MÉTODO DE PERFORACIÓN-LAMINADO Y APARATO DE PERFORACIÓN PARA TUBOS DE ACERO SIN COSTURAS La presente invención trata de un método y un aparato de perforado y laminado mediante el uso de un punzón adoptado para el proceso de fabricación de tubos Mannesmann que es un proceso común para la fabricación de tubos de acero sin costuras. Antecedentes de la Invención Por lo general, en la fabricación de tubos de acero de acuerdo con el proceso para hacer tubos de Mannesmann, un tocho (tocho cilindrico de acero) es perforado por medio de un punzón para formar una estructura laminar hueca, la cual es estirada, y laminada en un diámetro constante y después es sometido a una fase de elaboración para producir un tubo de acero sin costuras. El punzón es un laminador inclinado en el que los rodillos principales cuyos ejes se encuentran inclinados de manera relativa a la línea de paso del tocho que será laminado y se utilizan en combinación con un mandril. El punzón para desarrollar el proceso de fabricación de tubos Mannesmann por lo general comprende de un par de rodillos principales que se encuentran colocados de manera opuesta con la línea de paso, un mandril para la herramienta reguladora de superficie interna que se encuentra a lo largo de la línea de paso, y rodaderas o rodillos de disco para los elementos guía de la estructura laminar que se
encuentran colocados de manera opuesta con una línea guía. La Fig. 1 muestran una colocación ejemplar de los rodillos principales en un laminador de perforado y laminado inclinado. La Fig. 2 es una vista en corte transversal a lo largo de la línea V-V en la Fig. 1. La Fig. 3 es una vista del laminador de perforado y laminado inclinado como se observa desde la parte de entrada. Como se muestra en la Fig. 1, los rodillos principales con forma cónica IR, 1L tienen un ángulo superficial del lado de entrada a y se encuentran colocados en simetría axial a sus ejes cada extremo con el centro de paso m a un ángulo de borde ?. Además, como se muestra en la Fig. 2, el rodillo principal 1L se encuentra colocado para formar un ángulo de alimentación ß. El otro rodillo IR (no se muestra) también se encuentra colocado a un ángulo de alimentación ß, y cada uno de los rodillos se encuentra en una posición oblicua. El ángulo de borde ? y el ángulo de alimentación ß para estos rodillos principales IR, 1L se definen como relativos al centro de la abertura entre los rodillos principales IR, 1L que se muestran en la Fig. 3. El mandril 7 se encuentra entre los rodillos principales 1,1 y la punta del mismo se encuentra colocada en las cercanías del centro de la abertura que se forma entre los rodillos principales 1,1. Los rodillos principales IR, 1L se conectan de
manera respectiva a las fuentes de fuerza motriz 3,3 mediante ejes motores 2,2. Por ese medio, los rodillos principales 1,1 giran alrededor de sus ejes respectivos en la dirección que se muestra en la Fig. 3, por ejemplo. Como se muestra en la Fig. 1, los rodillos principales IR, 1L se encuentran en posiciones mutuamente torcidas debido a como se encuentra el ángulo de alimentación ß. Cuando los rodillos principales IR, 1L giran en la dirección indicada por las flechas en las figuras, el tocho 6 se inserta entre los rodillos principales y es perforado mientras gira en dirección de las manecillas del reloj, como puede verse desde el lado de entrada, alrededor del centro de paso m. De esta manera, se perfora y lamina el tocho mediante los rodillos principales IR, 1L y el mandril 7 para obtener una estructura laminar hueca 9. Durante la perforación realizada de esta forma, el tocho se balancea hacia arriba y hacia abajo debido a las fuerzas de presión ejercidas por los rodillos principales IR, 1L. Para suprimir el balanceo, se coloca un par de placas de disco encima y debajo de los rodillos principales IR, 1L. La Fig. 4 muestra una colocación de ejemplo de los rodillos principales y los rodillos de disco en un laminador de perforado y laminado inclinado. Los rodillos de disco 10 se encuentran de manera simétrica sobre y debajo de los rodillos principales IR, 1L en la cercanía de los mismos de manera que comprimen el tocho 6 y giran alrededor de los ejes
de rodillo de disco 12 respectivo. Estos rodillos de disco 10 giran en conjunto con el avance del tocho y suprimen el balanceo del tocho 6 de manera que el laminado procede sin complicaciones . Sin embargo, cada uno de los rodillos principales
IR, 1L tiene un ángulo superficial del lado de salida a, como se muestra en la Fig. 1, y además tiene un ángulo de borde ? al centro de paso m, de manera que hay espacios G, G entre los rodillos de disco 10 y los rodillos principales 1, como se muestra en la Fig. 4. Cuando el tocho 6 gira y avanza a lo largo del centro de paso m, la estructura laminar hueca en contacto con las superficies de los rodillos de disco 10 pueden ser extruidas a través de los espacios G, G. En la Fig. 5 se muestra un movimiento de la estructura laminar hueca formada en el lado de salida del rodillo desde la abertura entre los rodillos principales. La dilatación local por presión hidráulica interior del diámetro exterior del tocho del lado donde se encuentra sujeto mediante el rodillo principal IR es mayor que la dilatación local por presión hidráulica interior del diámetro exterior del tocho del lado donde deja el otro rodillo principal 1L. Con referencia a la Fig. 6 en donde los rodillos de disco también se muestran, la dilatación local por presión hidráulica interior de la sección (sección B en la figura) , donde el tocho se sujeta mediante el rodillo principal IR, es
mayor que la dilatación local por presión hidráulica interior en la sección (sección A en la figura) donde el tocho deja el rodillo principal 1L pero las dilataciones se reducen debido al par de rodillos de disco 10U, 10D colocados arriba y abajo del tocho. En un proceso ordinario de perforado y laminado donde la proporción expansiva del tubo, una proporción del diámetro exterior del tocho después de haber sido perforado al diámetro exterior del tocho antes de ser perforado, [el diámetro exterior del tocho después de ser perforado] / [diámetro exterior del tocho antes de ser perforado] , es 1.0 a 1.05, por lo tanto la dilatación del diámetro exterior del tocho en la sección B que se muestra en la Fig. 6 no causa problemas. Sin embargo, cuando el proceso de perforado y laminado se lleva a cabo a una proporción expansiva del tubo mayor, la longitud circunferencial de la estructura laminar hueca que se forma en el lado de salida del rodillo principal es mayor, de manera que la dilatación en la sección B que se muestra en la Fig. 6 aumenta y el ángulo de sujeción por medio del rodillo principal 1L también aumenta. Como resultado, al momento en que hay un derrame del tocho cuando la fuerza motriz en la dirección del laminado disminuye en un estado de perforado y laminado inestable, el tocho ya no gira y ocurre una obstrucción longitudinal, de manera que el extremo de la estructura laminar hueca muestra una gran forma
elipsoidal y causa un problema de aparición de defectos de marca de zapato en la superficie exterior de la estructura laminar hueca. A continuación, la Patente 1 propone formas para resolver dichos problemas. La Fig. 7 es una vista de plano esquemática que ilustra la colocación de los rodillos principales y los rodillos de disco. El rodillo principal IR se encuentra del lado derecho en la dirección de salida del tocho 6 y el rodillo principal 1L en el lado izquierdo, con sus ejes en posiciones mutuamente torcidas. El rodillo principal IR se inclina hacia arriba en el lado de entrada y hacia abajo en el lado de salida, y el rodillo principal 1L se inclina de la forma opuesta . El rodillo de disco 10U se encuentra sobre el tocho
6, y el rodillo de disco 10D se encuentra de manera simétrica debajo del tocho 6. El rodillo de disco 10U se encuentra dispuesto de manera que el lado de salida del mismo, junto con el centro del rodillo de disco como eje, se encuentre más cerca al rodillo principal IR y paralelo a la superficie del lado de salida del rodillo principal IR. El rodillo de disco 10 D se encuentra dispuesto de manera que el lado de salida del mismo se encuentre más cerca al rodillo principal 1L y paralelo al lado de salida del rodillo principal 1L. El rodillo de disco 10U forma un ángulo oblicuo de rodillo de
disco d al centro de paso m, y el rodillo de disco 10D de la misma manera forma un ángulo oblicuo de rodillo de disco d. Cuando los rodillos principales IR, 1L giran en la dirección indicada por las flechas en la figura, se lamina al tocho 6 mientras gira en dirección de las manecillas del reloj la cual se puede ver desde el lado de salida. En ese momento, el tocho es guiado por los rodillos de disco 10U, 10D de manera que los rodillos principales IR, 1L pueden sujetarlo a un menor ángulo de sujeción y por lo tanto se evita que el tocho se atore de acuerdo a la descripción. De ese modo, se propone el uso de la tecnología que evita que el tocho se salga durante el laminado mediante la inclusión de un mecanismo de inclinación para variar el ángulo oblicuo de manera que se coloquen los rodillos de disco substancialmente paralelos al ángulo superficial de salida de los rodillos principales y un mecanismo móvil para disponer los espacios entre los rodillos principales y los rodillos de disco de manera sustancial a cero. Además, la Patente 2 a continuación propone que un par de rodillos principales con forma cónica que tienen un ángulo superficial de entrada y un ángulo superficial de salida y un par de rodillos de disco con un mecanismo que varía el ángulo oblicuo se coloquen de forma alternada alrededor de la línea de paso y que un tubo metálico sin costuras fabricado mediante perforado y laminado se lleve a
cabo a un ángulo oblicuo de manera tal que el ángulo oblicuo de los rodillos de disco y el ángulo superficial de entrada y el ángulo superficial de salida satisfagan una relación específica. De ese modo se pueden evitar la obstrucción longitudinal o los defectos superficiales exteriores aún en el caso de perforado y laminado a una proporción expansiva de tubo aumentada a 1.15 o más. Patente 1 Publicación de Patente Japonesa sin
Examinar No. S63-90306 Patente 2 Publicación de Patente Japonesa sin
Examinar No. H05-124612 Problema a resolver por la Invención Sin embargo, las tecnologías divulgadas en la
Patente 1 y en la Patente 2 de arriba, tienen el siguiente problema: Cuando se lleva a cabo el perforado y laminado bajo un aumento en la proporción expansiva del tubo, puede ocurrir la peladura del material y puede haber una discrepancia en el espesor de pared de la estructura laminar hueca perforada y laminada. En vista del estado antes mencionado de la técnica, es un objetivo de la presente invención proporcionar un método de fabricación y un aparato para tubo de acero sin costuras mediante perforado y laminado, mediante el cual se evite la ocurrencia de peladura de material y la discrepancia
en el espesor de pared de la estructura laminar hueca perforada y laminada. Formas para resolver el problema Los inventores de la presente investigaron lo relativo a las causas de la peladura del material durante el perforado y laminado a proporciones expansivas de tubo elevadas y un método para evitar dicho problema y, como resultado, obtuvieron los siguientes hallazgos (a) a (g) . (a) Todos los rodillos de disco anteriores que se colocan alrededor de la línea de paso tienen una rigidez muy baja en los dispositivos de soporte y, por lo tanto, aún cuando el rodillo principal 1L y el rodillo de disco 10U se encuentran con un espacio reducido G entre ellos, como lo muestran las líneas continuas en la Fig. 8, se ejerce la fuerza de perforado y laminado en la dirección de rotación del material en el rodillo de disco. Se descubrió que la posición del rodillo de disco cambia a la posición que se muestra en las líneas punteadas y el espacio G se ensancha.
(b) Se descubrió que cuando el espacio G entre el rodillo principal y el rodillo de disco se ensancha, parte del tocho entra por ese espacio ensanchado G y causa la peladura del material. (c) También se descubrió que aún cuando aumenta la rigidez del dispositivo soportador del rodillo de disco de manera que se ejerza la fuerza de la dirección de rotación
del tocho en el rodillo de disco, existe la posibilidad de que el rodillo de disco no cambie de la posición de montaje. Por lo tanto, el rodillo de disco puede estar fijo en la posición que muestran las líneas continuas en la Fig. 8, y es posible llevar a cabo el perforado y laminado mientras se mantiene el espacio G entre el rodillo principal IR el rodillo de disco 10U a un nivel constante y esto evita que ocurra la peladura del material . También se descubrió que la supresión del cambio del rodillo de disco de la posición de montaje a una cierta extensión, aún cuando la posición del rodillo de disco no puede ser completamente fija, puede evitar la peladura del material . (d) Se descubrió que la razón por la que todos los rodillos de disco inclinados anteriores que se encuentran colocados alrededor de la línea de paso tienen poca rigidez en los dispositivos soportadores es debido a que se proporciona un mecanismo de rotación R para variar el ángulo oblicuo del rodillo de disco d, como se muestra en la Fig. 9. También se descubrió que cuando no se usa dicho mecanismo de rotación R, la rigidez del dispositivo soportador de rodillo de disco puede aumentar. (e) Se descubrió que es efectivo mantener fijo el ángulo oblicuo del rodillo de disco d para poder aumentar la rigidez del dispositivo del rodillo de disco, como se muestra en la Fig. 10. Ahí, el rodillo de disco 10U gira en conexión
con una junta universal 12U, y se fija el ángulo oblicuo d en una posición inclinada mediante guías de rodillo 21R, 21L sujetadas por medio de soportadores guía 22R, 22L. El ángulo oblicuo d puede permanecer fijo a un ángulo oblicuo d predeterminado. Con respecto a la forma del rodillo de disco, como se muestra en la Fig. 10, se prefiere una forma del disco que tenga una parte inferior curva con ranuras alrededor de la periferia. Se prefiere que la forma del disco sea así de manera que la parte central es relativamente gruesa y la parte periférica alrededor de la parte central es delgada de forma relativa. (f) Se puede evitar que ocurra la peladura del material al fijar el ángulo oblicuo d el cual es el ángulo de inclinación de colocación de los rodillos de disco 10 relativos a la línea de paso, como se mencionó antes. Sin embargo, cuando el valor de espesor promedio Dwl del rodillo de disco 10 es estrecho relativo al diámetro exterior del tocho 6, hay una posibilidad de que el rodillo de disco 10 se doble en la dirección de la rotación del tocho 6; en este caso, el espacio G entre el rodillo principal 1 y el rodillo de disco 10 puede ensancharse. Por lo tanto, para evitar que ocurra la peladura del tocho laminado de manera más confiable, se prefiere que la proporción del valor de espesor promedio Dwl del rodillo
de disco al diámetro del tocho d aumente a cierta extensión. Con base en los descubrimientos y varias investigaciones y experimentos posteriores, los inventores de la presente hallaron que se puede evitar de forma más confiable la peladura del tocho laminado cuando se satisface la siguiente desigualdad (1) : Dwi/d > 0.8 desigualdad (1) donde Dwx y d son, de manera respectiva, un espesor promedio del rodillo de disco y el diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado, mientras que el espesor promedio del rodillo de disco es el espesor promedio de la mesa en forma de disco excluyendo la parte curva periférica con ranuras . (g) En investigaciones posteriores en busca de un método para evitar la ocurrencia de la peladura mientras se ponía atención al rodillo de disco, se descubrió que el problema de discrepancia en el espesor de pared, en concreto la formación de la parte gruesa en espiral en la superficie del tocho perforado y laminado, puede resolverse de manera simultánea. Como resultado de la prueba en la causa de la ocurrencia de la discrepancia del espesor de pared, se descubrieron las siguientes causas para la discrepancia del espesor de pared: El área inferior del tocho, durante el perforado y
laminado, forma una estructura laminar hueca larga en longitud circunferencial. La estructura laminar hueca se balancea y gira y, además, el rodillo de disco entra en contacto con la estructura laminar hueca durante la formación mediante la reducción del diámetro exterior de la estructura laminar hueca, dando como resultado que el espesor de pared de la estructura laminar hueca aumenta de forma local . Y, también se obtuvo el siguiente descubrimiento: Cuando la distancia Ds entre los fondos ranurados periféricos que corresponden al diámetro más pequeño del rodillo de disco, un ancho Dw2 de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y un diámetro exterior d del tocho que será perforado y laminado, son seleccionados de manera que satisfagan las siguientes desigualdades (2) y (3) , se puede evitar la ocurrencia de dicha discrepancia en el espesor de pared: 9 < Ds/d = 16 desigualdad (2) Dw2/d > 0.8 desigualdad (3) donde Ds es una distancia entre los fondos ranurados periféricos que corresponden al diámetro más pequeño del rodillo de disco, Dw2 es un ancho de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y d es un diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado . Lo que se recomienda mediante el límite inferior en
la desigualdad (2) de arriba y lo que se recomienda mediante la desigualdad (3) de arriba son factores necesarios, para poder evitar la rotación con balanceo de la estructura laminar hueca durante la formación de la longitud de la estructura laminar hueca en longitud circunferencial mediante el perforado y laminado de la parte inferior del tocho y manteniendo la cantidad reducida del diámetro exterior de la estructura laminar hueca y aumentando de forma local el espesor de pared de la estructura laminar hueca dentro del rango a corregir por medio del mandril y los rodillos principales. Y, lo que se recomienda por el límite superior en la desigualdad (2) antes mencionada es un factor necesario para poder mantener la cantidad reducida del diámetro exterior de la estructura laminar hueca y aumentando de manera local el espesor de pared de la estructura laminar hueca dentro del rango a corregir por medio del mandril y los rodillos principales cuando los rodillos de disco restringen de manera temporal a la estructura laminar hueca durante la formación en la dirección del avance del tocho. La presente invención se ha completado con base en los siguientes descubrimientos. Lo esencial es un método de perforado y laminado para tubos de acero sin costuras como se especifica a continuación de (1) a (3) y un aparato de perforado y laminado para tubos de acero sin costuras especificado a continuación de (4) a (6) .
(1) Un método de perforado y laminado para tubos sin costuras mediante el uso de un aparato de perforado y laminado el cual se tiene un par de rodillos principales con forma cónica y un par de rodillos de disco, cada para colocado en forma opuesta con una línea de paso en medio como eje central, y un mandril cuyo eje central coincide con la línea de paso, en donde un tocho que será perforado y laminado avanza mientras gira en forma de espiral por medio de una rotación impulsora de los rodillos principales; el método se caracteriza en que cada uno de los rodillos de disco se encuentra dispuesto en un estado inclinado a un ángulo oblicuo d fijo a la línea de paso. (2) El método de perforado y laminado para tubos de acero sin costuras de acuerdo con el (1) anterior, se caracteriza en que el espesor promedio Dwl del rodillo de disco y un diámetro exterior d del tocho que será perforado y laminado satisface la siguiente desigualdad (1) : Dwl/d > 0.8 desigualdad (1) donde Dwl y d son, de manera respectiva, el espesor promedio del rodillo de disco y el diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado, mientras que el espesor promedio del rodillo de disco es el espesor promedio de la mesa en forma de disco excluyendo la parte curva periférica con ranuras . (3) El método de perforado y laminado para tubos de
acero sin costuras de acuerdo con los números anteriores (1) y (2) , se caracteriza en que una distancia Ds entre los fondos ranurados periféricos que corresponden al diámetro más pequeño del rodillo de disco, un ancho Dw2 de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y un diámetro exterior d del tocho que será perforado y laminado, son seleccionados de manera que satisfagan las siguientes desigualdades (2) y (3) : 9 = Ds/d < 16 desigualdad (2) Dw2/d > 0.8 desigualdad (3) donde Ds es una distancia entre los fondos ranurados periféricos que corresponden al diámetro más pequeño del rodillo de disco, Dw2 es un ancho de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y d es un diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado . (4) Un aparato de perforado y laminado para tubos de acero sin costuras que se proporciona junto con un par de rodillos principales en forma cónica y un par de rodillos de disco, cada par colocado de manera opuesta con una línea de paso entre ellos como eje central, y un mandril cuyo eje central coincide con la línea de paso, en el que un tocho que será perforado y laminado avanza mientras gira en forma de espiral por medio de una rotación impulsora de los rodillos principales; el aparato se caracteriza en que cada uno de los
rodillos de disco se encuentran en un estado de inclinación a un ángulo oblicuo d fijo hacia la línea de paso. (5) El aparato de perforado y laminado para tubos de acero sin costuras de acuerdo con (4), se caracteriza en que el espesor promedio Dwl del rodillo de disco y un diámetro exterior d del tocho que será perforado y laminado satisface la siguiente desigualdad (1) : Dwl/d > 0.8 desigualdad (1) donde Dwl y d son, de manera respectiva, el espesor promedio del rodillo de disco y el diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado, mientras que el espesor promedio del rodillo de disco es el espesor promedio de la mesa en forma de disco excluyendo la parte curva periférica con ranuras . (6) El aparato de perforado y laminado para tubos de acero sin costuras de acuerdo con los números (4) y (5) anteriores, se caracteriza en que una distancia Ds entre los fondos ranurados periféricos que corresponden al diámetro más pequeño del rodillo de disco, un ancho Dw2 de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y un diámetro exterior d del tocho que será perforado y laminado, son seleccionados de manera que satisfagan las siguientes desigualdades (2) y (3) : 9 < Ds/d < 16 desigualdad (2) Dw2/d > 0.8 desigualdad (3)
donde Ds es una distancia entre los fondos ranurados periféricos correspondientes al diámetro más pequeño del rodillo de disco, Dw2 es un ancho de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y d es un diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado . De acuerdo con la invención, se puede evitar la ocurrencia de peladura del material al mismo tiempo se puede evitar la discrepancia en el espesor de pared de la estructura laminar hueca en la fabricación de tubos de acero sin costuras mediante el perforado y laminado aún cuando la proporción expansiva del tubo aumenta. Mejor forma de llevar a cabo la invención Con referencia a los dibujos, la presente invención se ilustra de manera más específica como sigue. Ejemplo 1 La Fig. 11 es una elevación esquemática del aparato de perforado y laminado de acuerdo con la invención con cada rodillo de disco en un ángulo oblicuo d dado, como se observó desde el lado de salida del mismo. Primero, los rodillos principales con forma cónica IR, 1L se colocan en simetría axial cada uno a un ángulo de alimentación ß con cada uno de sus ejes alejados para formar un ángulo de borde ? relativo al centro de paso m, similar a los métodos y aparato convencionales descritos al principio.
Los rodillos principales con forma cónica IR, 1L tienen un ángulo superficial de salida a. Los rodillos de disco 10U, 10D escogidos tienen diámetros de borde izquierdo y derecho y están dispuestos de manera que puedan sujetar el tocho 6 durante el perforado desde arriba y desde abajo. El rodillo de disco 10U se encuentra arriba del tocho 6 con un diámetro de borde mayor haciendo frente al lado del rodillo principal IR, y el rodillo de disco 10D se encuentra debajo del tocho 6 con un diámetro de borde mayor haciendo frente al lado del rodillo principal 1L, en concreto con cada diámetro de borde mayor localizado hacia arriba de la dirección de rotación del tocho 6 y cada diámetro de borde menor hacia debajo de la dirección de rotación. Cuando se selecciona la colocación de los rodillos de disco desde la perspectiva del diámetro de borde, como se mencionó arriba, se produce el efecto de evitar que el material sea extruido hacia arriba o hacia abajo en la dirección de rotación. El plano A es un plano que incluye el centro de paso m para el material del tubo y el centro de abertura entre los rodillos inclinados antes de establecer el ángulo de alimentación ß. A los rodillos de disco 10U, 10D se les da una oblicuidad de manera que el lado de salida de los mismos sea a lo largo del rodillo principal IR del lado del material que sale mientras que los ejes de rodillo de disco se mantienen horizontales, de manera más específica, paralelos al plano A,
con sus centros como ejes. Este ángulo d es un ángulo oblicuo de rodillo de disco. Como resultado, los ejes rotacionales de los rodillos de disco 10U, 10D no se encuentran en un estado de cruce del centro de paso m a un ángulo correcto. El rodillo de disco 10U se gira en conexión con la junta universal 12, como se muestra en la Fig. 10, y el ángulo oblicuo d es fijo en un estado inclinado por medio de las guías de rodillo 21R, 21L, soportadas por los elementos soportadores de guías 22R, 22L. Cuando los rodillos principales giran en la dirección indicada por las flechas de la Fig. 11, el tocho 6 que será perforado es laminado mientras gira en la dirección de las manecillas del reloj con O como el centro como se observó desde el lado de salida. Y, el tocho 6 se perfora por medio de un mandril 7 (refiérase a la Fig. 1) para formar una estructura laminar hueca 9 (refiérase a la Fig. 1) mientras es presionado por ambos lados en la abertura entre los rodillos principales IR, 1L. Se realizó una prueba para limitar la ocurrencia de peladura al llevar a cabo el perforado y laminado usando un aparato de perforado y laminado acorde a la invención, en donde los rodillos de disco se colocaron en una forma inclinada con el ángulo oblicuo fijo d. Los resultados de esta prueba se describen a continuación. Las condiciones de operación fueron como se muestra abajo y los resultados son
como se muestra en la Tabla 1. Con respecto al ángulo oblicuo d, cada ángulo oblicuo d correspondiente a cada proporción expansiva de tubo se estableció y fijó cada vez antes de llevar a cabo el perforado y laminado. Los resultados obtenidos también se muestran en la Tabla 1, de hecho, para comparar, se llevo a cabo el perforado y laminado usando un aparato convencional, en el que el ángulo oblicuo d fue variable (0o a 9°) mediante el mecanismo de rotación. Condiciones de operación Tocho: material obtenido por colada continua (acero 0.2% C) , 65 mm en diámetro Proporción expansiva de tubo: 1.0 a 1.4 Proporción (t/d) del espesor de pared t de la estructura laminar hueca al diámetro exterior d: 2.5 a 6.0% Diámetro de abertura de rodillo 410mm Ángulo de alimentación del rodillo ß: 10.0° Ángulo de borde del rodillo ?: 15.0° Ángulo superficial del lado de entrada del rodillo: 3.0° Ángulo superficial del lado de salida del rodillo a: 4.0° Diámetro del rodillo de disco: 1150mm
Tabla 1
O: No ocurrió peladura. 5 X: Ocurrió peladura. -: No se llevaron a cabo el perforado y laminado.
La Tabla 1 muestra los resultados obtenidos al llevar a cabo el perforado y laminado de dos tochos bajo las condiciones respectivas: la marca 0 indica que no ocurrió la peladura en ambas corridas, y la marca X indica que ocurrió la peladura por lo menos en una de las dos corridas. La marca - indica que el perforado y laminado no se llevaron a cabo. De acuerdo con la invención, resultó que hubo menor ocurrencia de peladura con los rodillos de disco en un estado inclinado con el ángulo oblicuo d fijo que con los rodillos de disco a un ángulo oblicuo d variable por medio del mecanismo de rotación comparativo. La invención tuvo éxito, sin peladura, al producir la estructura laminar hueca con una menor proporción t/d de estructura laminar que cualquier proporción expansiva de tubo comparativa. De ese modo, de acuerdo con la invención, los resultados indican que el método y aparato para perforado y laminado pueden producir tubos de acero sin costuras de paredes delgadas sin que ocurra la peladura. Los resultados en este ejemplo se obtuvieron mediante el uso de un modelo de laminador de perforado y laminado bajo las condiciones de operación que se describieron anteriormente. Los laminadores reales por lo general requieren un ángulo de borde ? de rodillo de 10 a 30°, un diámetro de tocho de 150 a 380mm, un diámetro de rodillo de 900 a 1500mm, y un diámetro de rodillo de disco de 1500 a
3500mm. Y, seleccionar las dimensiones respectivas apropiadas desde el punto de vista de estabilidad en perforado y laminado y una reducción de la carga de deformación por el corte en los tochos. Ejemplo 2 Entre algunas de las proporciones t/d de estructura laminar de todas las proporciones expansivas de tubo que se exhiben en la Tabla 1 en donde se produjeron de manera exitosa estructuras laminares huecas sin peladura, se realizaron experimentos posteriores mediante el modelo de laminador para perforado y laminado cuyos rodillos de disco se colocaron en una manera inclinada con un ángulo oblicuo d fijo y cuyos valores establecidos fueron los mismos que se dieron anteriormente, para poder examinar la correlación entre el parámetro Dwi/d y la ocurrencia de la peladura. En la presente, Dwx y d son, de manera respectiva, un espesor promedio de rodillo de disco y un diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado, mientras que el espesor promedio de rodillo de disco es un espesor promedio de la mesa en forma de disco excluyendo la parte curva periférica con ranuras. Los resultados se muestran en la Tabla 2.
Tabla 2
Por lo menos uno de 10 tochos perforados se peló Ninguno de los 10 tochos perforados se peló
5 En la Tabla 2, la marca 'O' indica que por lo menos uno de los 10 tochos perforados se peló, y la marca '00' indica que ninguno de los 10 tochos perforados se peló. Como resultado, se reveló que en el caso de los rodillos de disco colocados en un estado inclinado con un ángulo oblicuo d fijo, 10 la frecuencia de que la peladura ocurriera se hizo muy baja cuando la proporción Dwi/d resulta en la producción de tubos
de acero sin costuras con paredes delgadas mediante perforado y laminado porque hay una supresión remarcada de peladura. Ejemplo 3 Además, con respecto a los valores de Dwi/d de 0.85 a 1.0 entre las condiciones bajo las cuales se evaluaron los resultados experimentales como ?00' en la prueba de peladura que se muestra en la Tabla 2, en concreto los resultados experimentales no muestran ninguna peladura en los 10 tochos perforados, se realizaron pruebas posteriores para poder examinar la correlación entre el parámetro Ds/d y la ocurrencia de la discrepancia en el espesor de pared, y también la correlación entre el parámetro Dw2/d y la ocurrencia de la discrepancia en el espesor de pared. En el presente, Ds es una distancia entre los fondos ranurados periféricos que corresponden al diámetro más pequeño del rodillo de disco, Dw2 es un ancho de la parte superficial curva en la superficie periférica del rodillo de disco, y d es un diámetro exterior del tocho que será perforado y laminado. Los efectos para evitar la discrepancia en el espesor de pared se muestran en la Tabla 3 en términos de A a C.
Tabla 3
Las discrepancias en el espesor de pared se evaluaron a los siguientes grados de acuerdo con la discrepancia promedio en el espesor de pared (%) dentro del rango final de 300mm de la estructura laminar hueca: Grado A: No más de 5%. Grado B: Más de 5% pero no más de 7%. Grado C: Más de 7%.
La Tabla 3 muestra evaluaciones de las discrepancias en el espesor de pared, las cuales se definen mediante los siguientes grados de acuerdo con la discrepancia promedio en el espesor de pared (%) dentro del rango final de 300mm de la estructura laminar hueca: Grado A: No más de 5%. Grado B: Más de 5% pero no más de 7%. Grado C: Más de 7%. De aquí en adelante, la discrepancia en el espesor
de pared (%) dentro del rango final de 300mm de la estructura laminar hueca se obtuvo de la siguiente manera: Por cada uno del total de 30 cortes transversales a intervalos de 10mm en la dirección longitudinal de la parte final 300mm de cada estructura laminar hueca, los espesores de pared se midieron en 8 puntos en dirección circunferencial y la discrepancia en el espesor de pared (%) se calculó de acuerdo con la fórmula que se proporcionó abajo y se calculó el promedio de la discrepancia en el espesor de pared (%) de ahí obtenida para las 30 secciones. Porcentaje de discrepancia en el espesor de pared = (máximo espesor de pared en los 8 puntos - el mínimo de espesor de pared en los 8 puntos) / (el promedio del espesor de pared de los 8 puntos) 100% Como resultado, se reveló que cuando los rodillos de disco se colocan en un estado inclinado con el ángulo oblicuo d fijo y al mismo tiempo Ds/d = 9 a 16 y Dw2/d es excesivo a 0.8, la discrepancia en el espesor de pared es mucho menor. De ese modo, los resultados muestran que cuando Dwx/d es un exceso de 0.8, Ds/d = 9 a 16 y Dw2/d es un exceso de 0.8, se pueden fabricar los tubos de acero sin costuras de paredes delgadas mediante perforado y laminado mientras se evita de manera satisfactoria la ocurrencia de peladura y la ocurrencia de discrepancia en el espesor de pared. Se proporcionan un método y un aparato para
perforado y laminado de acuerdo con lo que se puede evitar la ocurrencia de peladura del material y se puede evitar la discrepancia en el espesor de pared en la estructura laminar hueca perforada y laminada durante la fabricación de tubos de acero sin costuras mediante perforado y laminado aún si la proporción expansiva del tubo se aumenta. Breve descripción de los dibujos La Fig . 1 muestra una colocación de ejemplo de los rodillos principales en un laminado para perforado y laminado. La Fig. 2 muestra una vista transversal a lo largo de la línea V-V de la Fig. 1. La Fig. 3 muestra una vista del laminador para perforado y laminado de la Fig. 1 como se ve desde el lado de salida . La Fig. 4 muestra una colocación de ejemplo de los rodillos principales y los rodillos de disco en un laminado para perforado y laminado. La Fig. 5 muestra, en exageración, la deformación del material durante el perforado desde la abertura entre los rodillos principales al lado de salida del rodillo en el perforado y laminado. La Fig. 6 es una ilustración esquemática de la supresión de la expansión del diámetro del material por los rodillos de disco. La Fig. 7 muestra una colocación de ejemplo de los
rodillos principales y los rodillos de disco en un laminador para perforado y laminado. La Fig. 8 es una ilustración esquemática del espacio G ensanchado entre el rodillo principal 1L y el rodillo de disco 10U. La Fig. 9 muestra un mecanismo de rotación R para intercambiar los rodillos de disco a un ángulo oblicuo d variable . La Fig. 10 muestra un ejemplo en el que el ángulo oblicuo d del rodillo de disco está fijo de acuerdo con la invención . La Fig. 11 muestra un ejemplo del laminador para perforado y laminado de acuerdo con la invención. Explicación de los símbolos utilizados IR, 1L - Rodillos principales 6 - Tocho 7 - Mandril 9 - Estructura laminar hueca 10, 10U, 10D - Rodillos de disco 12U - Junta universal 21R, 21L - Guías de rodillo 22R, 22L - Soportadores de guías a - Ángulo superficial del lado de salida del rodillo principal . - Ángulo de alimentación
? - Ángulo de borde del rodillo principal d- Ángulo oblicuo del rodillo de disco K - Ángulo de alimentación del rodillo de disco F - Ángulo de elevación A - Plano que incluye el punto Q y el centro de paso m Ds - Distancia de ranura profunda a ranura profunda correspondiente al diámetro de disco mínimo en cada rodillo de disco Dwi - Espesor promedio del rodillo de disco Dw2 - Ancho de la parte curva en la superficie periférica de cada rodillo de disco G - Espacio del lado de salida entre el rodillo principal y el rodillo de disco H - Estructura laminar hueca m - Centro de paso Q - Centro de la abertura principal del rodillo principal antes de establecer el ángulo de alimentación ß del rodillo principal R - mecanismo de rotación d - Diámetro exterior del tocho