Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами

..pdf
Скачиваний:
3
Добавлен:
24.10.2023
Размер:
9.39 Mб
Скачать

Рис. 58. Зоны опережения и отставания при пплигрнмовой прокатке

где Ri — идеальный

радиус

валка,

равный

RB+ Д/2

(здесь RB— радиус валка по бочке,

А — зазор

между валкаіміи);

 

 

 

rK— радиус калибра.

 

условия

равенст­

Угол ß определен Емельяненко из

ва сил трения в зонах опережения и отставания:

 

Р =

Фо Rt ~

r K s i n Ф о + 0 ,32 гк

 

(114)

2 Rt +1,38гк

 

 

 

 

фо— угол соприкосновения металла

с валком іпо пе­

риметру калибра (четверть сечения).

 

Максимальную величину имеет опережение .в верши­

не калибра. Коэффициент опережения

 

 

ш

 

= 1

---- (l-C O Sß) = -^ -------. (115)

 

 

R

 

 

-—1

 

 

 

 

 

Коэффициент опережения в любой точке калибра

(116)

где R — радиус валка в точке, определяемой углам ф. Коэффициенты опережения переменны в процессе прокатки. На рис. 59 показано изменение коэффициен­ та опережения .по вер шине калибра в зависимости от угла поворота валка. Кривые имеют резко выраженный

максимум в начале бойка (■Ѳл;»і2,50),

Рнс, 59.

Изменение

коэффи­

и

 

 

у

s' '-

 

г

! < *

 

 

^

і

___

циента

опережения

по

вер­

/

 

 

 

шине калибра

в

зависимо­

 

 

 

г " Ч. Vч.

сти от

угла

поворота

вал­

§ 12

f

 

 

 

 

 

ков при прокатке труб раз­

 

 

 

 

 

 

мерами

168X8

(/)

и

273Х

 

 

 

 

 

 

Х9 мм (2)

 

 

 

 

t ~ о

 

 

20 20

W 50 SO, 70

 

 

 

 

 

 

 

 

§Угол поворота доллоё, град-

Вначале полирующего участка коэффициент опере­ жения убывает по линейной зависимости. В конце поли­ рующего участка, где отсутствует раскатка металла, ве­

личина коэффициента опережения постоянна и равна шп = 1,06 ч- 1,10.

•Положение критического сечения по гребню валка

Уо = arccos-

&іх + 7?o+j/ (Si д+Яо)2 -4 RKS1X

. (H7)

 

 

где Sis — толщина стенки на выходе

из мгновенного

очага деформации;

 

 

 

Ro — радиус валка на выходе по вершине калибра;

Ru —катающий радиус для мгновенного очага

де­

формации.

 

подающего

 

ап­

Вследствие сил подпора со стороны

 

парата критические сечения при пилигримовой прокатке смещены в сторону входа в мгновенный очаг деформации.

Давления и моменты при пилигримовой прокатке труб

Горизонтальная проекция

площади

контакта

в мгновенном -очаге деформации

 

 

Л - - Ч Ц , 1/2 « „ Л S,,

 

(118)

где ід = 0,96 4-1,13—коэффициент

формы

контактной

поверхности;

мгновенного ■очага

d0p—средний диаметр калибра

деформации;

 

калибра в

Rxcp— средний радиус валка по вершине

мгновенном очаге;

AS* — обжатие по стенке в мгновенном очаге дефор­ мации.

Полную .поверхность мгновенного очага деформации определяют по формуле

^=(т_!)Л' <1|9)

.

Л

0,58 \

у

[Щ Г

где о =

al 1---------- I

-------- угол, характеризующий

степень заполнения калибра; а — угол выпуска.

В зависимости от обжатия в мгновенном очаге сред­ нее удельное давление

(

т/ 2 R r гп Д Sr \

Р ср = « астн (^1,06 +

0,22 L---- ^

* ■], (120)

где «а = 1,07ч -1,08 —коэффициент напряженного состоя­ ния;

о« — истинный предел текучести в данных условиях. Для малоуглеродистых сталей рекомендуется ои оп­

ределять по формуле

о„ = 31,5 — 0,0217/°,

(121)

где — температура прокатки, °С.

.мгновенном

Полное давление металла на валки в

очаге деформации

 

Р = РсрРг-

(122)

Полное максимальное давление при пильгеровании ■можно также рассчитывать по эмпирической формуле

Пляцковского

/

Лнах = ^

(82,7-0,0512T - 2 S t+

 

<*s

 

 

 

+ 0,0107 т р2) я п Шп sin ѳз

,

(123)

где Т — температура прокатки, °С;

 

 

crs— истинный

предел текучести

стали, Мн/.и2

(кГ/мм2) ;

 

Ст. 4,

Мн!м2

Os—истинный предел текучести

(кГ/мм2) ;

 

 

 

Si — толщина стенки трубы, мм; m — величина подачи, мм;

Рх —суммарный коэффициент вытяжки;

Ra— радиус нал«a mo вершине калибра в полирую­ щем участке, мм;

гк — радиус калибра в полирующем участке, мм; а —угол выпуска в .полирующем участке;

соп — средний коэффициент опережения

в полирую­

щем участке, равный 1,18—1,20;

 

 

участка,

Оз —угол заквата в начале

полирующего

равный 14—20°.

 

 

 

 

 

Среднеквадратичное давление Рсѵ=>(0,57-у0,65)Ртах.

М о щ н о с т ь прокатки Nmax

и

момент

Мт ах«а одном

валке

 

 

 

 

 

 

^тах

ш Мтах,

 

 

 

 

(124

м„

= ' [р, + р,

1 / ( ^ ) -

' р

, (125)

где со — угловая скорость валка, сект1; l=RiSinQ3x— длина очага деформации;

Р—вертикальная составляющая сил нормального давления;

Ф — коэффициент, определяемый

по графику

 

(рис. 60);

 

 

D

^ср + Qn

горизонтальная

составляющая

Рх =

------о----------

сил нормального давления и трения;

Угол лоВорота Валка 8, град.

Рис. 60. Зависимость коэффициента ф от угла поворота валка 0

Qop — усилия противодавления

подающего

аппарата;

—.инерционные

силы системы

валокгильза

подвижные части подающего аппарата;

 

 

Ri — идеальный радиус валка;

 

очага

деформации;

Ѳзх — угол захвата

мгновенного

Rxср— катающий радиус.

 

 

 

 

 

 

 

 

«Среднеквадрэтичный момент:

 

 

 

 

 

 

 

УИср = (0,55-0,70) Мпіах.

 

 

 

 

 

 

(126)

Как показывают теоретические и экспериментальные

данные, на энергосиловые параметры процесса

пильге-

рования наибольшее влияние

оказывает

температура

прокатки. С увеличением обжатия возрастает

удельное

давление, однако вследствие сокращения времени

про­

катки растет средняя температура

металла и в

общем

расход энергии падает.

расход энергии

оказывает

ка­

Большое влияние на

либровка валков. Чем меньше

угол

переднего

конуса

(бойка), тем меньше расход энергии за счет увеличения подачи.

Глава IV

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ ПРОЦЕСС ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ НА УСТАНОВКАХ С ПИЛИГРИМОВЫМИ СТАНАМИ

1. ОСОБЕННОСТИ СТАРЫХ И НОВЫХ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ

Установки с пилигримовыми станами получа­ ют в настоящее время широкое распространение как в нашей стране, так и за рубежом. Удельный вес труб, про­ изводимых в СССР на этих установках, составляет око­ ло 20% всего объема производства бесшовных труб.

Основные преимущества пиліигримового способа:

1)возможность получения труб из слитков;

2)возможность производства особо толстостенных труб и профильных труб специального назначения (квадратных, шестигранных, конических, ступенчатых, плавниковых и др.) ;

3)возможность производства труб значительной ДоТИ-

ны;

4)высокая степень механизации и автоматизации процесса;

5)дешевизна труб.

На установках с пилигримовыми станами изготовля­

ют трубы бурильные,

обсадные,

нефтепроводные,

ко­

тельные и др.

 

 

 

 

 

 

 

пи-

В зависимости от размеров прокатываемых труб

лигріимовые установки подразделяются

на

следующие

типы:

малые—для производства труб диаметром от22 до

а)

140 мм из катаной заготовки или слитков; минимальная

толщина стенки труб 2,25—4,0 мм, длина 8—50 м;

от

6)

средние— для .производства

труб

диаметром

140 до 325 мм из слитков; минимальная толщина стенки

4,5—8,0 мм, длина труб 12—40 м\

 

 

 

 

 

 

в)

большие — для производства труб диаметром от

325 до 700 мм из слитков; минимальная толщина стенки

6—13 мм, длина труб 12—36 м.

 

 

 

 

 

 

 

По

характеру технологического

процесса

установки

с .пилигримовыми станами можно разделить на немодер-

низированные и модернизированные.

 

 

 

 

 

Нѳмодернизированная установка

(рис. 61)

имеет в

своем составе следующее основное оборудование:

 

 

нагревательные методические печи 2, прошивной

валковый стан 8, два пилигримовых

стана 10 с

приво­

дом валков от общего двигателя 11\

іподогревательную

камерную печь 19\ одноклетевой калибровочный стан 22,

стаи горячей правки

23.

 

 

 

 

 

 

 

Первые такие установки в России были построены в

1913 г. на Нижнеднепровоком

заводе

(ныне

трубопро­

катный завод имени К- Дибкнехта).

 

 

 

 

СССР

Начиная с 1930 г. трубная

промышленность

начала оснащаться новыми установками с пилигримовыми станами. Были (построены: большая установка на за­ воде им. Ильича, средние— на заводах им. Ильича и ■им. К- Либкнехта и малая — на Таганрогском (металлур­ гическом заводе.

^ В настоящее время производительность этих устано­ вок значительно превышает проектную и намного пере­ крывает мощности аналогичных зарубежных уста­ новок.

Техническая характеристика немодернизированных остановок приведена в табл. 2.

Рис. 61. Схема расположения оборудования немодерннзкрованной трубопро­ катной установки с пилнгрнмовым станом:

/ — загрузочный стол: 2 — нагревательная методическая

печь; 3 — наро/іьные

машины

для

кантовки;

4 — выталкиватели;

5 — подающий рольганг; 6 — по­

воротный

стол; 7 —двигатель

прошивного

стана;

8 — прошивной

стан;

9

радиальная тележка

для

гильз;

10 — пнлнгрнмовые

станы; 11 — двигатель

пн-

лигрнмового

стана;

12— маховик;

13— подающие

аппараты;

14— ванны

для

охлаждения

дорнов;

15 — выводной желоб;

16 — салазковые

пилы;

17 — стел­

лажи:

18 — отводящий рольганг;

19 — подогревательная

печь;

20 — выталкива­

тель;

21 — рольганг;

22 — калибровочный стан; 23 — стан

горячей правки;

24—

инспекционный стеллаж; 25 — рольганг; 26 — правильный пресс

Рис. 62. Схема расположения оборудования модернизированной трубопрокат­ ной установки с пилнгрнмовым станом:

/ — загрузочное устройство;

2 —рольганги; 3 —поворотные

устройства;

4 —

загрузочные машины; 5 — кольцевые

нагревательные печи;

6 — выгрузочные

машины;

7 — устройство для

гндроебнва

окалины; 8 — прошивной пресс; Р —*

кольцевая

подогревательная

печь;

10 — стан-удлинитель

(элонгатор),

11 —

устройство для внестановой зарядки дорна; 12—охладитель дорнов;

13

манипулятор; 14—подающие аппараты;

15 — пнлнгрнмовые станы; 16 — вы­

водные рольганги; 17 — машины огневой

резки; 18 — подогревательная

печь;

19—І2-клетевой калибровочный стан; 20 — холодильник

 

 

Т а б л и ц а

2

 

 

 

 

 

Техническая

характеристика

трубопрокатных установок

 

 

с пилигримовыми станами

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Установки

 

 

Показатели

 

 

 

малая

средняя

большая

 

 

 

 

 

 

Диаметр

прокатываемых

 

 

 

труб, м м :

 

 

. .

.

 

 

 

номинальный .

1 4 0 - 2 7 3

1 6 8 - 3 2 5

2 1 9 - 4 2 6

фактический....................

 

 

 

1 4 1 - 1 6 8

1 6 8 - 3 5 1

3 2 5 - 5 5 0

Диаметр слитков, м м :

. .

 

 

 

по

донной части

.

345

3 8 5 - 4 5 0

4 9 0 - 6 2 5

по

головной части

 

320

3 7 0 - 4 3 5

4 7 5 - 6 1 0

П р о ш и в н о й стан

 

 

 

 

Диаметр

рабочих

 

валков,

7 0 0 - 6 2 0

650

7 4 0 - 6 6 0

м м .........................................

бочки, м м

 

. .

.

Длина

 

950

927

948

Скорость

вращения

вал­

 

 

 

ков, о б / м

и н .........................

 

 

 

60

3 1 - 6 2

3 0 - 4 8

Мощность

электродвига­

 

 

 

теля,

кет

.........................

 

 

 

1428

2280

2570

Л и л и г р и м о в ы й

стан

 

 

 

 

Число

к л е т е й ......................

 

валков,

2

2

2

Диаметр

рабочих

 

7 4 0 - 7 0 0

8 4 0 - 7 5 0

 

м м .........................................

бочки валка,

 

 

1 0 5 0 - 1 0 3 5

Длина

м м

.

520

650

750

Скорость

вращения

валков,

4 5 - 1 0 0

4 5 - 9 5

3 6 - 7 2

о б / м и н ..................................

электродвигате­

Мощность

 

 

 

ля, к

е т

...............................

 

 

 

1942

2200

2570

К а л и б р о в о ч н ы й

стан

 

 

 

 

Число

к л е т е й ....................

 

валков,

1

1

 

Диаметр рабочих

 

7 1 8 - 6 9 0

 

 

м м .........................................

 

электродвигате­

7 9 0 - 6 5 0

 

Мощность

 

 

 

ля, кет

..............................

 

 

 

120

147

Ст ан г о р я ч е й п р а в к и

 

 

 

 

с г и п е р б о л о и д н ы м и в а л к а м и

 

 

 

Мощность

электродвигате­

 

 

 

ля, к

е т

...............................

 

 

 

80

2 X 4 5

Современные модернизированные установки с пилигримовыми станами созданы с учетом последних дости­ жений отечественной и зарубежной науки и техники в трубном производстве п обеспечивают получение гото­ вых труб высокого качества при большой производи­ тельности.

Эти установки имеют следующие технологические особенности:

1)использование современной технологической схе­ мы производства, предусматривающей предварительную прошивку слитков на прессе в толстостенный стакан и последующую его раскатку на стане-удлинителе (элонгаторе);

2)применение в качестве исходной заготовки десяти­ гранного слитка;

3)установка в технологической линии многоклетевых

калибровочных и редукционных станов для расширения сортамента установки;

4)замена пил горячей резки труб после прокатки на аппараты газовой резки;

5)установка в цехе специализированных поточных

'линий для термической обработки и отделки труб.

В состав модернизированной установки с пилигримовыми станами входит следующее основное оборудование (рис. 62):

1)две кольцевые печи 5 для нагрева слитков;

2)прошивной горизонтальный или вертикальный

пресс <5;

3)подогревательная кольцевая печь 9\

4)стан-удлинитель (эловгатор) 10;

5)две лилитримовые клети 15 с индивидуальными

приводами;

6)оборудование для огневой резки 17 и уборки пильгерных отходов;

7)подогревательная печь 18\

8)двенадцатиклетевой калибровочный стан 19\

9)участок правки, инспекции, ремонта и обрезки

труб.

Для отделки выпускаемых труб в цехе имеются сле­ дующие специализированные участки:

. — участок отделки

нефтепроводных труб;

— участок отделки

обсадных труб обычной прочно­

сти;

 

отделение термической обработки труб 'нефтяного сортамента;

участок отделки термически обработанных обсад­ ных труб;

участок отделки обсадных труб для сварных ко­

лонн;

участок отделки котельных труб с отделениями термической обработки, химической обработки и от­ делки;

муфтовое отделение.

Оборудование собственно трубопрокатной установки и участки отделки нефтепроводных труб скомпонованы в единой технологической линии. Все остальные производ­ ственные участки получают трубы с промежуточных складов. При этом на всех участках отделки обсадных труб оборудование скомпоновано в виде поточных линий, а на участке отделки котельных труб — в виде отдельно стоящих агрегатов.

Все оборудование цеха расположено в здании, имею­ щем производственную площадь 237 500 м2 и состоящем из пяти поперечных и семи продольных пролетов. В поперечных пролетах цеха размещены склады слитков, оборудование для производства труб, вальцетокарная и ремонтно-механическая мастерские. В продольных про­ летах размещено оборудование для горячей и холодной отделки труб, термические средства и оклады готовой продукции.

Производство труб 'практически всех видов и разме­ ров осуществляется на трубопрокатной установке с пилигримовым станом. При этом независимо от назначения трубы исходный материал подвергается ряду общих тех­ нологических операций.

В дальнейшем трубы передаются на специализиро­ ванные отделочные участки, на которых осуществляется окончательная отделка в соответствии с требованиями, предъявляемыми государственными стандартами и тех­ ническими условиями.

. Оібщая технологическая схема производства труб в цехе приведена на рис. 63.

Техническая хар актер«стика модернизированных ус­ тановок приведена в табл. 3.

На современных модернизированных установках можно изготовлять трубы высокого качества, технологи-

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ