Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ПРОДОЛЬНОЙ ПРОКАТКИ ТРУБ

Настоящее изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при прокатке труб в станах продольной прокатки (СПП).

Из существующего уровня техники известен способ производства труб на трубопрокатном агрегате с двумя последовательно расположенными раскатными станами продольной прокатки (тандем) либо с автомат-станом. Способ включает в себя прокатку гильзы-трубы в два прохода в валках с калибрами на короткой цилиндроконической оправке. Коэффициент вытяжки при прокатке гильзы-трубы в первом проходе составляет λ₁=1,12÷1,50, а во втором - λ₂=1,07÷1,15 [ТИ 161-Т2-1542-2008 «Изготовление горячедеформированных труб на ТПА-140»].

Недостатком такого способа продольной прокатки труб являются сравнительно низкие коэффициенты вытяжки при прокатке труб на короткой цилиндроконической оправке. Кроме того, в процессе прокатки происходит утолщение стенок гильзы-трубы в выпусках калибра. Причиной тому является интенсивное затекание металла в выпуски калибра при обжатии трубы. Это приводит к снижению точности труб по толщине стенки.

Известен способ раскатки гильзы-трубы в два прохода в валках с многогранными калибрами на короткой цилиндроконической оправке (патент РФ №2332271, опубл. 27.08.2008). Коэффициент вытяжки в первом проходе составляет λ₁=1,20-1,90, во втором - λ₂=1,00-1,07, то есть больше, чем у аналога.

Недостатком такого способа продольной прокатки труб является то, что коэффициент вытяжки во втором проходе имеет низкие значения - 1,00÷1,07.

Изготовление валков с многогранной калибровкой затруднено. Это сдерживает внедрение изобретения.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является увеличение суммарного коэффициента вытяжки при прокатке труб на стане «тандем» или автомат-стане, а также повышение точности труб за счет уменьшения утолщения стенок гильзы-трубы в выпусках калибра.

Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором изображено:

Фиг. 1 - схема процесса продольной прокатки с овализацией гильзы непосредственно перед валками СПП.

Способ продольной прокатки труб осуществляют следующим образом: гильзе 1 (фиг. 1,а) непосредственно перед валками 3 стана продольной прокатки на короткой цилиндроконической оправке 4 придают овальную форму, при этом отношение длин большей оси овального сечения гильзы (АВ) к его меньшей оси (CD) находится в диапазоне от 1,15 до 1,25, а большая ось овального сечения гильзы проходит через вершины калибра (фиг. 1,б), что улучшает захват заготовки, обеспечивает равномерное заполнение калибра и минимизацию разностенности трубы после прокатки. По предлагаемому способу продольной прокатки коэффициент вытяжки в первом проходе составляет λ₁=1,50÷2,00, а во втором - λ₂=1,07÷1,15.

Предлагаемый способ продольной прокатки труб был исследован с помощью программного комплекса «DEFORM-3D» при компьютерном моделировании процесса. Проведено исследование формоизменения заготовки при овализации и прокатке трубы на короткой цилиндроконической оправке. В результате было установлено, что овализация гильзы-трубы непосредственно перед обжатием в валках с калибрами на короткой цилиндроконической оправке в первом проходе позволяет повысить коэффициенты вытяжки до 2,00 и снизить утолщение стенки гильзы-трубы в выпусках калибра. При этом не требуется уменьшать коэффициент вытяжки во втором проходе. Также было установлено, что утолщение стенки в выпуске калибра в первом проходе значительно уменьшается при использовании коэффициента овализации заготовки от 1,15 до 1,25. При коэффициенте овализации гильзы-трубы более 1,25 нарушается первичный захват, а при коэффициенте овализации менее 1,15 уменьшается предельно допустимый коэффициент вытяжки в первом проходе с 2,00 до 1,55.

Технический результат, достигаемый применением предлагаемого способа прокатки труб, заключается в повышении точности труб за счет уменьшения утолщения стенок гильзы-трубы в выпусках калибра.