книги из ГПНТБ / Производство труб на установках с пилигримовыми станами

где T — время такта прокатки, сек\

Процесс пилигримовой прокатки труб, как и всякий другой процесс штучной прокатки, характеризуется ци­ клической повторяемостью технологических операций, т. е. при прокатке двух и более труб всегда можно оп­ ределить однотипные моменты процесса. Например, для каждой заготовки при прокатке характерным является момент первого соприкосновения металла с валком, мо­ мент окончания процесса прокатки и т. и. Отрезок времени между двумя однотипными операциями техно­ логического процесса при последовательной прокатке

Машинное время прокатки

Машинное время на пилигримовом стане оп­ ределяется от момента первого соприкосновения гильзы с рабочим валком до момента разведения валков после прокатки последней порции металла. Это время скла­ дывается из определенного числа одинаковых отрезков времени /ц, характеризующих цикл нильгерования:

tB— время возврата и подачи гильзы за один обо­ рот рабочего валка.

Поскольку угловая скорость валка постоянна для данных условий прокатки, время цикла г'ц — также по­ стоянно и зависит только от скорости вращения рабо­ чих валков

= 60/пв,

где пв — скорость вращения рабочих валков, об/мин. Машинное время пильгерования

где k — число циклов деформации три прокатке одной трубы.

В свою очередь машинное время подразделяется на время затравки Т3; время установившегося процесса Ту; время добпвкн Тп, т. е.

(198)

Затравка — неустановившийся процесс заполнения очага деформации от момента первого удара гильзы о валки до момента полного отката и полной кантовки гильзы. Деформация при затравке характеризуется ма­ лой величиной подачи в связи с затрудненными усло­ виями захвата. В первые 6—12 циклов происходит за­

как пильгерголовка сформируется, в течение 2—3 цик­ лов происходит увеличение подачи домаксимально воз­ можной и в данных условиях величины т у начинается установившийся процесс ппльгерования, в котором пол­

У_ паѴ-?.'пУ

где шу—величина подачи при установившемся процессе:

ченную величину, указывающую, сколько раз должна обрабатываться полирующим участком каждая подача трубы, выходящая из стана за один оборот. Для получе­ ния заданных размеров и качественной поверхности труб величина коэффициента полировки k всегда должна быть больше двух и составлять 2,7—3,2. Большие величины k относятся к трубам большего диаметра.

На рис. 100 показана зависимость коэффициента по­ лировки от коэффициента суммарной вытяжки. Для труб каждого диаметра имеются оптимальные значения коэффициента вытяжки, обеспечивающие минимально необходимое значение коэффициента полировки и, следо­

тивіиые особенности станов, прочностные характеристики всех узлов главной линии стана, а также быстродействие подающего аппарата ограничивают максимальные диа­ метры валков средних установок в пределах 800— 900 мм.

Машинное время можно уменьшить также путем уве­ личения зоны полирующего участка на валке, что позво­ ляет снизить значения коэффициента полировки до ми­

0б+Ѳп~18О°. Поэтому увеличение полирующего участка ведет к уменьшению участка бойка, а при «прокатке на «острых» бойках ухудшаются условия захвата, особенно в период 'затравки. Повышение скорости возврата гиль­ зы за счет улучшения параметров подающих аппаратов зависит от условий сцепления гильзы с дорном при оста­ новке движущихся масс. В момент торможения системы

затравки, когда площадь контакта металла с дорном не­ велика.

Повышение производительности путем увеличения по­ дачи и числа оборотов рабочих валков предполагает вы­ бор оптимального варианта калибровки ручья. Установ­ лено, что чем больше угол полирующего участка, тем больше величина подачи. Однако при этом уменьшается число оборотов, что трудно учесть в расчетах. Установ­ лено максимально возможное для данных условий зна­ чение угла полирующего участка, отвечающее макси­ мальному значению произведения /пу/гв.

Для средней установки при угле гребня Ѳб = 82° опти­ мальные значения Ѳп = 114 -f-118°. При этом угол холос­ того участка Ѳх = 130°, а углы поперечного выпуска ме­ няются от 22 до 36° для труб диаметром 219 мм и от 20 до 34° для труб диаметром 273 мм.

Применение этой калибровки и подающего аппарата с системой гидравлического торможения дает наилуч­ шие результаты при прокатке труб основного сортамен­

та.

Значительным резервом повышения производитель­ ности являются способы сокращения времени затравки.

Наиболее эффективна впестановая .подготовка переднего конца гильзы по форме, соответствующей форме иильгерголовки. Прокатка такой гильзы значительно улучша­ ет условия захвата при затравке и снижает продолжи­ тельность неустановившегося процесса. При этом благо­ даря улучшению условий захвата возможно увеличение зоны полирующего участка и применение «острых бой­ ков» на переднем конусе. Это дает увеличение подачи в установившемся процессе. Кроме того, повышается чис­ ло оборотов валков вследствие улучшения условий сцеп­ ления гильзы, с дорном при принудительном вводе пос­ леднего в гильзу. Внутренний диаметр подготовленного участка гильзы меньше диаметра дорна и создающийся при этом натяг исключает инерционные броски гильзы в период затравки.

Известны также способы повышения производитель­ ности путем автоматического регулирования числа обо­ ротов валков: пониженные обороты в период затравки, повышенные в установившемся процессе. Однако приме­ нять эти схемы можно только на станах современной конструкции, имеющих раздельный привод.

Время вспомогательных операций

Вспомогательное время составляет 15—25% времени такта при пильгерованин. В состав вспомога­ тельного времени входит время следующих основных операций: ввод дорна в гильзу и подача гильзы с дор­ ном к валкам Гь извлечение дорна из гильзы после про­ катки Т2, смена дорна 7Y Таким образом,

На продолжительность ввода дорна в гильзу влияет длина гильзы, масса дорна, состояние переднего конца гильзы и другие факторы. Величина

где L0 — длина гильзы, мм.

Время извлечения дорна из гильзы зависит от усло­ вий работы подающего аппарата, толщины стенки тру­ бы, массы трубы, калибровки (конусности) дорна, сте­ пени износа поверхности дорна, условий смазки поверх­ ности дорна, температуры и химического состава .метал­

ла, времени пребывания доріна в гильзе (трубе), опреде­ ляющего степень разогрева.

Время па смену дорна является величиной постоян­ ной для данного сортамента и не зависит от других фак­ торов. Ниже приведены нормативы времени на смену дорна в зависимости от размеров прокатываемых труб:

Одним из основных факторов увеличения производи­ тельности пилигрнмовых установок за счет сокращения времени вспомогательных операций является исключе­ ние операции ввода дорна в гильзу из числа неперекрывающихся операций. Это достигается применением внеетановой зарядки дорна и успешно реализовано на сов­ ременных модернизированных установках.

На установках старой конструкции внедряется при­ менение полого водоохлаждаемого дорна, что исклю­ чает операцию смены дорна.

На первый взгляд, впестановая зарядка более целе­ сообразна, так как на средних пилигрнмовых станах операция ввода дорна составляет 45% от вспомога­ тельного времени, а операция замены дорна только 25% (для большой установки продолжительность этих опе­ раций 35 и 25% соответственно).

Однако, как выявилось в процессе эксплуатации механизмов внестановой зарядки дорна на новых пилигр'имовых установках, существенно возрастает время соприкосновения дорнов с металлом. Этот фактор при­ водит к интенсивному и неравномерному охлаждению гильзы, неравномерному и повышенному нагреву дорна

ик другим отрицательным явлениям.

Всвязи с этим эффективность использования полых водоохлаждаемых дорнов примерно соответствует эф­ фективности применения внестановой зарядки при мень­ ших капитальных затратах на переоборудование ус­ тановок.

Масса слитка и длина трубы

Из формул (173) и (174) следует, что произ­ водительность прямо зависит от длины и массы прока­ тываемой трубы. Оптимальная масса слитка, обеспечи­ вающая максимум производительности, определяется с учетом следующих положений.

1. Наружный диаметр слитка Dc приблизительно равен диаметру гильзы после прошивного стана;

(208)

2. Максимальная длина слитка определяется коэф­ фициентом суммарной вытяжки на прошивном стане. Максимальная длина гильзы Lr.max определяется рас­ стоянием от рабочей клети до замкового устройства:

раничивается тепловой мощностью нагревательных уст­ ройств — при значительном увеличении диаметра ско­ рость нагрева может не соответствовать темпу прокат­ ки, т. е. «узким местом» становится нагревательная печь.

Максимальная длина трубы определяется, с одной стороны, конструктивными особенностями выводной стороны пилигріімового стана (длиной раскатного рольганга от рабочей клети до упора или пилы), с дру­ гой стороны — длиной гильзы и коэффициентом вытяж­

геровании.

Длина труб основного сортамента пилигримовых установок должна быть кратна 10—12 м (из условий отгрузки труб потребителю) в том случае, если нет специальных оговорок в заказах. Максимально возмож­ ная длина трубы на действующих пилигримовых уста­ новках не превышает 36—40 м. Увеличение длины тру­ бы ограничивается температурными условиями прокат­