BRPI0922639B1 - Processo para a fabricação de tubos sem costura de metal, por meio de um laminador de barra de três cilindros - Google Patents

Processo para a fabricação de tubos sem costura de metal, por meio de um laminador de barra de três cilindros Download PDF

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Abstract

processo para a fabricação de tubos sem costura de metal, por meio de um laminador de barra de três cilindros. a invenção refere-se a um processo para a fabricação de tubos sem costura de metal, em particular, de aço, sendo que, um bloco oco quente produzido antes, por meio de um laminador de barra de três cilindros é estirado sobre uma barra de mandril para formar um tubo mãe, e antes da entrada no laminador de barra, o bloco oco é provido de uma etapa de laminação que torna o diâmetro uniforme por meio de um suporte conectado à frente. neste caso, está previsto que , os cilindros do suporte conectado à frente sejam movimentados para cima e aproximados na mesma medida que o suporte de moldagem do laminador de barra, sendo que, o raio de base de calibragem dos cilindros do suporte conectado à frente se estende além de 60º, e a esse raio de segue um raio de flancos com passagem tangencial, que é dimensionado de tal modo que, também no caso de avanço máximo dos cilindros na área dos flancos quase não ocorre nenhuma redução de diâmetro do maior diâmetro do bloco oco a ser esperado.

Description

[0001] A invenção refere-se a um processo para a fabricação de tubos sem costura, por meio de um laminador de barra de três cilindros de acordo com o preâmbulo da reivindicação de patente 1.
[0002] Um processo de acordo com o gênero é descrito no Stahl- rohr Handbuch/ Manual de tubo de aço (editora Vulkan, Essen, 12a. Edição 1995, pp. 107 a 111).
[0003] Laminadores de barra, que trabalham, por exemplo, de acordo com o processo contínuo de tubo são usados para a fabricação de tubos sem costura. Eles têm a tarefa de estirar o bloco oco quente produzido antes por meio de laminação inclinada para formar um tubo mãe. Esse tubo mãe é reduzido, em seguida, em um laminador de barra de medida ou de estiramento, à dimensão final desejada.
[0004] Em princípio, há laminadores de barra em duas formas de execução, com dois ou três cilindros por suporte. O número de suportes, neste caso, oscila normalmente entre quatro e oito.
[0005] É conhecido que, laminadores de barra reagem de modo muito sensível a oscilações da espessura de parede, e do diâmetro do bloco oco que entra. Tais oscilações, contudo, nem sempre podem ser evitadas durante o processo de laminação inclinada, através do qual o bloco oco normalmente é fabricado.
[0006] Em particular, laminadores inclinados, com discos de Dies- cher como meios de guia, produzem blocos ocos com diâmetros que desviam da "área de filete" na área do topo e na área da base. No processo de laminação de barra esses desvios podem levar ao sublota- ções de calibragem, a estrangulamentos da espessura de parede até a furos e superlotações de calibragem.
[0007] Para minimizar falhas desse tipo, além disso, é conhecido conectar em série ao processo de laminação de barra, um suporte de redução de bloco oco (Void Reduction Stand). No caso de urn laminador de barra de dois cilindros, um suporte desse tipo tem quatro cilindros, e no caso de um laminador de barra de três cilindros tem três cilindros.
[0008] Em suportes de redução de bloco oco conhecidos é desvantajoso o fato de que, as condições de laminação no laminador de barra, todavia, se alteram com diferentes diâmetros do bloco oco.
[0009] Disso resulta o fato de que, para o laminador de barra surgem diferentes condições de entrada na moldagem (folga de entrada do bloco oco para a barra, redução do diâmetro externo no primeiro suporte), o que, por sua vez, pode ter efeitos negativos sobre a qualidade do tubo.
[00010] A tarefa da presente invenção é fixar a calibragem e a forma de movimento do Void Reduction Stand (VRS) para um laminador de barra de três cilindros de tal modo que, também no caso de diferentes diâmetros do bloco oco, quase as mesmas condições de laminação sejam válidas para a moldagem no laminador de barra.
[00011] Neste caso, para a laminação no laminador de barra vale compensar os desvios de diâmetro no bloco oco ou também de bloco oco para bloco oco o mais possível e, ao mesmo tempo, evitar uma sublotação ou superlotação do calibre.
[00012] Essa tarefa é solucionada de acordo com o preâmbulo em ligação com as características da reivindicação 1. Aperfeiçoamentos vantajosos são objeto das reivindicações subordinadas.
[00013] De acordo com o ensinamento da invenção, para a solução dessa tarefa é empregado um processo, no qual, os cilindros do suporte conectado à frente sejam movimentados para cima e aproximados na mesma medida que a suportes de moldagem do laminador de barra, sendo que, o raio de base de calibragem dos cilindros do supor- te conectado à frente se estende além de 60°, e a esse raio segue um raio de flancos com passagem tangencial, que é dimensionado de tal modo que, também no caso de avanço máximo dos cilindros na área dos flancos quase não ocorre nenhuma redução de diâmetro do maior diâmetro do bloco oco a ser esperado.
[00014] A grande vantagem da presente invenção consiste no fato de que, com a forma de processo sugerida, e a calibragem correspondente, por um lado, a largura de oscilação do diâmetro do bloco oco que entra no laminador de barra pode ser reduzida nitidamente, por outro lado, através da calibragem de acordo com a invenção é possível, também no caso de diâmetros diferentes do tubo de bloco oco, ajustar quase as mesmas condições para a laminação de barra, o que se faz notar em uma qualidade muito mais uniforme na geometria do tubo.
[00015] Em um aperfeiçoamento vantajoso da invenção, o posicionamento do suporte conectado à frente correspondente ao posicionamento do primeiro suporte do laminador de barra é ajustado de tal modo que, a folga central em relação à barra permanece igual para a área de posicionamento do primeiro suporte, em seu tamanho absoluto.
[00016] Uma folga de barra constante na saída do suporte de redução do bloco oco leva a condições de moldagem uniformes durante a laminação e, com isso, a uma qualidade de tubo nitidamente melhorada.
[00017] De acordo com uma outra característica vantajosa da invenção, todos os suportes do laminador de barra, no caso do diâmetro da barra especificado, para a obtenção da espessura de parede desejada, são posicionados atrás do laminador de barra, em torno do mesmo valor, sendo que, esse valor também corresponde ao ajuste do suporte conectado à frente.
[00018] Para isso, em oposição à folga de entrada constante, não há necessidade de nenhum cálculo complicado para a alteração de posição. Isto tem a outra vantagem que, para o laminador de barra não pode ocorrer nenhuma sublotação ou superlotação do calibre, isto é, as condições de entrada em relação ao diâmetro externo para a laminação no laminador de barra são quase constantes.
[00019] De acordo com outras características vantajosas da invenção, o posicionamento do suporte conectado à frente corresponde somente ao posicionamento do primeiro suporte do laminador de barra, em seu tamanho absoluto. O trabalho em conjunto entre suporte de redução do bloco oco e o primeiro suporte de trabalho seguinte é decisivo para a qualidade do processo de laminação. De modo alternativo, porém, também é possível que, o posicionamento do suporte conectado à frente corresponda ao posicionamento do primeiro suporte do laminador de barra em seu tamanho relativo.
[00020] O posicionamento em seu tamanho relativo tem a vantagem que, ao lado das condições de entrada quase constantes para o laminador de barra também é levado em conta o desgaste (compensação de desgaste), e assim, os tempos de funcionamento são melhorados.
[00021] Em um outro aperfeiçoamento vantajoso da invenção, o raio de base de calibragem apresenta uma excentricidade, que é dimensionada de tal modo que, essa excentricidade vai para zero, no caso do máximo movimento para cima do suporte conectado à frente.
[00022] Neste caso, é vantajoso o fato de que, a superfície de contato a ser formada desse modo resulte positivamente em produto de laminação de cilindro para o desgaste do cilindro no salto de calibragem. Além disso, isto tem o efeito positivo que, falhas da superfície externa como, por exemplo, tiras de calibragem são reduzidas.
[00023] Outras características, vantagens e particularidades da invenção resultam da descrição a seguir, de um exemplo de execução representado no desenho. Na única figura está representada a calibragem de acordo com a invenção do suporte conectado à frente de um Void Reduction Stand (VRS), e será descrita em mais detalhes a seguir.
[00024] Suportes de redução de acordo com o estado da técnica são calibrados normalmente de forma oval. Para isso, é definido um raio de base de calibragem A1, que passa para um raio de flanco de calibragem B1 se ampliando constantemente.
[00025] Em oposição a isso, de acordo com a invenção é sugerida uma calibragem redonda, na qual um raio de base R1 para um comprimento de ângulo de 60° passa para um raio de flanco tangencial, cuja área de trabalho de cada flanco é de 30° (figura 1a). Além disso, na figura 1a está representado o eixo do cilindro (1), o contorno de calibragem (2), a excentricidade (3) do raio de base de calibragem R1, o raio de base de calibragem R1 (4), bem como, o raio de flanco de calibragem R2 (5).
[00026] A vantagem dessa calibragem é que, com isso a oscilação do diâmetro do bloco oco que sai do suporte de redução do bloco oco (VRS) em relação à calibragem oval pode ser dividida em duas.
[00027] No exemplo a seguir isto será esclarecido em mais detalhes. Neste caso, para o intervalo do eixo do cilindro para a base de calibragem é empregada a grandeza B1 e para o intervalo do eixo do cilindro para o flanco de calibragem é empregada a grandeza A1.
[00028] Os blocos ocos produzidos pelo laminador inclinado apresentam, em geral, uma tolerância no diâmetro externo de, por exemplo, 2,5%.
[00029] O VRS deve poder receber no salto de calibragem o máximo diâmetro do bloco oco x 0,99 até 1,00 (2 x A1). O diâmetro no centro de calibragem (2 x B1) deve corresponder ao mínimo diâmetro do bloco oco x 0,99 até 1,00.
[00030] Os dois métodos de calibragem levam aos seguintes resultados:
Calibragem oval
[00031] Raio com B1 para o centro de calibragem e aumento contínuo para A1 no salto de calibragem. O diâmetro de calibragem médio resulta de 2 x (B1 + (A1 - B1) / 2)
Calibragem redonda
[00032] Raio com B1 para o centro de calibragem além de 60 graus (+/- 30 graus) e aumento contínuo para A1 no salto de calibragem (respectivamente, 30 graus). O diâmetro de calibragem médio resulta em boa aproximação de 2 x(B1 + (A1 - B1) / 4) Exemplo:
Figure img0001
[00033] Com isso, um bloco oco com um diâmetro >= 100 mm deixa o VRS com 100 mm. Um diâmetro menor permanece mantido em seu tamanho.
[00034] Tolerância de saída máxima 2,50%. Calibragem redonda A1 = 1,00 x diâmetro do bloco oco máx. 51,25 mm B1 = 1,00 x diâmetro do bloco oco min. / 2 48,75 mm Diâmetro de VRS min. = 2 x B1 97,50 mm Diâmetro de VRS máx. 2x (48,75 + (51,25 - 48,75) / 4)
[00035] Com isso, um bloco oco com um diâmetro 98,75 mm >= 98,75 mm deixa o VRS com 98,75 mm. Um diâmetro menor permanece mantido em seu tamanho.
[00036] Tolerância de saída máxima 1,25% (referente ao diâmetro do bloco oco nominal).
[00037] Com a calibragem oval é obtido um aperfeiçoamento da to- lerância de 5 para 2,5% (50%), e com a calibragem redonda é obtido um aperfeiçoamento de 5 para 1,25% (75%).
[00038] Na mesma barra de laminação são laminadas diferentes espessuras de parede. Para isso os suportes de trabalho precisam ser movimentados para cima e aproximados. A esse movimento para cima e de aproximação o VRS deveria seguir por aproximação, uma vez que só dessa forma o trabalho em conjunto de VRS com os suportes de trabalho permanece igual de modo aproximado.
[00039] A figura 1b representa o corte paralelo à direção de laminação. Na figura 1b está representado por X a base de laminação do VRS, está representado por Y a base de laminação do suporte e está representado por Z a linha de laminação. Na figura 1b está representado o suporte VRS (à esquerda) e o primeiro suporte do laminador de barra (à direita), c e d correspondem à posição nominal do suporte VRS e do primeiro suporte do laminador de barra de três cilindros, sendo que, c' é a medida de abertura da calibragem do VRS e c é a medida de abertura da calibragem do laminador de barra na posição nominal. a e a' simbolizam a alteração positiva do posicionamento (movimento de subida) do laminador de barra e do suporte de VRS. b e b' simbolizam a alteração negativa do posicionamento (movimento de aproximação) do laminador de barra e do suporte de VRS. Cálculo "absolutamente igual".
[00040] O trajeto de deslocamento (positivo = movimento de subida, negativo = movimento de aproximação do primeiro suporte do laminador de barra e do suporte de VRS são absolutamente iguais em seu valor (a' = a e b' = b). "relativamente igual".
[00041] O trajeto de deslocamento (positivo = movimento de subida, negativo = movimento de aproximação) do suporte de VRS em re lação ao primeiro suporte do laminador de barra é relativamente igual, isto é, é uma função da posição nominal (c, c') e ao trajeto de deslocamento do primeiro suporte de laminação (a, b). "absolutamente igual":
Figure img0002
Lista dos números de referência
Figure img0003
Figure img0004

Claims (6)

1. Processo para a fabricação de tubos sem costura de metal, em particular, de aço, sendo que, um bloco oco quente produzido antes, por meio de um laminador de barra de três cilindros é estirado sobre uma barra de mandril para formar um tubo mãe, e antes da entrada no laminador de barra, por meio de um suporte conectado à frente, o bloco oco é provido de uma etapa de laminação que torna o diâmetro uniforme caracterizado pelo fato de que os cilindros do suporte conectado à frente são movimentados para cima e aproximados na mesma medida que o suporte de moldagem do laminador de barra, sendo que, o raio de base de calibragem dos cilindros do suporte conectado à frente se estende além de 60°, e a esse raio de segue um raio de flancos com passagem tangencial, que é dimensionado de tal modo que, também no caso de avanço máximo dos cilindros na área dos flancos quase não ocorre nenhuma redução de diâmetro do maior diâmetro do bloco oco a ser esperado.
2. Processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que todos os suportes do laminador de barra, no caso do conjunto de barras especificado, são posicionados atrás do laminador de barra para a obtenção da espessura de parede desejada, em torno do mesmo valor, sendo que, esse valor também corresponde ao ajuste do suporte conectado à frente.
3. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o posicionamento do suporte conectado à frente corresponde ao posicionamento do primeiro suporte do laminador de barra, em seu tamanho absoluto.
4. Processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que o posicionamento do suporte conectado à frente corresponde ao posicionamento do primeiro suporte do laminador de barra, em seu tamanho relativo.
5. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizado pelo fato de que o posicionamento do suporte conectado à frente correspondente ao posicionamento do primeiro suporte do laminador de barra é ajustado de tal modo que a folga central em relação à barra permanece igual para a área de posicionamento da primeiro suporte em seu tamanho absoluto.
6. Processo de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizado pelo fato de que o raio de base de calibragem apresenta uma excentricidade, que é dimensionada de tal modo que essa excentricidade vai para zero, no caso do máximo movimento para cima do suporte conectado à frente.
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