BRPI1011350B1 - instalação para laminar um tubo sem costura,e, método para laminar um tubo sem costura - Google Patents

Abstract

INSTALAÇÃO PARA LAMINAR UM TUBO SEM COSTURA, E, MÉTODO PARA LAMINAR UM TUBO SEM COSTURA A presente invenção se refere a uma instalação para laminar um tubo sem costura, tipicamente com um diâmetro médio-para-grande. A instalação compreende um laminador principal com cilindros ajustáveis para laminar com mandril um tubo semi-acabado. A instalação também compreende um laminador de extração/redução de cilindros fixos posicionado a jusante do do laminador principal e em série com o mesmo. O laminador de extração/redução é projetado para extrair o tubo semi-acabado a partir do mandril e reduzir seu diâmetro para um valor predeterminado próximo àquele desejado para o tubo acabado. Finalmente, a instalação compreende um laminador calibrador de cilintros ajustáveis. O laminador calibrador é posicionado a jusante do laminador de extração/redução e fora de linha com relação ao último. Este laminador calibrador é projetado para ajustar a posição radial dos cilindros e definir o diâmetro do tubo de saída. A invenção também se refere a um método para laminar um tubo sem costura.

Description

DESCRIÇÃO

[0001] A presente invenção se refere a uma instalação para a laminação contínua de tubos sem costura, em particular à laminação contínua de tubos sem costura com um diâmetro médio-para-grande. A invenção também se refere a um método para realizar a dita laminação. É conhecido produzir tubos de metal sem costura por meio de deformação plástica sucessiva de um tarugo de partida. Por meio de uma primeira etapa o tarugo é aquecido em um forno para uma temperatura de cerca de 1220- 1280°C. Então o tarugo é perfurado longitudinalmente de forma a obter um artigo semi-acabado perfurado com uma parede espessa e comprimento 1,5 a 4 vezes maior que aquele do tarugo de partida. Então, um mandril é introduzido neste artigo semi-acabado. Este artigo semi-acabado é então passado através de um laminador (referido abaixo como "laminador") capaz de adelgaçar gradualmente a parede por meio de operações de redução de diâmetro apropriadas e aumentar o comprimento do produto acabado. O laminador compreende, como é bem conhecido, uma pluralidade de unidades de laminação. Cada unidade compreende uma gaiola sobre a qual cilindros com ranhuras perfiladas são montados. Usualmente, os cilindros perfilados são em número de três e os perfis das ranhuras dos três cilindros, todos conectados conjuntamente, definem o perfil externo do tubo liberado pela unidade de laminação.

[0002] Como mencionado acima, o laminador requer o arranjo de um mandril dentro do tubo sendo processado, capaz de contrastar o empuxe radial exercido pelos cilindros durante a laminação. A fim de exercer esta ação de contraste, o mandril deve ser extremamente rígido na direção radial. Além disso, a fim de assegura um acabamento de alta qualidade para a superfície interna do tubo, o mandril deve ter uma superfície externa que é tão lisa quanto possível. Por causa desta exigência, seria extremamente difícil fabricar mandris consistindo de várias partes unidas conjuntamente. A zona de união é de fato necessariamente caracterizada por uma superfície irregular. Além disso, esta zona seria demasiadamente delicada para resistir adequadamente à pressão de Iam inação radial.

[0003] É conhecido também usa um mandril retido: o mandril é axialmente restringido e é retido de forma a avançar a uma velocidade controlada. Esta solução tem um inconveniente notável. A única secção do mandril, de fato, enquanto está sendo frenada, é avançada axialmente ao longo do laminador e é assim engatada em sucessão, durante condições de deformação total, dentro de todas as estações de Iam inação. Dentro das estações de Iam inação, o mandril é sujeito a altas tensões térmicas e mecânicas devidas à energia de deformação e à fricção produzidas pelo contato deslizante do material de tubo. A passagem através de mais que uma estação de Iam inação, por conseguinte, causa um aumento significante na temperatura do mandril, resultando assim na necessidade de prover vários mandris que são idênticos entre si, de forma que cada um deles pode ser apropriadamente resfriado no final da Iam inação e então lubrificado para o próximo ciclo de Iam inação.

[0004] Em adição a isto, deve ser considerado que o mandril individual deve ser feito inteiramente de um material de qualidade particularmente alta, a fim de resistir às tensões que tipicamente aparecem durante a Iam inação.

[0005] A partir do acima, ficará claro que uma despesa considerável é requerida para o estoque de mandril a fim de ser possível assegurar a operação do laminador.

[0006] A jusante do laminador, o tubo é extraído a partir do mandril e então as operações de acabamento final são realizadas de forma a obter um tubo que é capaz de cumprir com normas de controle de qualidade apropriadas.

[0007] Os parâmetros principais que devem ser verificados são a espessura de parede e o diâmetro externo do tubo.

[0008] Atualmente são conhecidos dois tipos diferentes de instalação, que são capazes de realizar as operações de acabamento final.

[0009] Um primeiro tipo de instalação contempla a disposição, a jusante do laminador e em série com o mesmo, de um moinho de extração capaz de extrair o tubo semi-acabado a partir do mandril. Este moinho de extração usualmente compreende três gaiolas.

[0010] Durante as subsequentes operações de processamento não é mais possível modificar diretamente a espessura da espessura de tubo. Por conseguinte, é concebível, neste tipo de instalação, executar um controle da espessura de parede logo depois do extrator. Desta maneira, se o tubo semi-acabado tem uma espessura de parede que é diferente da espessura desejada é possível realizar ajuste automático do laminador de forma a corrigir a espessura ao longo das subsequentes seções de tubo.

[0011] Um moinho calibrador é posicionado, fora de linha, a jusante do extrator e um ponto de controle de espessura. Este moinho calibrador compreende uma pluralidade de gaiolas fixas (usualmente 10- 12) que são capazes de definir o diâmetro final do tubo de forma que ele satisfaça a norma ou padrão requerido. A fim de obter um bom resultado em termos do diâmetro, é concebível assegurar uma temperatura uniforme para o tubo dentro de um forno apropriado de forma que a contração uniforme do tubo seja também obtida durante o subsequente resfriamento. Durante esta etapa de processamento, de fato, o tubo que sai a partir do laminador pode ter diferentes temperaturas ao longo das várias seções, dependendo das condições geométricas do tubo e fatores transientes durante o processo. O forno que precede o moinho calibrador deve ter dimensões de forma a serem capazes de alojar internamente o tubo inteiro de forma que ele pode ter uma temperatura uniforme de cerca de 950°C.

[0012] Em seguida à ação do laminador calibrador, o diâmetro final do tubo está de acordo com o padrão desejado. A espessura de parede, todavia, pode falhar em cumprir o padrão porque a ação do moinho calibrador modifica de uma maneira incontrolável e às vezes imprevista a espessura da parede. A jusante do moinho calibrador, uma estação para controlar a espessura final do tubo pode também ser provida e pode, se necessário, corrigir a espessura do artigo semi-acabado a montante, dentro do laminador. É claro, todavia, que esta operação de controle é realizada em um estágio posterior e que as condições que causaram um desvio da espessura a partir da norma ou padrão requerido podem ter se alterado novamente no meio tempo, invalidando assim a eficácia da operação de controle.

[0013] Este primeiro tipo de instalação, embora amplamente usado, não é desprovido de inconvenientes. Em primeiro lugar, o forno disposto entre o moinho de extração e o moinho calibrador representa uma despesa adicional e, uma vez que ele deve permanecer constantemente em operação, gera altos custos de operação. Além disso, de um ponto de vista logístico, o moinho calibrador com rolos fixos requer um grande estoque de mandril a fim de ser apto a se adaptar aos diferentes diâmetros requeridos, aos aços diferentes usados e suas características. Finalmente, como mencionado acima, um controle da espessura final da espessura de tubo é realizado somente indiretamente e é incapaz de assegurar pequenos valores de tolerância.

[0014] Um segundo tipo de instalação conhecida contempla a disposição, a jusante do laminador e em série com o mesmo, de um laminador de extração/calibração. Este moinho de extração/calibração compreende uma pluralidade de gaiolas com cilindros ajustáveis e é assim capaz de extrair o tubo a partir do mandril e controlar o diâmetro de tubo final. Um controle da espessura de parede é realizado logo depois do laminador de extração/calibração. Desta maneira, se o tubo acabado tem uma espessura de parede que é diferente da espessura desejada, é possível realizar ajuste automático do laminador de forma a corrigir a espessura ao longo das subsequentes seções de tubo.

[0015] Embora este tipo de instalação seja claramente mais compacto que a instalação descrita previamente, existe um número de inconvenientes que tornam seu uso não particularmente vantajoso.

[0016] O moinho de extração/calibração compreende de fato muitas gaiolas ajustáveis (10-12) e, por conseguinte, é uma máquina muito complexa e cara.

[0017] Além disso, o controle preciso do diâmetro de tubo não pode ser realizado em-linha. Deve ser lembrado de fato que, no final do processo de laminação, o tubo se move ao longo da instalação a uma velocidade de cerca de 5-6 m/s. Por conseguinte, é muito difícil implementar o controle de realimentação que permite a verificação dos parâmetros de tubo e modificação em tempo real dos trens de laminação. Esta dificuldade é aumentada quando existem variações em temperatura ao longo do tubo. Essas variações de temperatura não podem ser eficazmente compensadas e resultam em correspondentes variações no diâmetro final do tubo.

[0018] O objetivo da presente invenção é, por conseguinte, superar pelo menos parcialmente os inconvenientes mencionados acima com referência à arte anterior.

[0019] Em particular, uma tarefa da presente invenção é a de prover uma instalação de laminação contínua que permite controle mais efetivo sobre tanto o diâmetro externo quanto a espessura de parede do tubo acabado.

[0020] Além disso, uma tarefa da presente invenção é a de prover uma instalação de laminação contínua que requer um menor despesa inicial e baixos custos de operação.

[0021] Finalmente, uma tarefa da presente invenção é a de prover uma instalação de laminação contínua que permite gestão mais simples de um ponto de vista logístico.

[0022] O objetivo e tarefas acima mencionados são alcançados por uma instalação como reivindicada na reivindicação 1 e por um método de acordo com a reivindicação 12.

[0023] Os pontos característicos e outras vantagens da invenção emergirão a partir da descrição, provida abaixo, de um número de exemplos de modalidade, providos a título de exemplo não limitativo, com referência aos desenhos anexos, nos quais: - Figura 1 mostra um diagrama de blocos representando um primeiro tipo de instalação de laminação de acordo com a arte anterior; - Figura 2 mostra um diagrama de blocos representando um segundo tipo de instalação de laminação de acordo com a arte anterior; - Figura 3 mostra um diagrama de blocos representando a instalação de laminação de acordo com a invenção; - Figura 4 mostra esquematicamente o laminador contínuo usado na instalação de acordo com a invenção.

[0024] A instalação para laminar um tubo sem costura de acordo com a invenção compreende de uma maneira conhecida por si um laminador, em que a posição radial dos cilindros é ajustável, para laminar com mandril um tubo semi-acabado. A instalação de acordo com a invenção, por conseguinte, compreende um moinho de extração/redução de cilindros fixos posicionado a jusante do laminador e em série com o mesmo. Este moinho de extração/redução é projetado para extrair o tubo semi-acabado a partir do mandril e para reduzir o diâmetro do tubo semi-acabado para um valor predeterminado próximo àquele desejado para o tubo acabado.

[0025] Finalmente, a instalação de acordo com a invenção compreende um moinho calibrador do tipo em que a posição radial dos cilindros é ajustável. Este moinho calibrador é posicionado a jusante do moinho de extração/redução e fora de linha com relação ao mesmo.

[0026] Com referência à instalação de laminação, é possível definir especificamente um eixo de laminação, que é o eixo longitudinal de um tubo sendo processado. "Radial" indicará, por conseguinte, a direção de uma metade de linha retilínea que é perpendicular ao eixo e tem sua origem no mesmo.

[0027] De acordo com certas modalidades da instalação de acordo com a invenção, o laminador é caracterizado pelo fato de que ele usa um mandril lento. Na presente descrição, o termo "mandril lento" é entendido como significando um mandril que é retido de forma que nenhuma de suas seções é sujeita à ação de duas estações de laminação sucessivas. Mais particularmente, com referência também à figura 4 anexa, a seguinte equação é obtida: Vm < d/Tt onde Vm é a velocidade do mandril 32; d é a distância interaxial mínima entre duas gaiolas de laminação sucessivas 34; e Ti é o tempo de laminação. Também aplicável é a equação: Tt = Lt/Vt onde I4 é o comprimento do tubo 20 e Vt é a velocidade axial do tubo 20 ao longo do laminador 30.

[0028] A partir do acima, pode ser entendido que o mandril 32, requerido para a operação do laminador 30 usado na instalação de acordo com a invenção, pode ser relativamente curto. O comprimento mínimo requerido será de fato igual à distância interaxial total D (ou seja, a distância entre a primeira e a última estações de laminação) aumentada pelo deslocamento Sm que o mandril 32 realiza durante o tempo de laminação: Sm = VmTt. As equações acima também fornecem o seguinte valor: Sm < d.

[0029] Na modalidade esquematicamente mostrada na figura 4, o laminador 4 está simplificado e compreende somente quatro gaiolas. Abaixo, referência será feita, para maior clareza descritiva para esta modalidade simplificada, mas a pessoa especializada na arte pode imediatamente compreender como os mesmos conceitos podem ser aplicados a trens de laminação com mais que 4 gaiolas.

[0030] A velocidade do mandril Vm é extremamente lenta e isto permite um deslocamento limitado Sm, do mandril 32. Considerando os valores médios tipicamente assumidos pelas variáveis indicadas acima, o comprimento mínimo do mandril 32, equivalente a D + Sm, será entre cerca de 5 e 6 metros. Este comprimento permite a fabricação de um mandril 32 a um custo decididamente inferior aos mandris convencionais.

[0031] Além disso, vez que cada seção individual do mandril é sujeita à ação de somente uma gaiola de laminação, o aquecimento global do mandril durante o processo é limitado. A partir deste fato deriva a possibilidade de fabricar o mandril usando materiais que são menos caros que aqueles usados para os mandris mais rápidos convencionais, sem quaisquer consequências negativas como um resultado.

[0032] A temperatura inferior do mandril lento no final da laminação também permite o resfriamento mais rápido. Isto permite uma redução substancial no número de espécimes de mandril que são requeridos para a produção de um único tipo de tubo. A redução no estoque de mandril como um todo obviamente origina substanciais vantagens econômicas e logísticas.

[0033] Além disso, como pode ser notado na figura 4 anexa, as três distâncias interaxiais que separam as quatro gaiolas de laminação 34 não são todas as mesmas. A primeira distância interaxial d, que separa a primeira gaiola da segunda gaiola, e a terceira distância interaxial d, que separa a terceira gaiola da quarta gaiola, são substancialmente as mesmas. Todavia, a segunda distância interaxial, que separa a segunda gaiola da terceira gaiola, é maior que as outras duas distâncias. Uma mini gaiola de suporte 36 para o mandril 32 é de fato posicionada entre a segunda gaiola de laminação e terceira gaiola de laminação vez que de maneira contrária o mandril se projetaria em cantiléver ao longo do laminador 30.

[0034] É assumido, como na figura 4, que a segunda distância interaxial é maior por uma distância j que as outras duas; cada uma das seções do mandril 32, durante o processo de laminação inteiro, se desloca ao longo de uma seção tendo no máximo um comprimento Sm < d. Em conexão com a segunda distância interaxial, por conseguinte, é possível identificar uma seção do mandril 32 com um comprimento pelo menos igual a j que não é exposto a qualquer laminação ou pela segunda gaiola ou pela terceira gaiola. Esta seção de comprimento j é, por conseguinte, disponível para prover uma junta 33 entre duas porções 32' e 32" do mandril 32. Ainda com referência ao exemplo considerado acima, as duas porções 32' e 32" do mandril 32 teriam, cada uma, um comprimento de entre cerca de 2,5 e 3 metros. Com esses comprimentos, é possível simplificar drasticamente a fabricação e gestão do mandril 32.

[0035] Além disso, usando um mandril compósito, existe a opção de substituição, onde requerido, somente a porção gasta. Em contraste, no uso de mandris não compósitos convencionais, o mandril inteiro deve ser substituído mesmo se for sujeito a somente desgaste local. Além disso, quando do uso de um mandril compósito, existe a possibilidade de usar materiais de alta qualidade somente para as porções que são as mais sujeitas a tensão (usualmente aquelas porções que são engatadas dentro das primeiras gaiolas de laminação) e usando materiais menos caros para as porções que são menos tensionadas. Essas possibilidades oferecidas pelo mandril compósito reduzem significantemente os custos de operação do laminador.

[0036] Com a solução de mandril compósito lento adotada aqui, é assim possível prover um laminador que é extremamente competitivo no mercado. De acordo com certas modalidades, a instalação de laminação de acordo com a invenção compreende, a jusante do laminador de extração/redução, dispositivos para medir a espessura de parede do tubo; nessas modalidades, o laminador é capaz de ajustar a posição radial dos cilindros na dependência da medida da espessura de parede do tubo.

[0037] De acordo com certas modalidades, o moinho calibrador compreende dispositivos para medir a temperatura do tubo de chegada e dispositivos para medir o diâmetro do tubo de saída. Nessas modalidades, o moinho calibrador é capaz de ajustar a posição radial dos cilindros na dependência das medidas da temperatura do tubo de chegada e do diâmetro do tubo de saída.

[0038] De acordo com certas modalidades, a instalação de laminação de acordo com a invenção compreende, a montante do laminador, um forno para aquecer um tarugo e um moinho de perfuração capaz de perfurar o tarugo longitudinalmente de forma a obter um artigo semi-acabado perfurado com uma parede espessa e comprimento 1,5 a 4 vezes maior que aquele do tarugo de partida.

[0039] De acordo com uma modalidade, a instalação de laminação de acordo com a invenção compreende, a jusante do laminador calibrador, um aparelho para resfriar o tubo para a temperatura ambiente e uma estação de corte capaz de cortar o tubo em comprimentos predeterminados.

[0040] A instalação de acordo com a invenção é particularmente apropriada para laminar tubo sem costura com um diâmetro médio-para-grande. Esta última expressão se refere a diâmetros maiores que 168,3 mm (6% polegadas) e tipicamente se refere a diâmetros de entre 168,3 mm e 508 mm (20 polegadas).

[0041] De acordo com uma modalidade da invenção, o moinho de extração/redução compreende 8-12 gaiolas de laminação com cilindros fixos. Este moinho é referido como um moinho de extração/redução porque ele é capaz de extrair o tubo sendo processado a partir do mandril e reduzir o diâmetro do tubo semi-acabado para um valor predeterminado próximo ao valor final.

[0042] Como mencionado acima, a jusante do laminador de extração/redução, dispositivos para medir a espessura de parede do tubo são opcionalmente providos, esses sendo capazes de ajustar a posição radial dos cilindros do laminador. A possibilidade de modificar diretamente a espessura de parede do tubo é de fato limitada para o laminador que opera com mandril. O subsequente moinho de extração/redução, em lugar de operar sem mandril, é capaz de modificar diretamente o diâmetro de tubo. Modificação do diâmetro pelo moinho de extração/calibração envolve, por meio de um efeito secundário, uma variação na espessura. Esta variação, todavia, não pode ser determinada precisamente antecipadamente.

[0043] De acordo com uma modalidade da invenção, o moinho calibrador compreende 2-3 gaiolas de laminação do tipo com cilindros radialmente ajustáveis. Essas gaiolas de laminação com cilindros ajustáveis podem, por exemplo, ser similares àquelas descritas na patente EP 0921873 concedida à mesma requerente. O moinho calibrador é capaz de reduzir o diâmetro do tubo para o valor predeterminado requerido para o tubo acabado.

[0044] Empregando cilindros ajustáveis no moinho calibrador é possível obter diferentes diâmetros finais, para uma variação em diâmetro de até cerca de 3,5 mm, usando o mesmo conjunto de cilindros; o desgaste dos cilindros pode ser compensado, aumentando sua vida útil de trabalho, e a diferente contração térmica para os materiais e as espessuras produzidas podem ser controladas. Assim, para uma avaliação inteiramente aceitável, uma maior redução no estoque de cilindros fornecidos com o laminador é obtida. Esta redução pode ser estimada em pelo menos 30%, com referência ao estoque global dos cilindros (moinho de extração/redução e laminador calibrador).

[0045] Como mencionado acima, o moinho calibrador não é disposto em série com as partes previamente descritas da instalação. Isto significa que o tubo pode ser movido, durante esta etapa de processamento, a uma velocidade axial que é decididamente mais lenta que aquela que ele atinge no final das etapas de processamento precedentes. Tipicamente, ao abandonar o laminador, dentro do qual é sujeito a grandes aumentos de velocidade, o tubo se desloca a uma velocidade de cerca de 5-6 m/s. A velocidade de laminação ótima para calibração do diâmetro externo do tubo foi, ao invés disso, estabelecida como estando na faixa de entre cerca de 1,2 m/s e cerca de 2,5 m/s. De acordo com uma modalidade da instalação de acordo com a invenção, o tubo se desloca a cerca de 1,5 a 2 m/s dentro do laminador calibrador.

[0046] Nessas velocidades de alimentação, o controle sobre a posição radial dos cilindros de calibração é capaz de opcionalmente levar em consideração, em tempo real, a medição da temperatura das subsequentes seções do tubo de chegada e do diâmetro do tubo de saída.

[0047] A possibilidade de controlar em tempo real o movimento dos cilindros dependendo da temperatura de tubo, por conseguinte, dispositivos que diferenciam a temperatura ao longo do dito tubo podem ser geridos. Desta maneira, não é mais requerido prover um forno para assegurar uma temperatura uniforme do tubo.

[0048] Com esta instalação é possível obter um acabamento ótimo do tubo e assim obter o diâmetro desejado dentro de tolerâncias muito pequenas.

[0049] Deve ser notado aqui que, em contraste com o que foi mencionado para o primeiro tipo de instalação da arte anterior, a calibração final do diâmetro de tubo não tem que ter substancialmente qualquer efeito sobre a espessura de parede. De fato, calibração é realizada, na instalação de acordo com a invenção, por meio de um pequeno número de gaiolas de laminação com cilindros ajustáveis. Por outro lado, na instalação do tipo conhecido, a calibração final foi realizada por meio de uma dúzia de gaiolas com cilindros fixos.

[0050] Deve ser considerado em conexão a isto que a tolerância com relação à espessura de parede nominal obtida por meio da instalação de acordo com a invenção é usualmente 20% melhor que a alcançada na arte anterior com o primeiro tipo de instalação. Em particular, pode ser considerado que a tolerância para a espessura de acordo com a invenção é limitada, até mesmo nos caos mais críticos com espessura de parede delgada ou aços de alta liga, para dentro de ± 7% (3σ). Por outro lado, a tolerância em relação à espessura nominal obtida nas instalações conhecidas do primeiro tipo está usualmente na faixa de até ± 9%. Com relação às instalações conhecidas do segundo tipo, todavia, a tolerância em relação à espessura nominal é relativamente pequena, mas a tolerância em relação ao diâmetro tem, pelo contrário, uma disseminação muito ampla.

[0051] Deve ser relembrado aqui que os tubos de grande diâmetro, especialmente se eles têm uma parede delgada, são comumente sujeitos à ovalização devida a seu peso intrínseco. De fato, em algumas condições de temperatura, os materiais metálicos são sujeitos à fluência, ou seja, uma deformação crescente sob tensão constante. Pode ser considerado que este fenômeno ocorre em temperaturas situadas acima da metade da temperatura de fusão do material, medida em graus Kelvin. Essas condições aparecem para o tubo recentemente acabado na instalação conhecida do segundo tipo. De fato, quando abandona o laminador de extração/calibração de cilindros fixos, o tubo ainda tem uma temperatura bastante alta de cerca de 1000°C.

[0052] Na instalação de acordo com a invenção, na saída a partir do laminador calibrador, temperaturas decididamente inferiores são obtidas para o tubo acabado (cerca de 850°C), com uma considerável redução no fenômeno de ovalização devida à fluência.

[0053] A invenção também se refere a um método para laminar tubos sem costura, tipicamente tubos de grande diâmetro.

[0054] O método de laminação de acordo com a invenção compreende as seguintes etapas: - laminar com mandril um artigo semi-acabado perfurado em um laminador com cilindros ajustáveis até um tubo semi-acabado ser obtido; - extrair o tubo semi-acabado a partir do mandril; - reduzir o diâmetro do tubo semi-acabado para um valor predeterminado; em que as etapas de extrair o mandril e reduzir o diâmetro do tubo semi-acabado são obtidas por meio de um único moinho de extração/redução de cilindros fixos posicionado a jusante do laminador e em série com o mesmo; - calibrar o diâmetro do tubo para um valor predeterminado; em que calibração do diâmetro de tubo é obtida: - por meio de um moinho calibrador em que a posição radial dos cilindros é ajustável; - a jusante do laminador de extração/redução; - fora de linha com relação ao laminador de extração/redução.

[0055] De acordo com certas modalidades, o método de laminação de acordo com a invenção também compreende as etapas de medir a espessura da espessura de tubo a jusante do moinho de extração/redução e, na dependência desta medida, ajustar a posição radial dos cilindros do laminador.

[0056] De acordo com certas modalidades do método de laminação de acordo com a invenção, a etapa de calibrar o diâmetro de tubo é realizada por ajustar a posição radial dos cilindros na dependência da medida da temperatura do tubo que entra no laminador calibrador e na dependência da medida do diâmetro do tubo que abandona o moinho calibrador.

[0057] De acordo com certas modalidades, o método de laminação de acordo com a invenção pode compreender outras etapas antes da etapa de laminar com mandril um artigo semi-acabado perfurado. Em particular, o método de laminação de acordo com a invenção pode compreender as etapas de aquecer um tarugo em um forno e perfurar longitudinalmente o tarugo de forma a obter o artigo semi-acabado perfurado, com uma parede espessa.

[0058] De acordo com certas modalidades, o método de laminação de acordo com a invenção pode compreender outras etapas depois da etapa de calibrar o diâmetro de tubo. Em particular, o método de laminação de acordo com a invenção pode compreender as etapas de resfriar o tubo para a temperatura ambiente e cortá- lo em comprimentos pré-definidos.

[0059] Como mencionado acima, a etapa de calibrar o diâmetro de tubo não é realizada em série com as etapas precedentes do método. Isto significa que o tubo pode ser movido, durante esta etapa de processamento, a uma velocidade axial que é decididamente mais lenta que aquele que ele atinge no final das etapas de processamento precedentes. Tipicamente, no final da etapa de laminação com mandril, onde o tubo é sujeito ao maior aumento em velocidade, o tubo se desloca a uma velocidade de cerca de 5-6 m/s. A velocidade de laminação ótima para a calibração do diâmetro externo do tubo, em contrapartida, foi estabelecida na faixa entre cerca de 1,2 m/s e cerca de 2,5 m/s. De acordo com uma modalidade do método de acordo com a invenção, durante a etapa de calibração, o tubo se desloca a cerca de 1,5-2 m/s.

[0060] Nessas velocidades de alimentação, o controle sobre a posição radial dos cilindros de calibração é capaz opcionalmente de levar em consideração, em tempo real, as medições da temperatura das seções subsequentes do tubo de chegada e o diâmetro do tubo de saída.

[0061] A possibilidade de controlar, em tempo real, o movimento dos cilindros de calibração dependendo da temperatura de tubo também dispositivos que diferenciam em temperatura ao longo do dito tubo podem ser geridas. Desta maneira não mais é requerido prover um forno para assegurar uma temperatura uniforme do tubo,

[0062] Com este método é possível obter um acabamento ótimo do tubo e assim obter o diâmetro desejado dentro de tolerâncias muito pequenas.

[0063] Deve ser notado que, com a instalação de laminação e método de acordo com a invenção, é possível obter, em comparação com a arte anterior, uma melhor distribuição da deformação subsequente requerida para a produção do tubo acabado. Em particular, com referência à deformação global que é requerida para converter o tarugo no tubo acabado, a instalação de laminação e método de acordo com a arte anterior empregam deformação de 60% dentro do laminador, deformação de 10% dentro do laminador de extração, e o restante deformação de 30% dentro do laminador calibrador. Em contraste, a instalação de laminação e método de acordo com a invenção empregam deformação de 60% dentro do laminador, deformação de 30% dentro do laminador de extração/redução, e os restantes deformação de 10% dentro do laminador calibrador. Esta redistribuição da deformação é particularmente conveniente porque ela aumenta significantemente (de 10% para 30%) a deformação que ocorre imediatamente a jusante do laminador, onde o tubo está ainda muito quente.

[0064] Como será claro para a pessoa especializada na arte, a instalação de laminação e o método de acordo com a invenção superam pelo menos parcialmente os inconvenientes descritos com referência à arte anterior.

[0065] Com referência às modalidades da instalação e método para laminar tubos de grande diâmetro sem costura de acordo com a invenção, a pessoa especializada na arte pode, para satisfazer exigências específicas, fazer modificações em e/ou substituir elementos descritos por elementos equivalentes, em fugir assim do escopo das reivindicações anexas.

Claims (14)

1. Instalação para laminar um tubo sem costura, compreendendo: - um laminador principal, em que a posição radial dos cilindros é ajustável, para laminar com mandril um tubo semi-acabado; - um moinho de extração/redução de cilindros fixos; e - um moinho calibrador do tipo em que a posição radial dos cilindros é ajustável; caracterizada pelo fato de que - o moinho de extração/redução é posicionado a jusante do laminador principal e em série com o mesmo, compreende 8-12 suportes de cilindro e é projetado para extrair o tubo semi-acabado a partir do mandril e definir o diâmetro do tubo semi-acabado em um valor predeterminado próximo àquele do tubo acabado; e - o moinho calibrador compreende 2-3 suportes de cilindro e é posicionado a jusante do moinho de extração/redução e fora de linha com relação ao mesmo.

2. Instalação de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que compreende ainda, a jusante do moinho de extração/redução, dispositivos para medir a espessura de parede do tubo semi-acabado, o laminador sendo projetado para ajustar a posição radial dos cilindros na dependência da medida da espessura de parede do tubo que abandona o moinho de extração/redução.

3. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 ou 2, caracterizada pelo fato de que o moinho calibrador compreende dispositivos para medir a temperatura do tubo de chegada e dispositivos para medir o diâmetro do tubo de saída, e é projetado para ajustar a posição radial dos cilindros dependendo da medida da temperatura do tubo que entra no moinho calibrador e dependendo da medida do diâmetro do tubo acabado que sai do moinho calibrador.

4. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 3, caracterizada pelo fato de que compreende ainda, a montante do laminador principal, um forno para aquecer um tarugo e um moinho de perfuração capaz de perfurar o tarugo longitudinalmente.

5. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 4, caracterizada pelo fato de que compreende ainda, a jusante do moinho calibrador, um aparelho para resfriar o tubo para a temperatura ambiente e uma estação de corte capaz de cortar o tubo em comprimentos predeterminados.

6. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 5, caracterizada pelo fato de que o tubo é um tubo sem costura com um diâmetro médio-para-grande, ou seja, com um diâmetro maior que 168,3 mm (6 5/8 polegadas),

7. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 6, caracterizada pelo fato de que, no moinho de extração/redução, o tubo move-se a cerca de 5-6 m/s, enquanto no moinho calibrador o tubo move-se a cerca de 1,2-2,5 m/s.

8. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que o mandril (32) do laminador principal (30) é retido de forma que nenhuma de suas seções está sujeita à ação de duas estações de laminação sucessivas (34).

9. Instalação de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 8, caracterizada pelo fato de que o mandril (32) do laminador principal (30) é composto de pelo menos duas porções (32', 32") e em que a junta (33) entre duas porções (32', 32") não é engatada dentro de qualquer estação de laminação (34) durante a laminação.

10. Método para laminar um tubo sem costura, compreendendo as etapas de: - laminar com mandril um artigo semi-acabado perfurado em um laminador principal com cilindros ajustáveis até um tubo semi-acabado ser obtido; - extrair o mandril a partir do tubo semi-acabado; - reduzir o diâmetro do tubo semi-acabado para um valor predeterminado, próximo àquele desejado para o tubo acabado; e - calibrar o diâmetro do tubo para um valor predeterminado para o tubo acabado; caracterizado pelo fato de que - as etapas de extrair o mandril e reduzir o diâmetro do tubo semiacabado são realizadas por meio de um único moinho de extração/redução de cilindros fixos, compreendendo 8-12 suportes de cilindro e posicionado a jusante do laminador principal e em série com o mesmo; e - calibração do diâmetro de tubo é obtida: - por meio de um moinho calibrador em que a posição radial dos cilindros é ajustável e compreendendo 2-3 suportes de cilindros; - a jusante do laminador de extração/redução; e - fora de linha com relação ao laminador de extração/redução.

11. Método de acordo com a reivindicação 10, caracterizado pelo fato de que compreende ainda a etapa de medir a espessura da espessura da parede do tubo a jusante do moinho de extração/redução e, dependendo desta medida, ajustar a posição radial dos cilindros do laminador principal.

12. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 ou 11, caracterizado pelo fato de que a etapa de calibrar o diâmetro de tubo é realizada pelo ajuste da posição radial dos cilindros do moinho calibrador dependendo da medida da temperatura do tubo que entra no moinho calibrador e dependendo da medida do diâmetro do tubo que abandona o moinho calibrador.

13. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 12, caracterizado pelo fato de que compreende ainda, antes da etapa de laminar com mandril um artigo semi-acabado perfurado, as etapas de aquecer um tarugo em um forno e perfurar o tarugo longitudinalmente de forma a obter o artigo semi-acabado perfurado.

14. Método de acordo com qualquer uma das reivindicações 10 a 13, caracterizado pelo fato de que compreende ainda, depois da etapa de calibrar o diâmetro do tubo, as etapas de resfriar o tubo para a temperatura ambiente e cortá- lo em comprimentos predeterminados.

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