×
25.03.2020
220.018.0f79

Охлаждаемая оправка прошивного стана

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано на станах винтовой прокатки при прошивке заготовок из углеродистых, легированных марок стали и из стали типа 13Сr с использованием охлаждаемых оправок. Оправка содержит рабочий, калибрующий и цилиндрический участки. Возможность повышения стойкости охлаждаемых оправок, снижение затрат и простоев оборудования обеспечивается за счет того, что оправка выполнена с полостью переменного сечения и профилированной наружной поверхностью от торца оправки на 0,25÷1,0 длины рабочего участка в виде чередующихся возвышений и углублений. Полость оправки образована сопряженными коаксиальными цилиндрическими и коническими поверхностями, выполненными в местах сопряжения по радиусным скруглениям, разность длин оправки и полости составляет 0,5÷1,5 наружного диаметра оправки. Возвышения и углубления на наружной поверхности оправки могут быть выполнены с шагом не менее 0,01 длины оправки, шириной не менее 0,005 длины оправки и глубиной не более 0,005 наружного диаметра оправки. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано на станах винтовой прокатки при прошивке заготовок из углеродистых, легированных марок стали и из стали типа 13Cr с использованием охлаждаемых оправок.

Известна оправка прошивного стана для изготовления бесшовных труб (патент РФ №2037350, В21В 25/04, В21В 19/04, опубл. 19.06.1995), включающая полость и систему наклонных каналов в стенке, выходящих на поверхность в начале рабочей части оправки. На цилиндрической части носика выполнена кольцевая выемка, к которой подведена дополнительная группа наклонных каналов, соединяющих наружную поверхность с передним торцевым участком полости.

Недостаток аналога заключается в необходимости обеспечения высокого избыточного давления охладителя, который подают нормально к поверхности гильзы и оправки в поперечном сечении, что приводит к увеличению его расхода (повышению давления) и образованию избытка охладителя в очаге деформации. Наличие многочисленных концентраторов напряжения в полости оправок приводит к преждевременному трещинообразованию при термоциклических воздействиях, повышается износ оправок, снижается качество внутренней поверхности гильз.

Известен способ изготовления инструмента для горячей деформации (патент РФ №2508173 C1, В21В 25/00, опубл. 27.02.2014), в частности дорна или оправки для изготовления бесшовных труб, в котором осуществляют профилирование поверхности оправки на заданной длине с множеством возвышений и углублений, предпочтительно прямоугольных выступов. Затем путем термохимической обработки создают первичный защитный слой из оксида железа и на него наносят наружный защитный слой, заполняющий оставшиеся между возвышениями выемки, который может быть выполнен с применением газопламенного или плазменного напыления или термохимическим путем.

Однако в процессе прошивки защитный слой покрытия оправок выкрашивается, что повышает их износ как по профилю, так и по диаметру, приводит к снижению качества внутренней поверхности гильз ввиду микроприваривания тела оправки к гильзе в месте выкрашивания защитного слоя покрытия. Корме того, в местах выкрашивания происходит интенсивная выработка инструмента, что приводит к преждевременному трещинообразованию при термоциклических воздействиях и снижает срок службы оправок.

Наиболее близким техническим решением, принятым за прототип, является оправка для производства бесшовных труб (DE №102014105815 А1, В21В 25/04, опубл. 29.10.2015). Оправка выполнена профилированной с покрытием твердым слоем оксида железа и имеет полость, в которой размещено направляющее средство для охлаждающей воды.

Недостаток прототипа состоит в том, что в процессе эксплуатации оправки защитный слой в результате действия термических напряжений подвергается трещинообразованию, выкрашивается и отслаивается, что сокращает рабочий ресурс оправок, увеличивает затраты на их замену и простои оборудования.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в выполнении оправок, обеспечивающих повышенный рабочий ресурс и снижение простоев оборудования.

Технический результат заключается в повышении стойкости охлаждаемых оправок.

Указанный технический результат достигается за счет того, что в охлаждаемой оправке прошивного стана, содержащей рабочий, калибрующий и цилиндрический участки, выполненной с полостью переменного сечения и профилированной наружной поверхностью, согласно изобретению, полость оправки образована сопряженными коаксиальными цилиндрическими и коническими поверхностями, выполненными в местах сопряжения по радиусным скруглениям, при этом разность длин оправки и полости составляет 0,5÷1,5 наружного диаметра оправки, профилирование наружной поверхности оправки выполнено в виде чередующихся в радиальном сечении возвышений и углублений, расположенных от торца оправки на 0,25÷1,0 длины рабочего участка, кроме того, возвышения и углубления на наружной поверхности выполнены с шагом не менее 0,01 длины оправки, шириной не менее 0,005 длины оправки и глубиной не более 0,005 наружного диаметра оправки.

Изобретение иллюстрируется рисунками, где на фиг. 1 схематично показана охлаждаемая оправка в разрезе с выполнением профилирования наружной поверхности на всей длине рабочего участка, на фиг.2 показан вид А на фиг. 1 - возвышения и углубления на наружной поверхности оправки.

Оправка прошивного стана включает рабочий участок 1, который может быть выполнен, в частности с выпуклой конусообразной поверхностью, калибрующий конический участок 2 и цилиндрический участок 3. Полость оправки образована сопряженными коаксиальными цилиндрическими 4 и коническими 5 поверхностями, которые в местах сопряжения выполнены по радиусным скруглениям R.

Выполнение охлаждаемой оправки с полостью, которая образована сопряженными коаксиальными цилиндрическими и коническими поверхностями, выполненными в местах сопряжения по радиусным скруглениям, без концентраторов напряжений обеспечивает прохождение охлаждающей жидкости без снижения скорости, что способствует более интенсивному отводу тепла от внутренней поверхности оправки и исключает преждевременное трещинообразование и растрескивание поверхности рабочего участка оправки.

Кроме того, выполнение оправки таким образом, чтобы разность длин оправки Lопр и полости Lп составляла 0,5÷1,5 наружного диаметра оправки Dопр: Lопр - Lп=(0,5÷1,5)Dопр, также обеспечивает более интенсивное охлаждение носовой части рабочего участка оправки, что повышает стойкость охлаждаемых оправок, рабочий ресурс и снижает простои оборудования. При разности длин оправки и полости менее 0,5 наружного диаметра оправки может произойти преждевременное разрушение носовой части рабочего участка оправки из-за больших напряжений, превышающих прочностные значения в носовой части. А при разности длин оправки и полости свыше 1,5 наружного диаметра происходит снижение эффективности отвода тепла от носовой части оправки, что приведет к снижению стойкости оправки.

Выполнение наружной поверхности оправки в виде чередующихся в радиальном сечении возвышений и углублений, расположенных от торца оправки на 0,25÷1,0 длины рабочего участка Lраб обеспечивает прочное сцепление оксидного слоя, образующегося в процессе прошивки и сосредоточенного в углублениях, с поверхностью оправки и повышает стойкость оправки при термоциклических воздействиях. Расположение чередующихся в радиальном сечении возвышений и углублений от торца оправки на длине, большей длины рабочего участка оправки (с переходом на калибрующий участок оправки) может привести к дефектам на внутренней поверхности гильзы. Расположение чередующихся в радиальном сечении возвышений и углублений от торца оправки на длине, меньшей 0,25 длины рабочего участка оправки, не оказывает влияния на повышение теплоизоляционных свойств оправки при прошивке и, тем самым, не приводит к существенному приросту стойкости оправки.

В процессе работы оправки при осуществлении первых прошивок в условиях нагрева до высоких температур происходит образование оксидного слоя, его прочное сцепление с профилированной наружной поверхностью оправки. При дальнейшей эксплуатации оправок за счет образовавшегося оксидного слоя происходит повышение теплоизоляционных и фрикционных свойств, что приводит к повышению стойкости оправок.

При этом наиболее благоприятным для повышения стойкости оправок является выполнение возвышений и углублений на наружной поверхности оправки с шагом Т не менее 0,01 длины оправки, шириной В не менее 0,005 длины оправки и глубиной Н не более 0,005 наружного диаметра оправки.

Пример. Экспериментальные прошивки были проведены в условиях ПАО «ТАГМЕТ» на стане KSW 1150 VD с использованием оправок, выполненных с профилированием наружной поверхности рабочего участка в виде чередующихся в радиальном сечении возвышений и углублений на различных расстояниях от торца оправки. Для прошивки использовали, в частности непрерывно-литые заготовки диаметром 210 мм из стали марки 32Г2ФА. Полость оправки в местах сопряжений коаксиальных цилиндрических и конических поверхностей была выполнена без концентраторов напряжений по радиусным скруглениям, например R=10 мм, что обеспечивает прохождение охлаждающей жидкости без снижения скорости, более интенсивный отвод тепла от внутренней поверхности оправки и исключает преждевременное трещинообразование и растрескивание поверхности рабочего участка оправки.

Были опробованы оправки, у которых разность длин оправки и полости составляла 0,25; 1 и 1,8 наружного диаметра оправки, и оправки, у которых профилирование наружной поверхности от торца оправки было выполнено на 0,2; 0,5 и 1,2 длины рабочего участка.

Размеры возвышений и углублений на наружной поверхности в радиальном сечении выполнены с шагом Т не менее 0,01 длины оправки, шириной В не менее 0,005 длины оправки и глубиной Н не более 0,005 наружного диаметра оправки: возвышения и углубления на наружной поверхности выполнены с шагом 1 мм, шириной 0,5 мм и глубиной 0,5 мм. Оправки каждого типоразмера были изготовлены в количестве 3 штук. После первых прошивок на оправках в углублениях профилированного участка происходило образование естественного оксидного слоя, сцепленного с наружной поверхностью оправки.

При испытаниях оправок, у которых разность длин оправки и полости составляла 0,25 наружного диаметра оправки, стойкость оправок была ниже стойкости действующих оправок. В результате осмотра экспериментальных оправок наблюдались сквозные трещины в носовой части оправки.

При испытаниях оправок, у которых разность длин оправки и полости составляла 1,8 наружного диаметра оправки, их стойкость была ниже стойкости действующих оправок. При осмотре экспериментальных оправок наблюдалось оплавление носовой части оправки, однако рабочий участок оправки был практически не изношен.

При испытаниях оправок с разностью длин оправки и полости, равной одному наружному диаметру оправки, во всех случаях наблюдалось увеличение стойкости оправок при изменении длины профилирования наружной поверхности оправки.

При величине профилирования оправки, составляющей 1,2 длины рабочего участка оправки, стойкость оправок была повышена в среднем до 35% по сравнению со стойкостью действующих оправок. Однако в связи с тем, что профилирование было выполнено и на поверхности калибрующего участка оправки, при осмотре внутренней поверхности гильз были обнаружены дефекты поверхности (плена по всей длине в виде винтового следа).

При величине профилирования оправки, составляющей 0,2 длины рабочего участка оправки, не было отмечено повышения стойкости оправок.

При испытании оправок с длиной профилирования, равной 0,5 длины рабочего участка оправки, стойкость оправок была выше в среднем на 40% по сравнению со стойкостью действующих оправок. При осмотре гильзы не было обнаружено дефектов на ее внутренней поверхности.

Осмотр экспериментальных оправок показал, что после 10-15 прошивок наблюдалось затирание возвышений профилированного участка, при этом выкрашивания и износа металла на поверхности оправок не наблюдалось, форма оправок по контуру и диаметр сохранены. На предлагаемых оправках было прошито от 1130 до 1200 непрерывно-литых заготовок. Оправки могут быть использованы на станах винтовой прокатки при производстве труб из углеродистых, легированных марок стали и из стали марки типа 13Cr.

Применение предлагаемой охлаждаемой оправки прошивного стана обеспечивает повышение стойкости оправок, снижение затрат и простоев оборудования.


Охлаждаемая оправка прошивного стана
Охлаждаемая оправка прошивного стана
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 11.
25.06.2018
№218.016.65de

Труба высокопрочная из низкоуглеродистой доперитектической молибденсодержащей стали для нефтегазопроводов и способ её производства

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к производству высокопрочных бесшовных стальных труб из низкоуглеродистых доперитектических сталей, используемых для магистральных нефтегазопроводов. Труба получена из стали, содержащей, мас. %: углерод менее 0,08; марганец - 1,20-1,70;...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002658515
Дата охранного документа: 21.06.2018
12.07.2018
№218.016.6f47

Способ изготовления бесшовных холоднодеформированных труб из титанового сплава типа ti-3al-2,5v

Изобретение относится к области металлургии, в частности к трубопрокатному производству, а именно к изготовлению бесшовных холоднодеформированных труб из титанового сплава типа Ti-3Al-2,5V, и может быть использовано для изготовления изделий ответственного назначения. Способ изготовления...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002661125
Дата охранного документа: 11.07.2018
01.11.2018
№218.016.97f9

Линейка валкового прошивного стана

Изобретение относится к трубопрокатному производству и может быть использовано в станах поперечно-винтовой прокатки для получения гильз-заготовок. Линейка включает разделенные гребнем входной и выходной участки, выполненные в продольном сечении с уклоном рабочей поверхности. Контур гребня...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002671022
Дата охранного документа: 29.10.2018
23.02.2019
№219.016.c60e

Труба нефтяного сортамента высокопрочная в хладостойком исполнении (варианты)

Изобретение относится к металлургии, а именно к изготовлению высокопрочных насосно-компрессорных и обсадных труб, находящихся в климатических районах с температурой окружающей среды до минус 60°С. Труба выполнена из стали, которая подвергнута закалке и высокому отпуску при температуре не ниже...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002680457
Дата охранного документа: 21.02.2019
27.04.2019
№219.017.3d7b

Способ изготовления труб нефтяного сортамента (варианты)

Изобретение относится к металлургии, а именно к производству бесшовных горячекатаных труб из среднеуглеродистой низколегированной стали, которые предназначены для обустройства нефтяных и газовых скважин. Способ изготовления труб нефтяного сортамента включает горячую деформацию стальной трубной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002686405
Дата охранного документа: 25.04.2019
24.10.2019
№219.017.d979

Труба нефтяного сортамента из коррозионно-стойкой стали мартенситного класса

Изобретение относится к области металлургии, а именно к производству труб нефтяного сортамента из коррозионно-стойкой стали мартенситного класса, которые могут быть использованы на нефтяных и газовых месторождениях с высокой концентрацией диоксида углерода в составе добываемого продукта, в том...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002703767
Дата охранного документа: 22.10.2019
24.10.2019
№219.017.daa2

Резьбовое соединение обсадных труб

Изобретение относится к муфтовым резьбовым соединениям обсадных труб и может быть использовано для соединения элементов колонн обсадных труб, применяемых для крепления вертикальных, наклонно-направленных и горизонтальных скважин на нефтяных, газовых, газоконденсатных месторождениях. Технический...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002704075
Дата охранного документа: 23.10.2019
16.11.2019
№219.017.e339

Способ укладки на под кольцевой печи цилиндрических непрерывно-литых заготовок

Изобретение относится к способам загрузки и размещения заготовок на вращающемся поду печей перед обработкой давлением и может быть использовано для оптимизации и равномерности нагрева цилиндрических непрерывно-литых заготовок для производства бесшовных труб. Способ укладки на под кольцевой печи...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002706266
Дата охранного документа: 15.11.2019
24.11.2019
№219.017.e5db

Способ непрерывной прокатки труб и оправочный узел для его осуществления

Изобретение относится к области прокатки труб. Способ включает деформацию трубной заготовки с использованием оправочного узла. Оправочный узел содержит цилиндрическую оправку, которая выполнена с возможностью осуществления попеременного сочленения торцами с оснасткой оправочного узла. Снижение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002707052
Дата охранного документа: 21.11.2019
08.02.2020
№220.018.0029

Способ непрерывной прокатки труб

Изобретение относится к трубному производству, а именно к производству бесшовных труб в линии трубопрокатного агрегата с непрерывным раскатным станом. Способ включает деформацию гильзы на цилиндрической оправке, выдвинутой за первую клеть стана в начале процесса прокатки и перемещаемой с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002713531
Дата охранного документа: 05.02.2020
Показаны записи 1-10 из 29.
10.02.2013
№216.012.2317

Способ комбинированной высадки концов труб

Изобретение относится к обработке металлов давлением, а именно к трубному производству, и может быть использовано при производстве нефте- и газопромысловых труб с высаженными концами из различных металлов и сплавов. Комбинированную высадку концов труб с получением преимущественно удлиненной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002474485
Дата охранного документа: 10.02.2013
10.03.2013
№216.012.2d87

Оправочный узел стана винтовой прокатки

Изобретение предназначено для снижения вероятности образования микротрещин на внутренней поверхности гильзы и эффективного удаления окалины в изделиях трубопрокатного производства. Справочный узел стана винтовой прокатки содержит полую оправку, выполненную преимущественно с переменным профилем,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477186
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.08.2013
№216.012.5c2f

Способ винтовой прошивки литой заготовки

Изобретение предназначено для повышения стойкости инструмента и качества внутренней поверхности прокатываемых труб из литой и непрерывно-литой заготовки в косовалковом прошивном стане. Способ включает подачу нагретой заготовки в рабочие валки, имеющие входной конус, пережим и выходной конус,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489220
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.08.2013
№216.012.5c30

Способ производства горячекатаных труб

Изобретение предназначено для повышения производительности трубопрокатных агрегатов, качества поверхности и точности бесшовных горячекатаных труб из непрерывно-литой, а также катаной заготовок, преимущественно на трубопрокатных агрегатах с автоматическими раскатными станами. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489221
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.10.2013
№216.012.78d0

Технологический инструмент косовалкового прошивного стана

Изобретение предназначено для улучшения качества поверхности гильз, получаемых на косовалковом прошивном стане для производства горячекатаных труб. Технологический инструмент косовалкового прошивного стана содержит валки, включающие конус прошивки и конус раскатки, разделенные пережимом,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002496590
Дата охранного документа: 27.10.2013
10.11.2013
№216.012.7cc4

Оправочный узел стана винтовой прокатки

Изобретение предназначено для увеличения стойкости оправок, применяемых при прошивке заготовок на станах винтовой прокатки с охлаждаемыми оправками. Оправочный узел стана винтовой прокатки содержит охлаждаемую оправку с несквозной внутренней поверхностью. Исключение повреждения внутренней...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002497613
Дата охранного документа: 10.11.2013
10.10.2014
№216.012.fce9

Калибр трубопрокатного стана

Изобретение относится к трубопрокатному производству, преимущественно к калибровке валков непрерывных трубопрокатных станов и может быть использовано при прокатке труб в двух- и многовалковых калибрах. Калибр трубопрокатного стана образован ручьями валков, профиль поперечного сечения валка...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002530591
Дата охранного документа: 10.10.2014
20.12.2014
№216.013.1138

Способ прессования полых профилей и устройство для его осуществления

Изобретение относится к обработке металлов давлением и может быть использовано при производстве труб. Прессование полых профилей ведут в устройстве, которое содержит контейнер, пуансон, матрицу с центрирующим стаканом, пресс-шайбу со сквозным отверстием и пресс-иглу с коническим участком....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002535831
Дата охранного документа: 20.12.2014
27.06.2015
№216.013.58c0

Устройство для изготовления труб с внутренним винтообразным оребрением

Изобретение относится к устройствам для производства труб с внутренним винтообразным оребрением методом прессования. Устройство включает контейнер с размещенной в нем заготовкой, пресс-шайбу, матрицу, пресс-иглу, выполненную на рабочем участке с винтообразными впадинами и выступами и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002554261
Дата охранного документа: 27.06.2015
27.04.2016
№216.015.3936

Способ получения труб с внутренним винтообразным оребрением и устройство для его осуществления

Изобретение относится к области изготовления труб сложного профиля на вертикальном прессе. На боковой поверхности контейнера выполняют отверстие, в котором устанавливают матрицу под прямым углом к оси пуансона в матрице-держателе, в контейнер подают заготовку. Изготовление труб большой длины...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002582842
Дата охранного документа: 27.04.2016
+ добавить свой РИД