SU1079321A1 - Двухвалковый калибр дл продольной прокатки труб - Google Patents

Abstract

ДВУХВАЛКОВЫЙ КАЛИБР ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, образованньгй симметричными ручь ми, составленными из центральной дуги с радиусом из центра калибра и дуговых выпусков большего радиуса, центры которых расположены на оси симметрии ручь , о тличающийс  тем, что, с целью уменьшени  внутренней гранености труб при редуцировании, углова  прот женность центральной дуги равна 96112° . ел

Description

со

со

1чЭ Изобретение относитс  к обработке металлов давлением и может быть использовано на двухвалковых редукцион ных стенах при производстве толстостенных труб с отношением толщины стенки к наружному диаметру выше О,К Известен двухвалковый калибр дл  редуцировани  труб, образованный сим метричными ручь ми с профилем, описанным одной дугой окружности С3Это так называемый овальный калибр, получивший распространение на редукционных стенах, но который приводит к накоплению разнотолщинности Трубы при ее продвижении. Известен двухвалковый калибр дл  продольной прокатки труб, образованный симметричными ручь ми, профиль каждого из которых имеет центральный участок, описанный дугой окружноети прот женностью 90-112, и два крайних выпускных участка, выполненных пр мыми лини ми С 2 . Использование данного калибра дл  редуцировани  труб не позвол ет уменьшить внутренюю граненость по сравнению с известными овальными калибрами . Наиболее близким к изобретению по технической сущности  вл етс  двухвалковый калибр дл  продольной прокатки , образованный симметричными ру чь ми, составл емыми из централь/юй дуги с радиусом из центра калибра и дуговых: выпусков большего радиуса, центры которых расположен) на оси симметрии ручь  З. Дуга центрального участка ручь  пересекаетс  с ду гами выпусков и образуютс  на ручье два выступа, расположенные от оси симметрии ручь  по обе стороны на уг лах 60. Использование данного калибра с прот женностью центральной дуги 120 при редуцировании труб приводит к об разованию внутренней граненности величиной около 9%, такой же, как и в случае использовани  овальных калибров , но обратного знака. Внутренн   граненность про вл етс  при редуцировании относительно толстостенных труб и вызвана неравномерностью тангенциальной деформации труб в -. разъемном калибре, из-за чего толщина стенки трубы после прокатки в одном калибре неравномерна по периметру . Взаимное наложение неравномерной толщины стенки в системе калибров приводид к образованию внутренней граненности готовых труб, про вл ющейс  в том, что внутренний профиль поперечного сечени  их имеет форму четырехгранника с округленными углами , диагонали которого совпадают с лини ми разъемов и вершин калибров (так называема  отрицательна  граненость ) . Цель изобретени  - уменьшение внутренней граненности труб при редуциро1зании . Указанна  цель достигаетс  тем, что в двухвалковом калибре дл  продольной прокатки труб, образованном симметричными ручь ми, составленным из центральной дуги с радиусом из центра калибра и дуговых выпусков большего радиуса, центры которых расположены на оси симметрии ручь , у которых углова  прот женность центральной дуги равна 96-112°. Такой калибр имеет преп тстн11е тангенциальному течению метана в четырех сечени х, благодар  чему снижаетс  разностенность труб при редуцировании в системе чередующихс  калибров . Угол дуги центрального участка определен на основании экспериментальных данных. Когда он меньше 96 и больше 112 внутренн   граненность становитс  больше достигнутой на практике при использовании известных калибров. На фиг. 1 изображен двухвалковый капибр дл  редуцировани  труб, поперечный профиль; на фиг. 2 - темплеты поперечного сечени  труб, прокатанных в овальньгх (темплет 1 ) и предложенных калибрах (темплеты 2-4). Рисками обозначены направлени  вершин и размеров калибров. Калибр образован симметричными ручь ми двух валков. Профиль каждого ручь  имеет три участка: центральный выполненный дугой окружности радиуса R, и два одинаковых (благодар  симметрии ручь ) дуговых выпуска, выполненных дугой окружности радиу/са R, который больше радиуса Р . Дуга центрального участка составл ет угол равный 2ot. Центр центральной дуги расположен. в центре калибра, а центр дуг выпуска смещен относительно центра калибра на величину е (эксцентриситет) и расположен на оси, проход п1ей через цент калибра и дно ручь  (ось симметрии ручь ). Благодар  расположению центра дуг крайних участков на оси симметрии ручь  крайние участки профил  ручь  пересекаютс  с центральным в точках, направлени  от которых к центру калибра образуют с осью сим метрии ручь  угол об. Из-за пересечени  дуг (а не плавного сопр жени ) профиль ручь  валка на участке, примыкающем к месту пересечени  дуг, имеет выпуклую форму. Ширина калибра В больше высоты Н, чем обеспечиваетс  прокатка труб без подрезов на наружной поверхности. Величина овализа калибра Д -v- выбираетс  в зависимости от деформаций труб по наружному диаметру в Калибре на основании имеющихс  практических данных дл  овальных калибров. Высота калибра определ етс  по заданной деформации труб по наружному диаметру в калибре овализации Д с использованием соотношени , св зывающего средний диамет калибра с его высотой Н ji шириной В (например, в виде ). Тогда радиус дуги центрального участка (Р. определ етс  как о. Радиус дуг выпусков {EJ} и смещение центра их относительно центра калибра (е) опреде л етс  из следующих соотношений ( в ,12 2 В ( 2 6 е -гг 4Н cos Угол ( определ етс  на основании практических данных. Прокатка труб в системе, повернутых относительно друг друга на угол 90 , калибров с последовательно уменьшающимс  поперечным сечением осуществл етс  следующим образом. За счет вращени  валков каждое сечение трубы последовательно дефор14ируетс  во всех калибрах. При деформации трубы в первом калибре (как в обычном разъемном калибре) утолщение стенки по периметру неравномерно . Труба утолщаетс  бол1аше в местах примыкаюощх к разъему калибра, и меньше (или даже утон етс ) в местах примыкающих к вершинам. Между разъемом и вершиной калибра, труба получает промежуточное изменение стенки. При деформации трубы во втором калиб ре , повернутом относительно первого на 90, максимальное утолщение стенки располагаетс  в месте минимального , а минимальное - в месте максимального изменени  стенки, достигнутых в первом калибре. аличие выпуклых участков калибров в зонах, примыкающих к месту пересечени  центральной и крайних дуг выпуска, преп тствует тангенциальному истечению металла. Из-за этого характер изменени  стенки трубы между вершиной и выпуском калибра может быть различным в зависимости от угла положени  точки пересечени  дуг. В результате толщина стенки после прокатки в двух калибрах оказываетс  либо равномерной по периметру, либо неравномерной с четырьм  максимумами и четырьм  минимумами толщины стенки, ориентированными в направлении вершин и разъема калибров или под углом 45° к линии разъема. После прокатки в системе последующих калибров, повернутых относительно друг друга на 90, конечна  толщина стенки также оказываетс  либо относительно равномерной по периметру, либо неравномерной и имеет четыре максимума и четыре минимума толщиА; стенки, ориентированные в направлении вершины и разъема калибров или под углом 45 к этим направлени м. Дл  получени  круглого наружного профил  трубы прокат в 1-2 предчистовых клет х осуществл етс  с использованием овальных калибров, а в 1-2 последних чистовых клет х - с использованием круглых калибров. Зависимость величины и ориентации внутренней граненности от места положени  точки пересечени  дуг центрального и крайних участков (или от прот женности центральной дуги) предлагаемого калибра установлена в результате прокатки без нат жени  труб диаметром .68 мм и толщиной стенки 1213 мм из труб диаметром 130 мм и частными деформаци ми в черновых клет х 4,4-3,5% и овализацией калибра 1,0701 ,044 в 18 клет х двухвалкового ре-, дукциоиного стана трубопрокатного агрегата 140 завода им. К. Либкнехта. При этом 16-  клеть была с овальным калибром, 17-  и 18-  с круглым. Угол ci измен ли от 60 до 45° (центральна  дуга составл ла угол 2о6 120-90°). Установлено, что при угле ° ( 2oi 120 ) внутренний профиль имеет вид, изображенный на темплете 2 (фиг. 2). При этом минимальные значени  тол1цины стенки располалались под углом 45 к направлению верпшн и разъемов калибров (положительна  граненность). Величина внутренней граненности составила 8,5%.

При угле ( ) внутренний профиль имеет вид изображенный на темплете 3 (фиг. 2). Минимальные 5 значени  толщины стенки располагались в направлениивершин и разъемов калибров . Величина внутренней граненности составила 10-11%. Таким образом , при изменении угла от 60 до 45 Ю (20 120-90°) произошла переориентаци  внутренней граненности, что свидетельствует о возможности уменьшени  ее величины при определенных значени х угла 0.15

Минимальное значение величины внутренней граненности, составл к цее 5,0% (темплет 4, фиг. 2), наблюдали при 0(52° ().

При угле и 56 ° (2ot 96 и П 2)20 она составила соответственно 8 и .7,5%.

Пример. Проведена опытна  прокатка без нат жени  труб размерами из труб диаметром 130 мм и 18 клет х двухвалкового редукционного 25 стана трубопрокатного агрегата (ТПА) 140 завода им. К. Либкнехта.

Профиль ручьев калибров с J-ой по 15-ю клеть имел три участка: цент- . ральный и два крайних, выполненных 30 дугами окружности. Дуга центрального участка зтих калибров составл ла угол 140°. Дуги крайних участков ручьев указанных калибров пересекались с дугой центрального участка под углом 35 . Центр центральной дуги был рас положен в центре калибра (фиг. 1). Ручь  калибров 16-18 клетей были выполнены одной дугой окружности. При этом центры дуг ручьев валков 16-ой О клети были смещены относительно центре калибра (овальный калибр) а центры дуг ручьев валков 17-ой и 18-ой клетей совпадали с центром калибра (круглые калибры).

Все калибры в собранном виде изготовлены путем расточки валков на станках, используемых в цехе дл  изготовлени  овальных калибров.

Калибры клетей с 1-и по 15-ю расточены из двух установок режущего инструмента. При первой установке режущую кромку резца устанавливали в центральной плоскости клетей, проход щей через оси валков и центр калибра . Диаметр траектории режущей кромки резца равен высоте калибра. Таким путем бьши расточены центральные участки ручьев.

При второй установке режуща  кромка резца была смещена относительно центральной плоскости клети на величину X, рассчитанную из выражени 

X f(2|A . p,e)M5f - 4где D - идеальный диаметр валка, равный 330 мм дл  все клетей; Dp - диаметр траектории режущей

кромки резца, мм. Диаметр траектории режущей кромки резца определен из выражени 

(Р.-1

-Р12

eD

ид

4-D

ИА

Остальные обозначени  как на фиг. 1.

При такой установке режущего инструмента были выполнены крайние участки ручьев.

Основные параметры калибров представлены в табл. 1. 9 Частные деформации труб по наруж ному диаметру, овализаци  калибров (Д), высота (н) и ширина (В) калибров были взйты такими же, как и иа 21 действующей на стане овальной калибровке валков, используемой дл  редуцировани  труб всего сложившегос  сортимента (табл. 2). Таблица2

Были прокатаны несколько партий труб размераьш 68-13 мм объемом от 200 до 600 тн. Наружна  поверхность труб была гладкой и не имела следов от выпуклых участков калибров. Капиб ры сохран ли свою форму вплоть до полного износа благодар  равномерному износу как самого выпуклого участка , так и р дом лежащих,

Часть черновых кЗййЬров использовали и дл  прокатки более тонкостенных труб, например размерами 73х Х5,5 мм. Качество наружной поверхности было удовлетворительным. Визуальный осмотр внутреннего профил  труб размерами 68-13 мм (темплет 4, 4мг. 2) свидетельствовал о заметном снижении внутренней граненности по

сравнению с трубами, прокатанными на овальной калибровке (темплет 1, фиг. 2),

Замер толщины стенки дл  оценки внутренней граненности труб размерами 68-13 мм осуществлен на 40-50 трубах нескольких партий с помощью тензометрического устройства, позвол ющего замер ть толщину стенки непрерывно по всему периметру с записью на диаграммную ленту. Среднее значение внутренней граненности составило около 5,0%.

Дл  оценки эффективности предложенного решени  сравнили результаты опытных прокато труб, указанных в примере, с результатами прокаток тру в овальных калибрах.

Овальные калибры используютс  на редукционных станах и поэтому они прин ты за базовый объект сравнени .

С использованием базового объекта прокатывали трубы размерами 68-13 мм из труб диаметром 130 мм в 18 клет х двухвалкового редукционного стана ТПА 140 завода им. К. Либкнехта (г. Днепропетровск). Калибры с 1 по

16-й были овальными (базовый объект), т.е. профиль ручь  их был выполнен одной дугой окружности с центром, смещенным относительно центра калибра . Два последних калибра были круглыми . Основные параметры калибров приведены в табл. 2.

Многократные исследовани  внутренней граненности труб размерами 68 т 13 мм, прокатанных с использованием данной калибровки, свидетельствуют , что средн   величина ее составл ла около 9%.

Таким образом, использование предложенного калибра дл  редуцировани  труб по сравнению с базовым объектом позвол ет уменьщить внутреннюю граненность относительно толстостенных труб, в частности в приведенном примере , с 9 до 5%. За счет этого улучшаетс  товарный вид труб, уменьшаетс  разностенность их, а также экономитс  металл при механической обработке внутренней поверхности изделий из этих труб, повышаетс  стойкость обрабатываемого инструмента и уменьшаетс  число циклов обработки .

фuг.f

/

/

/

фиг.2

/

/

Claims (1)

1. ДВУХВАЛКОВЫЙ КАЛИБР ДЛЯ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ, образованный симметричными ручьями, составленными из центральной дуги с радиусом из центра калибра и дуговых выпусков большего радиуса, центры которых расположены на оси симметрии ручья, о тличающиися тем, что, с целью уменьшения внутренней гранености труб при редуцировании, угловая протяженность центральной дуги равна 96112°.

   о £

   079321