Результат интеллектуальной деятельности: СПОСОБ ВИНТОВОЙ ПРОКАТКИ

Изобретение относиться к трубопрокатному производству и касается технологии получения горячекатаных бесшовных труб (гильз) короткой длины винтовой прокаткой.

Известен способ винтовой прокатки коротких полых изделий с дном, реализованный на прошивном стане, включающий: подачу заготовки в стан, прокатку в калибре на оправке, извлечение оправки и выгрузку готового изделия на наклонный лоток под тяжестью собственного веса, причем операция прокатки и извлечения оправки из изделия совмещены по времени [SU 556855, В21B 19/04, опубл. 05.05.77]. Данный способ позволяет получать короткие изделия с малым временем вспомогательных операций, обеспечивая высокую производительность. Такой способ неудобен тем, что коротким гильзам присуще образование окислов на внутренней поверхности гильз (труб). Эти окислы при последующей операции раскатки вызывают интенсивный износ оправок и ухудшают состояние внутренней поверхности труб. Также к недостаткам способа относятся возможные сбои в работе стана, связанные с выгрузкой изделий. При изменении длины готовых изделий гильзы могут застревать в лотке, что приводит к потере производительности.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является способ производства горячекатаных труб (гильз) на станах винтовой прокатки нагретой заготовки на оправке в калибре, образованном валками и линейками, включающий подачу заготовки в стан, прокатку на оправке, извлечение оправки и выдачу гильзы (трубы) из стана [Ф.А.Данилов, А.З.Глейберг, В.Г.Балакин «Горячая прокатки и прессование труб», 1972]. Однако этот способ характеризуется низкой производительностью в случае перехода на заготовки короткой длины. Темп прокатки характеризуется циклом прокатки, который состоит из машинного времени и времени вспомогательных операций. Обычно время вспомогательных операций постоянно для конкретной конструкции стана, поэтому переход на прокатку коротких заготовок, как правило, сопровождается потерей производительности. Кроме того, такому способу присуще образование окислов на внутренней поверхности труб при переходе на заготовки короткой длины.

Задача изобретения - повышение производительности стана винтовой прокатки при использовании заготовок короткой длины и улучшение качества внутренней поверхности гильз (труб).

Поставленная задача достигается тем, что перед прокаткой на стержень наносят смазку, а подачу очередной заготовки в валки осуществляют непосредственно после выхода заднего конца прошитой гильзы из очага деформации, причем количество прокатываемых труб определяется из соотношения

где L_ст - длина стержня;

L_одн.тр - длина одной трубы.

Предлагается после прокатки не выдавать заготовку из выходной стороны стана, а оставлять на водоохлаждаемом длинном оправочном стержне и осуществлять прокатку следующей заготовки, после чего производить снятие нескольких коротких гильз (труб) со стержня. Расположение нескольких гильз на стержне позволяет значительно сократить время вспомогательных операций и повысить производительность стана.

Также предлагается во время прокатки оправочный стержень смазывать фосфатной смазкой. Когда гильза находится на стержне, объемы воздуха, взаимодействующего с внутренней поверхностью гильзы, снижаются (соответственно образование окислов уменьшается), а нанесенная смазка плавится и вступает с окислами в реакцию, тем самым сокращая их образование.

В совокупности указанные признаки обеспечивают решение поставленной задачи: повышение производительности стана винтовой прокатки при использовании заготовок короткой длины и улучшение качества внутренней поверхности гильз (труб).

Изобретение иллюстрируется чертежом, на котором изображена схема прошивки нескольких заготовок. На чертеже приняты следующие обозначения:

1 - первая заготовка

2 - вторая заготовка

3 - третья заготовка

4 - рабочие валки

5 - рабочая оправка

6 - ролики центрователя

7 - оправочный стержень

8 - упорно регулировочный механизм

Процесс последовательной прокатки ведется следующим образом. Заготовка поступает в стан, задается во вращающиеся валки 4, затем происходит процесс прокатки на оправке 5, установленной на длинном оправочном стержне 6. После прокатки заготовку 1 не извлекают из стана, а оставляют висеть на оправочном стержне 6, и продолжают прокатку последующих заготовок 2, 3…n. Количество прокатываемых изделий n определяется из соотношения (1). Затем производят снятие всех заготовок со стержня и цикл прокатки повторяется.

Данный способ реализован при винтовой прокатке (прошивке) труб на стане 130Д МИСиС. Партию из 8 исходных заготовок стали 45 диаметром 60 мм, длиной 200 мм нагрели до температуры 1160…1180°С. Заготовки прошивали в стане с бочковидными валками на оправке диаметром 35 мм в гильзы диаметром 60 мм и толщиной стенки 12 мм. Диаметр валков составляет 430 мм, длина бочки 320 мм. Угол наклона образующей входного конуса 3° и выходного конуса 3°. Угол подачи валков устанавливаем равным 14°, рабочая длина стержня составила 1800 мм. На оправочный стержень нанесли водный раствор триполифосфата натрия с исходной плотностью

Прошивали сразу четыре заготовки и фиксировали цикл прошивки. При коэффициенте вытяжки 1,56 длина каждой гильзы составила 312 мм, общая длина заготовок на стержне 1248 мм. Время цикла τ_ц=τ_м+τ_всп, где τ_м - машинное время; τ_всп - время вспомогательных операций. Общее время цикла составило τ_ц=4·5+20=40 с.

Затем оставшиеся 4 заготовки прошили обычным способом, после каждой прошивки снимали заготовку со стержня и прошивали следующую. Время цикла получения одной гильзы составило 15 с, а общее время прошивки четырех заготовок 60 с.

В результате при прокатке (прошивке) сразу нескольких заготовок подряд на одно и тоже количество заготовок потрачено времени на 20 с меньше, прирост производительности стана при реализации описанного метода составляет 33%.

Кроме того, на внутренней поверхности гильз, полученных по предлагаемому способу, практически отсутствуют окислы железа.