Технологический инструмент редукционного стана

 

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву— (22) Заявлено 02.07.80 (21) 2949843/22-02 с присоединением заявки ¹â€” (23) Приоритет— (51) М. Кл. а

В 21 В 17/14

Гасударственный комитет

Опубликовано 28.02.82. Бюллетень № 8

СССР (53) УДК 621.774..07 (088.8) по делан изобретеиий и открытий

Дата опубликования описания 05.03.82

Е. М. Халамез, Д. С. Фридман, А. В. Ни

А. М. Меньщиков, В. Я. Давыдов, Н. И. и А. П. Седов (72) Авторы изобретения

Уральский научно-исследовательский ин промышленности (71) Заявитель (54) ТЕХНОЛОГИЧЕСКИИ ИНСТРУМЕНТ РЕДУКЦИОННОГО

СТАНА

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а именно к редуцированию труб на непрерывных безоправочных станах.

При редуцировании точность труб в значительной степени определяется поперечной разностенностью, зависящей от большого количества факторов. Главным из них является неравномерность тангенциальной деформации по периметру калибра, обусловленная самой геометрией калибров валков.

Неравномерность радиальной деформации в двухвалковом овальном калибре (по вершине эта деформация наибольшая, а по выпуску отсутствует или происходит уширение) приводит к неравномерности тангенциальной деформации (наименьшее утолщение стенки в вершине, а наибольшее в выпуске). По вершине калибра иногда наблюдается даже утонение стенки, а если происходит утолщение, то его абсолютная величина меньше утолщения в выпуске в

8 — 12 раз, в зонах калибра, расположенных под углом 45 к вершине, утолщения стенки в 2 — 3 раза больше, чем в вершине, но значительно меньше, чем в выпуске.

Для улучшения качества труб известен в трубопрокатном производстве валок, исгользуемый в чередующихся горизонтальных и вертикальных двухвалковых клетях редукционного стана, профиль ручья которого выполнен по кривой Ламе. Тем самым обеспечивается более равномерная радиальная деформация трубы по периметру калибра и соответственно более равномерная тангенциальная деформация (1).

Однако построение этого профиля калибра, изготовление шаблонов и контроль соответствия ручья валков расчетному (по зависимости Ламе) профилю затруднен.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является техноло15 гический инструмент редукционного стана, в ключающий ряд двухвалковых калибров уменьшающегося поперечного сечения, посФ ледовательно расположенных с чередованием плоскостей разъема через 90 и образованных двумя ручьями, каждый из которых имеет центральную дугу с центром радиуса, лежащим на оси калибра и ниже плоскости его разъема (2).

Форма калибров близка к овальной. Это приводит к тому, что труба по вершине и

908434

1О

2О

2S зо зз

4S

От плоскости разъема калибра на перпендикулярной к ней (вертикальной) оси откладывают отрезки, равные половине высоты калибра, а на горизонтальной оси, ле- д жащей в плоскости разъема, отрезки, равныс половине ширины калибра. Высота Н и ширина B калибра рассчитываются по извыпуску принимает форму различной кривизны, т. е. при попадании элемента трубы, соответствующего вершине предыдущего калибра в выпуск последующего, труба большего радиуса изгибается до меньшего радиуса, а элемент трубы, попадающий из выпуска предыдущего калибра в вершину последующего, разгибается с меньшего радиуса на больший. В элементах трубы, соответствующих вершине и выпуску калибра, происходят знакопеременные деформации изгиба при переходе от калибра к калибру.

Такие чередующиеся изгибы и разгибы элементов трубы вызывают трещины на ее внутренней поверхности, что особенно проявляется при холодном редуцировании легированных и нержавеющих труб. При горячем редуцировании эти изгибы вызывают отслоения плен и разрывы металла в местах скопления неметаллических включений, что также ухудшает качество внутренней поверхности труб. Ухудшение качества внутренней поверхности при горячем редуцировании труб чаще наблюдается на пилигримовых и непрерывных агрегатах.

Цель изобретения — снижение поперечной разностенности труб.

Поставленная цель достигается тем, что в технологическом инструменте, включающем ряд уменьшающегося поперечного сечения двухвалковых калибров, последовательно расположенных с чередованием плоскостей разъема через 90 и образованных двумя ручьями, каждыи из которых имеет центральную дугу с центром радиуса, лежащим на оси калибра и ниже плоскости его разъема, каждый ручей имеет радиусные выпуски, плавно сопряженные с центральной дугой и выполненные радиусами, равными по величине радиусу центральной дуги, с центрами, расположенными на оси калибра, лежащей в плоскости разъема, причем величина радиусов постоянна для всего ряда калибров.

Инструмент позволяет равномерно распределять наводимую разностенность по периметрам калибров благодаря более равномерному распределению радиальных и тан генциальных деформаций, что способствует повышению качества труб.

На фиг. 1 показан технологический инструмент редукционного стана; на фиг. 2— профиль калибра.

Профиль калибра предлагаемого технологического инструмента, например, для пятиклетьевого редукционного стана строится следующим образом. вестным методикам. Затем радиусом R0, который выбирают большим, чем радиус заготовки, из центров, расположенных на вертикальной оси калибра и на горизонтальной оси, проводят дуги, которые проходят через точки, соответствующие концам отложенных отрезков.

Таким образом, получают замкнутую фигуру в виде криволинейного четырехугольника. Кривые, образующие углы этого криволинейного четырехугольника, сопрягают радиусом r, который равен или находится в диапазоне 1,0 — 1,1 величины радиуса готовой трубы. Центр радиуса сопряжения

r находится на пересечении дуг, проведенных из центров .соответствующих кривых профиля калибра, а радиусы этих дуг равны величине (R q — г) . Таким образом строятся все калибры инструмента редукционного стана. От калибра к калибру меняются расчетные высоты Н и ширины В калибра, меняется положение центров радиусов R 0 на осях калибра, меняется положение центра радиуса сопряжения r этих дуг, а сами величины R и r не меняются.

Деформирование трубы технологическим инструментом редукционного стана осуществляется следующим образом.

Как пример рассмотрим редуцирование в пяти клетях заготовки радиусом 21, 5 мм до готовой трубы радиусом 17,5 мм. При этом суммарное обжатие по диаметру 18 /р, а обжатия в первой клети составляют 4 /о, во второй и третьей 6 /0, в четвертой 4 /0 и в пятой обжатия нет., а происходит выравнивание периметра трубы. Отношения осей калибров (овализация) приняты в первой клети равными 1,08; во второй 1,07; в третьей 1,06; в четвертой 1,03 и в пятой 1,00.

Круглая заготовка радиуса 21,5 мм прокатывается сначала -в горизонтальном калибре, который образован дугами радиуса Ro =

= 65 мм, имеет ширину 43,05 мм и высоту

39,05 мм, а радиус сопряжения г=R =

= 17,5 мм. При этом в вершине калибра труба принимает кривизну с радиусом R<> и обжимается на 3,95 мм, а по выпуску она имеет возможность увеличиться в диаметре на 0,5 мм, но принимает кривизну того же радиуса.

Затем труба, принявшая профиль первого калибра, прокатывается в вертикальном калибре, который образован дугами того же радиуса, что и первый калибр, но имеет высоту 37,49 мм и ширину 40,11 мм. Труба по вершине второго калибра осаживается на 5,56 мм, а по выпуску имеет возможность ушириться на 1,06 мм и при этом кривизна профиля трубы как по вершине, так и повыпуску второго калибра не меняется. Не меняет кривизну и элемент трубы, находящийся в плоскости расположенной под углом 45 к вершине, так как здесь профиль первого и второго калибров выполнен одним и тем же радиусом сопряжения 17,5 мм.

908434

Кроме того, участок калибра с радиусом сопряжения дает возможность металлу уширяться и играет роль дополнительного выпуска калибра.

Аналогичные превращения происходят в третьем и четвертом калибрах, а последний, пятый калибр, выполнен круглым и в нем происходит выравнивание периметра трубы.

Предлагаемый инструмент делокализирует деформацию по профилю калибра. Ес10 ли в овальном калибре обжатие происходит в вершине и прилегающих к ней зонах профиля калибра, то предлагаемый инструмент обеспечивает более равномерное распределение радиальных и, как 15 следствие, тангенциальных деформаций.

Можно сказать, что наличие дополнительного мнимого выпуска калибра, расположенного под углом 45 к осям калибра, подобно применению четырехвалкового калибра в смысле распределения радиальных деформаций.

Таким образом, предлагаемый технологический инструмент, благодаря большей делокализации деформации в выпусках калибров, обеспечивает большее уменьшение д поперечной деформации (поперечной разностенности) трубы, а простота расчета профиля и изготовления валков, простота контроля соответствия профиля калибра расчетному, улучшение качества внутренней поверхности обеспечивают дополнительные пре- 30 имущества перед известными.

При редуцировании толстостенных труб по причине продольной разностенности с образованием «квадрата» на внутренней поверхности бракуется до 40О/О труб в партии, а некоторые размеры толстостенных труб по этой причине не редуцируют и получают готовые трубы с обкатного стана (на агрегатах с автоматическим станом), что снижает производительность всего агре- 40 гата на 5 — 20 /о.

Кроме того, на агрегатах с пилигримовыми станами, где в качестве заготовки используют слитки и повышена вероятность получения неметаллических включений и скрытых (закатных) плен в теле трубы, идущей на редуцирование, знакопеременные изгибы трубы приводят к раскрытию плен и разрывам внутренней поверхности трубы по неметаллическим включениям. Это приводит к,тому, что до 10О/о труб переводится во

50 второи сорт, отпускная цена которых значительно ниже.

Применение предлагаемого технологического инструмента для редукционного стана за счет более равномерного распределения радиальных деформаций по периметру и исключения знакопеременных изгибов элементов поперечного профиля трубы позволяет повысить их качество.

Снижение поперечной разностен ности позволяет наиболее полно использовать поле допусков в минусовую сторону, так как снижается опасность выпадания труб из поля допуска.

По известным заводским данным по причине плохой внутренней поверхности во второй сорт переводится 0,5 — IOO/О труб в зависимости от маркотипоразмера. Использование предлагаемого инструмента по сравнению с базовым обеспечивает снижение переводимых труб во второй сорт, что можно оценить в половину вышеуказанных величин, и при суммарном объеме производства порядка 700 тыс. т в год, при учете того, что цена одной тонны труб второго сорта на 50 — 60 р ниже, чем цена труб первого сорта, дает экономический эффект

450 — 550 тыс. рублей в год.

Формула изобретения

Технологический инструмент редукционного стана, включающий ряд двухвалковых калибров уменьшающегося поперечного сечения, последовательно расположенных с чередованием плоскостей разъема через

90 и образованных двумя ручьями, каждый из которых имеет центральную дугу с центром радиуса, лежащим на оси калибра и ниже плоскости его разъема, отличающийся тем, что, с целью снижения поперечной разностенности труб, каждый ручей имеет радиусные выпуски, плавно сопряженные с центральной дугой и выполненные радиусами, равными по величине радиусу центральной дуги, с центрами, расположенными на оси калибра, лежащей в плоскости разъема, причем величина радиусов постоянна для всего ряда калибров.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Авторское свидетельство СССР № 590025, кл. В 21 В 27/02, 1976.

2. Прокатка труб на установке со станом

Ассела. England F. J. Characteristcs of the

Assel Mill Process, «ТцЬе and Pipe Prod»

l.ondon, 1971, 17 — 22, Discuss, 23-26 (англ.)

ЭИ ППО № 18, 1972, 22 — 23.

908434

Редактор А. Мотыль

Заказ 590/9

Составитель Л. Матурина

Техред А. Бойкас Корректор В. Синицкая

Тираж 842 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I (3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП «Патент», г. Ужгород, ул. Проектная, 4