Пилигримовые станы основаны на принципе раскатки гильзы на оправке в двух валках с ручьями специальной сложной формы. Раскатка производится путем последовательного вовлечения в процесс горячего деформирования отдельных участков гильзы, соприкасающихся при деформировании с рабочей поверхностью ручьев валков. Наружная поверхность трубы калибруется ручьями валков, внутренняя - оправкой (дорном), на которую насажена раскатываемая гильза. [ 1 ]
| Схема получения полой заготовки на прошивном стане.| Схема прокатки трубы в автоматическом стане.| Схема прокатки в непрерывном стане на оправке. |
У пилигримовых станов обжатие осуществляется не непре-рывно на протяжении всей длины прокатываемой трубы, а периодически путем обработки отдельных ее участков. При этом способе прокатки металл обжимается в калибре, выточенном таким образом, что его размеры по мере вращения валков за период рабочего хода постепенно уменьшаются. Гильза удлиняется - вытягивается, отсюда появилось название труб, выпускаемых этим методом - бесшовные цельнотянутые. [ 2 ]
| Последовательные стадии пилигримовой прокатки. |
У пилигримовых станов, а также рассматриваемых в дальнейшем станов холодной прокатки труб обжатие осуществляется не непрерывно на протяжении всей длины прокатываемой трубы, а периодически путем обработки отдельных ее участков. При этом способе прокатки металл обжимается в калибре, выточенном таким образом, что его размеры по мере вращения валков за период рабочего хода постепенно уменьшаются. [ 3 ]
| Дорн пилигримового стана. |
Валки пилигримовых станов работают в условиях колебаний температуры металла и при больших давлениях, сопровождаемых динамическими ударами. Поэтому предъявляют высокие требования и к прочности, и к износоустойчивости валков. [ 4 ]
На пилигримовом стане вытяжка заготовки в трубы осуществляется путем циклической прокатки на валках с переменным радиусом ручья по окружности - приблизительно на одной половине окружности валка имеется рабочий ручей, на второй половине - холостой ручей большего радиуса. Процесс горячей прокатки труб осуществляется в следующем порядке. Нагретая до заданной температуры литая или катаная заготовка прошивается и вытягивается в гильзу. Толстостенная гильза на длинной цилиндрической оправке вводится специальным устройством в пилигримовые валки. В соответствии с направлением вращения пилигримовых валков гильза при каждом цикле прокатки смещается назад, образуя короткий отрезок готовой трубы. Рабочий цикл прокатки труб прерывается холостой частью валков. За это время гильза на штанге продвигается вперед и одновременно поворачивается (кантуется) на 1 57 рад. После этого цикл прокатки повторяется, и так до тех пор, пока гильза не будет раскатана в трубу по всей длине. [ 5 ]
| Схема расположения оборудования пилигримового стана. / - нагревательная печь. 2 - тележка для слитков. 3 и 18 - подающие рольганги. 4-поворотный круг. 5 - привод прошивного стана. 6 - прошивной стан. 7 - тележка для гильз. S - пилигримовые гильзы. 9 - привод пилигримового стана. 10 - подающие аппараты. И - ванны для охлаждения дорнов. 12 - выводной желоб. 13 - салазковые пилы. 14 - стеллажи. 15 и 22 - отводящие рольганги. 16 - подогревательная печь. 17 - выталкиватель. 19 - калибровочный стан. 20. - стан горячей прокатки. 27. - инспекционные стеллажи. 23 - правильный пресс.| Схема прокатки труб на пилигримовтэм стане. / - гильза. 2 - оправка. 3 - калибры. 4 - подающий механизм. |
На пилигримовых станах прокатывают трубы диаметром 48 - 650 мм со стенкой 2 25 - 5 0 мм. Пилигримовые станы - двухвалковые, профиль валков образован переменным радиусом, направление их вращения противоположно направлению. [ 6 ]
| Схема процесса прокатки гильзы в трубу на илигримсвом стане. |
На пилигримовом стане за смену прокатывают до 1500 м труб диаметром 200 мм. [ 7 ]
На пилигримовых станах прокатывают также профильные трубы: квадратные, шестигранные, плавниковые и др. Для этого применяют валки, имеющие калибры соответствующей формы. [ 8 ]
На непрерывных и пилигримовых станах прокатку биметаллических труб ведут в валках, ручьи которых имеют выпуски, что отрицательно сказывается на точности размеров слоев. Для повышения точности применяют круглую калибровку валков с минимальным соотношением высоты и ширины калибра, а прокатку ведут с максимальна возможной частной деформацией. Круглую калибровку должны иметь валки первых 2 - 3 клетей непрерывного стана и начальная часть ручья валков пилигримового стана, обеспечивающие сварку металлов. [ 9 ]
Рабочие валки пилигримового стана имеют круглый ручей с переменной по окружности шириной и глубиной ручья. Валки вращаются в направлении, обратном направлению подачи гильзы. [ 10 ]
Характерным для пилигримовых станов видом брака являются так называемые бугры на трубах, представляющие собой местное увеличение диаметра труб вследствие утолщения стенки. Бугры образуются при чрезмерных подачах, когда полирующий участок калибра недостаточно выглаживает обжатую часть трубы, или при работе на малых подачах, если переходная зона от полирующего участка к холостой части калибра имеет износ или плохую шлифовку. Бугры появляются также при неравномерной работе подающего аппарата вследствие колебаний давления компрессорного воздуха и неисправности дистрибутора, не обеспечивающего равномерного давления в воздушном цилиндре. Внимательное обслуживание стана и применение нормальных подач устраняет образование бугристости. [ 1 ]
Стойкость валков пилигримовых станов в значительной степени влияет на качество прокатываемых труб в отношении точ-йости размеров и чистоты поверхности. Так как валки работают в условиях резких колебаний температуры прокатываемого металла и при больших давлениях, сопровождаемых сильными ударами, к ним предъявляют высокие требования в отношении прочности и сопротивляемости износу. [ 2 ]
Установки с пилигримовыми станами уступают установкам с автоматическим станом в производительности и особенно в сортаменте по размерам и маркам сталей. [ 3 ]
| Схема расположения оборудования пилигримового стана. / - нагревательная печь. 2 - тележка для слитков. 3 и 18 - подающие рольганги. 4-поворотный круг. 5 - привод прошивного стана. 6 - прошивной стан. 7 - тележка для гильз. S - пилигримовые гильзы. 9 - привод пилигримового стана. 10 - подающие аппараты. И - ванны для охлаждения дорнов. 12 - выводной желоб. 13 - салазковые пилы. 14 - стеллажи. 15 и 22 - отводящие рольганги. 16 - подогревательная печь. 17 - выталкиватель. 19 - калибровочный стан. 20. - стан горячей прокатки. 27. - инспекционные стеллажи. 23 - правильный пресс.| Схема прокатки труб на пилигримовтэм стане. / - гильза. 2 - оправка. 3 - калибры. 4 - подающий механизм. |
Прокатка на пилигримовых станах является периодической. Толстостенную гильзу (рис. 118) надевают на длинную оправку (дорн) и деформируют в калибре переменного профиля. В суживающейся части калибра стенки трубы обжимаются, а на полирующем участке калибра с постоянным сечением калибруются. [ 4 ]
| Схема для определения фиктивных толщин стенок. |
Прокатанные а пилигримовом стане трубы для полного исправления скрученности пропускают через редукционный стан, который в данном случае выполняет роль правильного стана. [ 5 ]
Средний диаметр дорна пилигримового стана находится из температурных условий прокатки с учетом его разогрева от термического расширения. [ 6 ]
| Схема прокатки бесшовных труб На трубопрокатной. |
Рабочие валки 4 пилигримового стана вращаются в разные стороны с одинаковой скоростью. Валки имеют переменный профиль, вследствие чего сечение калибра непрерывно изменяется при каждом обороте валков. При максимальном размере калибра заготовка с оправкой продвигается в валки на величину подачи. После того как валки сделают полный оборот и возвратятся в исходное положение, оправку с заготовкой поворачивают на 90 и снова подают в валки для обжатия. Этот цикл повторяется до получения трубы требуемого размера. [ 7 ]
При прокатке на пилигримовом стане всегда остается недокатанным задний конусный участок гильзы, называемый пилигри-мовой головкой. Пилигримовую головку по выходе трубы из стана обрезают на пиле. [ 8 ]
| Схема для определения фиктивных толщин стенок. |
Ступенчатые трубы на пилигримовых станах получают за счет изменения установки верхнего валка в процессе прокатки. При этом переходом от участка трубы с меньшим диаметром к участку с большим диаметром служит образующая пилигри-мовой головки. [ 9 ]
| Схема пилигримовой прокатки. |
На трубопрокатных агрегатах с пилигримовым станом прокатывают трубы диаметром от 40 до 665 мм. Процесс прокатки здесь разделяется на три операции: прошивка слитка на гидравлическом прессе, в результате которой получается стакан с донышком; раскатка стакана в гильзу на косовалковом удлинителе и раскатка гильзы в трубу на пильгер-стане. [ 10 ]
Большое количество установок с пилигримовыми станами действует в настоящее время как в нашей стране, так и за рубежом. На пилигримовых станах изготавливают трубы в основном из углеродистых сталей, но возможна прокатка труб и из легированных сталей и сплавов. [ 1 ]
| Получение трубной гильзы на Прошивной СГГШН, ИЛИ СТЗН прошивном стане валкового типа. поперечно-винтовой прокатки. |
Бесшовные трубы прокатывают на пилигримовых станах, установках с автоматическим станом и на непрерывных станах. [ 2 ]
| Определение размеров дорна. |
Трубы, прокатываемые на пилигримовом стане, имеют продольную разнотолщинность. Для уменьшения последней целесообразно на стане установить регулятор продольной разнотол-щинности такого же типа, как для автомат-стана (см. с. Регулятор должен обеспечить сохранение расстояния между валками во времени по заданному режиму. Участок гильзы непосредственно возле дорнодержателя нельзя задавать в валки во избежание повреждения головки держателя, порчи поверхности валков и их поломки. Поэтому всегда остается недокатанным задний конусный участок гильзы, называемый пилигримовой головкой. Пилигримовую головку по выходе трубы из стана отрезают. [ 3 ]
Так, например, для пилигримового стана, прокатывающего трубы диаметром 152 - 405 мм, употребляют две позиции сменных подающих аппаратов: одну - для труб размером 152 - 203 мм и вторую - для труб диаметром 229 - 406 мм. [ 4 ]
| Валок пилигримового стана. |
На рис. 77 показан валок пилигримового стана. [ 5 ]
Бесшовным трубам, прокатанным на пилигримовых станах, присуща повышенная разнотолщинность стенок. В трубах, полученных из слитка, часто наблюдаются металлургические дефекты. Бесшовные трубы общего назначения являются наиболее массовыми по производству. Однако применение их для трубопроводов высокого давления, особенно использование труб из слитка, должно быть максимально ограничено. [ 6 ]
| Схема прошивного стана с дисковыми валками. |
Рабочий процесс прокатки труб на пилигримовом стане (рис. 244) состоит в следующем: в поступающую с прошивного стана толстостенную гильзу / пропускают оправку 2 подающего механизма, причем длина оправки больше длины гильзы. Гильза вместе с оправкой медленно перемещается подающим механизмом к валкам. Во время прокатки валки стремятся вытолкнуть гильзу с оправкой назад, однако этому препятствует подающий механизм. Более того, сам механизм с малой скоростью непрерывно движется вперед. Конец оправки связан с поршнем пневматического цилиндра. [ 7 ]
| Схема расположения узлов прошивного стана. |
Рабочий процесс прокатки труб на пилигримовом стане (рис. 273) состоит в следующем: в поступающую с прошивного стана толстостенную гильзу / пропускают оправку 2 подающего механизма, причем длина оправки больше длины гильзы. Гильза вместе с оправкой медленно перемещается подающим механизмом к валкам. Во время прокатки валки стремятся вытолкнуть гильзу с оправкой назад, однако этому препятствует подающий механизм. Более того, сам механизм с малой скоростью непрерывно движется вперед. Конец оправки связан с поршнем пневматического цилиндра. После полуоборота валков гильза выходит из рабочей части калибра и становится свободной. [ 8 ]
Станы холодной прокатки работают по принципу пилигримовых станов. [ 9 ]
Во второй главе описана калибровка валков пилигримовых станов. Предложенные в ней методы калибровки основаны на устаревшей схеме деформации при пильгерной прокатке. Теория этого процесса, разработанная на основе схемы деформации, предложенной А. И. Целиковым и П. Т. Емельяненко, позволяет создать более совершенные калибровки. Однако данные практики, содержащиеся в книге, представляют значительный интерес. [ 10 ]
По размерам выпускаемых труб агрегаты с пилигримовым станом условно делят на три типа: малые - для труб диам. По составу оборудования агрегаты всех трех типов аналогичны, и только малые агрегаты (а иногда и средние) дополнительно оборудуют редукционными станами, работающими с натяжением или по принципу свободной прокатки. [ 1 ]
Размеры валков (см. рис. 77) пилигримовых станов определяют, исходя из диаметра прокатываемых труб по эмпирическим зависимостям. [ 2 ]
Круглые катаные заготовки используются на установках с пилигримовыми станами при производстве труб диаметром менее 140 мм и во всех других случаях, когда гильза прошивается на станах косой прокатки. Такие заготовки не имеют усадочной рыхлости и других дефектов, присущих литому металлу, и обладают более точными размерами и чистой поверхностью, что обеспечивает лучшее качество труб. В особых случаях применяются полые заготовки, полученные методом центробежного литья. [ 3 ]
Другим методом производства бесшовных труб является прокатка на пилигримовых станах, i Технологический процесс производства труб на современных трубопрокатных установках с пилигримовыми станами обычно состоит из осмотра и подготовки слитков, нагрева их до 1200 - 1300 С, прошивки в толстостенные гильзы-стаканы с донышком на гидравлическом прессе, подогрева стаканов и раскатки их в более тонкостенные гильзы с одновременной прошивкой донышка на двухвалковом стане-удлинителе (элонгаторе), прокатки гильз, на пилигримовом стане разрезки прокатанных гильз автогенными резаками или пилами на требуемые длины, подогрева труб, калибровки или редуцирования труб по диаметру в калибровочных и редукционных станах, отделки труб в холодном состоянии. [ 4 ]
Профиль полирующего участка калибра оказывает существенное влияние на производительность пилигримового стана и качество труб. [ 5 ]
При прокатке биметаллических труб сталь 10 медь МЗр на пилигримовом стане замеряли давления на шейки валков. [ 6 ]
Прошитая гильза транспортирующей тележкой отводится к одной из двух клетей пилигримового стана, имеющих самостоятельные приводы. Применяющаяся на современных агрегатах вне-становая зарядка дорна позволяет увеличить темп прокатки. [ 7 ]
Конструкция прошивного стана такая же, как на установках с пилигримовыми станами, причем вместо двух опорных валков имеется один - верхний, а снизу устанавливается неподвижная линейка. [ 8 ]
Как показано П. Т. Емельяненко и подтверждено практикой, величина подачи в пилигримовом стане прямо пропорциональна катающему диаметру и углу полирующей части калибра и обратно пропорциональна коэффициенту вытяжки. [ 9 ]
| Схема прокатного производства листового проката. |
На рис. 16.17 представлена схема производства бесшовных труб на установке с пилигримовым станом. В качестве заготовок для производства бесшовных труб используют слитки, а также катаные заготовки. Процесс прокатки состоит из двух основных операций: прошивки отверстия в заготовке и прокатки прошитой заготовки. В валках такого стана заготовка 1 получает одновременно вращательное и поступательное движение. При этом в заготовке возникают радиальные растягивающие напряжения, вызывающие течение металла от ее центра к периферии, в результате чего металл в центре заготовки доводится до состояния разрыхления и заготовка сравнительно легко прошивается прошивнем (иглой) Зс образованием трубной заготовки - гильзы, которая передается к пилигримовым станам. [ 10 ]
Внутренний диаметр гильзы определяется так, чтобы зазор между гильзой и дорном пилигримового стана был достаточным для вдевания дорна. Этот зазор обычно составляет 10 - 25 мм. Большие величины относятся к большим диаметрам труб. [ 11 ]
Наиболее важным при составлении таблицы прокатки является правильный выбор коэффициента вытяжки на пилигримовом стане, который определяет производительность всей установки в целом. [ 12 ]
Наплавка тел вращения сложной формы (например, валков сортопрокатных, обжимных или пилигримовых станов) может быть успешно осуществлена при использовании специального наплавочного оборудования обеспечивающего наклон детали с целью ведения процесса в нижнем положении. [ 13 ]
| Схема прокатки трубы на автоматическом двухвалковом стане. |
Далее гильзы или стаканы подвергают горячей прокатке на различных трубопрокатных установках, чаще всего на автоматических двухвалковых и пилигримовых станах для получения труб необходимых форм и размеров. [ 1 ]
По окончании прокатки дорн подающим аппаратом извлекается из трубы, которая передается далее на выходной желоб пилигримового стана. С выходной стороны стана установлены пилы горячей резки, которые разрезают трубы на необходимые длины. Далее трубы транспортируются к подогревательной камерной печи, установленной перед калибровочным станом. Нагретые до требуемой температуры трубы толкателем либо специальным вытягивающим приспособлением передаются к калибровочному стану, где осуществляется их калибровка по диаметру. После этого по рольгангу трубы направляют в стан горячей правки, а затем на холодильник и на отделку. [ 2 ]
Станы холодной прокатки труб работают по принципу пилигри-мовых станов с качающимися калибрами, отличие которых от обычных пилигримовых станов с вращающимися валками состоит в том, что в первых валки с калибрами специальной формы вращаются в процессе прокатки (качаются) в противоположных направлениях, причем холостую часть пилигримового валка заменяют выемки в калибрах. [ 3 ]
| Схема рабочей линии трубопрокатной установки с автоматическим станом. |
Для производства бесшовных горячекатаных труб средних и больших размеров практически любой длины широкое применение имеют установки с пилигримовым станом. По типоразмерам они подразделяются на малые, средние и большие для прокатки труб диаметром соответственно 22 - 140, 140 - 325 и 325 - 720 мм. На этих установках для прошивки слитков вместо косовалковых станов применяют прессы, благодаря чему сократились дефекты труб по внутренним пленам и уменьшилась разностенность труб. Однако по сравнению с автоматическими станами пилигримовые установки имеют более низкую производительность и дорогостоящий прокатный инструмент - валки сложного сечения. [ 4 ]
Трубопрокатное производство бесшовных труб осуществляется в прошивных станах для получения толстостенной гильзы и дальнейшей ее прокатки на автоматических, непрерывных и пилигримовых станах. Для получения труб наружным диаметром меньше 38 мм и особо тонкостенных высокой точности применяются станы холодной прокатки и волочильные. [ 5 ]
Дата добавления: 2015-09-30; просмотров: 60 | Нарушение авторских прав
| <== предыдущая лекция | | | следующая лекция ==> |
| Международный консорциум «Электронный университет» 17 страница | | | Она испуганно вскрикнула. 1 страница |
