 табл.

Изобретение относится к производству бесшовных холоднокатаных труб размером 426×20-22 мм. Производство труб осуществляют из передельных труб-заготовок размером 474×25×3700-3900 мм, полученных механической обработкой – расточкой и обточкой передельных горячекатаных труб размером 490×42×7400-7800 мм, прокатанных на ТПУ 8-16'' с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 650×вн.300×2100±50 мм. В результате обеспечивается снижение расхода металла, снижение шероховатости наружной и внутренней поверхностей труб и увеличение длины труб. 1 табл.

Изобретение относится к производству бесшовных холоднокатаных труб размером 426×11-13 мм. Производство труб осуществляют из передельных труб-заготовок размером 474×13×4700-5000 мм, полученных механической обработкой – расточкой и обточкой передельных горячекатаных труб размером 490×32×9400-10000 мм, прокатанных на ТПУ 8-16" с пилигримовыми станами из полых слитков-заготовок ЭШП размером 650×вн.300×2100±50 мм. В результате обеспечивается снижение расхода металла, снижение шероховатости наружной и внутренней поверхностей труб и увеличение длины труб. 1 табл.

Изобретение относится к производству бесшовных холоднокатаных труб размером 426×8-13 мм. Осуществляют отливку полых слитков электрошлаковым переплавом, расточку и обточку их в полые слитки-заготовки, нагрев слитков-заготовок в методической печи, прокатку их на пилигримовом стане, а затем прокатку механически обработанных труб-заготовок на стане ХПТ в товарные трубы по приведенным в формуле маршрутам. В результате снижается расход металла, снижается шероховатость наружной и внутренней поверхностей, увеличивается длина труб. 2 з.п.ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к шестигранной трубе из стали с содержанием бора от 1,3 до 3,0%. Поперечное сечение трубы выполнено в виде шестигранника с плоскими гранями размером "под ключ" 257+2/-3 мм, радиусом закругления граней по наружной поверхности r=20 мм, с толщиной стенки S=6+2/-1 мм и длиной L=4300+80/-30 мм. Упомянутые грани выполнены с прогибом во внутрь радиусом R=982 мм, а величина прогиба по центру граней δ=2,0-2,5 мм и определяется из выражения где В - размер "под ключ" шестигранной трубы-заготовки по плоским граням, мм; S - толщина стенки шестигранной трубы-заготовки, мм; В1 - размер "под ключ" проходного калибра, мм. В результате расширяются технологические возможности. 2 н.п. ф-лы, 1 ил., 1 табл.

Изобретение относится к области производства бесшовных труб. Комбинированный прокатный стан для поперечно-винтовой прокатки имеет валки, оси которых расположены под углом к оси изделия. Повышение экономичности производства обеспечивается за счет того, что стан содержит прошивную клеть (2) с прокатными валками, оси которых расположены под углом к оси изделия, для прошивки первой трубы (7) с первой длиной, меньшей по сравнению с расстоянием до следующей чистовой клети (3). Стан имеет стержень (6), на конце которого расположен первый концевой прошивной инструмент (20), а также второй чистовой инструмент (21), установленный рядом с чистовой клетью (3). Чистовая клеть (3) расположена после прошивной клети (2) таким образом, чтобы во время прокатки передний конец первой трубы (7) мог быть загружен в чистовую клеть (3) только после того, как задний конец первой трубы (7) будет полностью выгружен из прошивной клети (2). 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 4 ил.

Изобретение относится к трубному производству, а именно к изготовлению трубных заготовок для производства холоднодеформированных труб из титановых сплавов для изделий судового машиностроения и энергетических установок. Способ включает ковку слитков из титановых сплавов ПТ-1М и ПТ-7М. Улучшение проработки структуры, уменьшение толщины газонасыщенного слоя до минимума обеспечивается за счет того, что непосредственно на цельной механически обработанной кованой заготовке с торца растачивают глухое отверстие для наполнения его стеклосмазкой определенного состава для облегчения процесса прошивки заготовки при температуре Тпп - 20÷30°C. 1 пр., 3 табл.

Изобретение относится к области прокатки трубных заготовок в трехвалковых станах винтовой прокатки. Способ включает профилирование заднего конца заготовки в виде усеченного конуса. Минимизация глубины утяжины на заднем конце заготовки и уменьшение количества дефектов на внутренней и наружной поверхности готовых труб обеспечивается за счет того, что профилирование заднего конца заготовки осуществляют инструментом деформации одновременно с обжатием последней на трехвалковом стане винтовой прокатки. Регламентированные направление и скорость перемещения инструмента деформации позволяет спрофилировать задний конец заготовки в виде усеченного конуса требуемых размеров. 7 ил.

Наверх