Использование по назначению прошивного стана. Технология и оборудование для производства бесшовных труб

Аннотация

1. Обоснование реконструкции ТПА 2003

1.1 Общая характеристика завода, состав основных производственных цехов, структура производства ВТ

1.1.2 Трубопрессовый цех

1.1.3 Трубопрокатный цех с ТПА 159-426

1.1.4 Трубоэлектросварочный цех (ТЭСЦ)

1.1.5 Трубопрокатный цех с ТПА 200

1.2 Краткое описание стана ТПА-200

1.3 Обоснование расширения сортамента производимых труб

2. Техника производства

2.1 Исходная заготовка

2.2 Сортамент до и после реконструкции

2.3 Оборудование для производства труб на ТПА 200

2.3.1 Пресс холодной ломки

2.3.2 Кольцевая печь

2.3.3 Прошивной стан винтовой прокатки

2.3.4 Оборудование входной стороны

2.3.5 Клеть прошивного стана

2.3.6 Оборудование выходной стороны

2.3.7 Рабочая клеть трехвалкового раскатного стана1

2.3.8 Редукционно-калибровочный стан

2.4.1 Раскатка гильз на непрерывном стане PQF

2.5.1 Прокатная клеть

2.5.2 Контейнер прокатной клети

2.5.3 Приводы валков

2.5.4 Перевалка прокатных клетей

2.5.5 Технологический инструмент стана PQF

3. Специальная часть

3.1 Расчет таблицы прокатки

3.2 Расчет усилия металла на валок

3.3 Расчёт валкового узла на прочность

3.4 Расчет дисковой пилы

труба тонкостенная стан перевалка

Аннотация

В представленном дипломном проекте приведены результаты разработки технологического процесса производства тонкостенных бесшовных труб на ТПА 50-200 с трехвалковым непрерывным PQF станом в условиях ТПЦ-1 ОАО «ВТЗ».

В разделе 2 приведены таблицы сортамента выпускаемой продукции.

В специальной части дипломного проекта выполнены расчёты таблицы прокатки, также произведён расчёт усилия металла на валки непрерывного стана PQF, расчёт валка на прочность.

В разделе 4 проведён расчёт электродвигателя главного привода и

проверочный расчёт его мощности.

В разделе 5 произведены расчёты годового объёма выпуска продукции,

штатов рабочих, руководителей и служащих и их заработной платы.

В разделе 6 представлены расчёты капитальных затрат на производство, себестоимость продукции, а так же рассчитываются показатели экономической эффективности.

В разделах 7 и 8 предложены необходимые мероприятия по охране труда и окружающей среды.

Пояснительная записка изложена на 175 страницах, содержит 43

рисунков, 40 таблиц и 222 формулы. При составлении пояснительной

записки использовано 19 источников.

1. Обоснование реконструкции ТПА 200

1 Общая характеристика завода, состав основных производственных цехов, структура производства ВТЗ

Волжский Трубный Завод (ОАО «ВТЗ») является одним из крупнейших предприятий Южного Федерального округа Российской Федерации. На заводе работает около 12000 человек, что позволяет считать «ВТЗ» крупным градообразующим предприятием города.

ВТЗ расположен в промышленной зоне города Волжского, находящегося на левом берегу реки Ахтубы в 20 километрах северо-восточнее центра Волгограда.. Положительным фактором размещения является нахождение на пересечении транспортных путей Южно-Европейской части России. Рядом с ВТЗ находятся железнодорожная станция и автомобильная федеральная трасса, что снижает затраты при отгрузке потребителям готовой продукции внутри страны. В 10 километрах от завода находится грузовой речной порт на реке Волга. По системе каналов река Волга связывает город с портами Каспийского, Черного, Балтийского, Северного и Азовского морей. Это позволяет осуществлять доставку продукции самым экономичным водным путем. Удобное географическое расположение «ВТЗ» также позволяет осуществлять доставку сырья, вспомогательных материалов и прочих грузов, необходимых для производства труб.

Основными потребителями ОАО ВТЗ являются такие компании как ОАО «Газпром», АК «Транснефть», в состав которых входят множество дочерних предприятий, которых насчитывается несколько десятков. Кроме того, это ведущие компании по добыче нефти: «Тюменская нефтяная компания», «LUKOIL», «Сибнефть», «Роснефть», которые являются монополистами по добыче и переработке «черного золота». Также партнерами завода являются нефтегазовые компании стран Персидского залива Ирак, Бахрейн, Катар и Египет, где активно ведутся разработки прибрежных шельфовых и сухопутных месторождений нефти и газа.

С апреля 2001г. Волжский трубный завод входит в Трубную Металлургическую Компанию (ТМК). Трубная Металлургическая Компания - крупнейший в российской трубной отрасли холдинг, объединивший ведущие российские трубные предприятия - Волжский (Волгоградская обл.), Северский, Синарский (Свердловская обл.) трубные заводы Таганрогский металлургический завод (Ростовская обл.).

Завод производит более 800 типоразмеров труб:

сварные спиральношовные трубы большого диаметра, в том числе с покрытием;

трубы общего назначения;

бесшовные нефтегазопроводные трубы;

обсадные трубы и муфты к ним;

трубы для паровых котлов и паропроводов;

трубы для нефтеперерабатывающей и химической промышленности

трубы из коррозионностойкой стали (нержавеющие);

трубы для изготовления подшипников;

стальную заготовку круглого и квадратного сечения.

Потребителями продукции ВТЗ являются машиностроительные, химические, нефтеперерабатывающие, строительные предприятия и предприятия других отраслей как отечественные, так и зарубежные.

На ВТЗ находятся пять цехов основного производства: трубопрокатный цех №1 (ТПЦ-1), трубопрессовый цех №2 (ТПЦ-2), трубопрокатный цех №3 (ТПЦ-3), трубоэлектросварочный цех (ТЭСЦ), электросталеплавильный цех (ЭСПЦ).

1.1.1 Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ)

Мощность - 900 тыс. тонн стали в год.

Основное оборудование:

электродуговая сталеплавильная печь, масса плавки 150 тонн

установка «печь-ковш»

установка вакуум-кислородного рафинирования стали

установки непрерывного литья заготовок криволинейного типа

ЭСПЦ производит стальную непрерывнолитую заготовку:

круглого сечения диаметров 150мм, 156мм, 190мм, 196мм, 228мм,

мм, 360мм и 410мм для производства труб и сортового проката по ТУ 14-1-4992-2003 /33/, СТОТМК 566010560008-2006 , и др.;

квадратного сечения размеров 240мм, 300мм и 360мм для производства труб и сортового проката по ТУ 14-1-4944-2003 .

Основным сырьем для производства стали в ЭСПЦ является металлолом, поступающий в переработанном виде в копровом цехе (КЦ).

Для осуществления межцеховых транспортных операций используется

автомобильный транспорт автотранспортного цеха (АТЦ) и подвижной

состав железнодорожного цеха (ЖДЦ).

Волжский трубный завод представляет собой современное предприятие сориентированное на потребителей труб практически всех отраслей, в том

числе потребителей труб нефтегазовой отрасли.

1.2 Трубопрессовый цех

Мощность - 68 тыс. тонн горячепрессованных труб в год.

В составе цеха: участок подготовки заготовки к прессованию; линия прессования с горизонтальным прессом усилием 55МН для производства труб размерами 133 - 245х6-30мм, а при использовании редукционного стана труб диаметром 42 - 114 мм; линия прессования с горизонтальным прессом усилием 20МН для производства труб размерами 60-114x4-10 мм и отделение отделки труб.

Состав оборудования линии с прессом усилием 20 МН имеет некоторые изменения по сравнению с прессовой линией 55 МН: отсутствует кольцевая печь, а нагрев перед прошивкой осуществляется в индукционных установках; вместо редукционного установлен правильный стан, а также отсутствует подогревательная печь с шагающими балками.

Горячий передел труб заканчивается участком химической обработки, который состоит из двух отделений - для обработки труб из углеродистых сталей и для обработки труб из коррозионностойких сталей.

В цехе установлены три поточные линии отделки и контроля качества труб: две линии для обработки труб диаметром 43 - 133 мм и одна линия для обработки труб диаметром 50 - 245 мм. В составе каждой линии имеется следующее оборудование: правильный шестивалковый стан, два трубоотрезных станка для обрезки концов труб; установка для снятия наружной фаски и торцовки концов; установка продувки труб от окалины; линия неразрушающего контроля качества труб для выявления поперечных наружных дефектов и проверки соответствия марки стали; ультразвуковая установка для выявления продольных и поперечных дефектов; установка визуального контроля качества поверхности, геометрических размеров труб и стилоскопирования; установка для измерения длины труб.

ТПЦ-2 производит горячепрессованные трубы, предназначенные для: общего назначения, машиностроения с последующей механической обработкой, нефтехимической промышленности, паровых котлов и трубопроводов, работы в сероводородной среде, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений, атомных электростанций, работы в коррозионных средах, эксплуатации при высоких температурах и др. Для производства труб в ТПЦ-2 используется заготовка круглого сечения диаметром от 145мм до 360мм производства ЭСПЦ и покупная заготовка производства ОАО «Волгоградского металлургического завода «Красный Октябрь», Северсталь, Запорожский завод специальных сталей и других производителей.

Рисунок 2. Технологическая схема производства труб на линии прессования с горизонтальным прессом усилием 55МН.

Рисунок 3. Технологическая схема производства труб на линии прессования с горизонтальным прессом усилием 20МН.

1.3 Трубопрокатный цех с ТПА 159-426

Технология и оборудование позволяет производить до 1,2 млн. тонн горячекатаных труб в год.

Рисунок 4. Технологическая схема производства труб в ТПЦ-3.

Основное оборудование:

печь с шагающими балками для нагрева заготовки

стан пресс-валковой прошивки

стан-элонгатор

непрерывный стан ТПА159-426 с непрерывно удерживаемой оправкой

калибровочный стан

линии отделки обсадных и нефтепроводных труб

После прокатки труб на ТПА 159-426, охлаждения, обрезки и правки

трубы проходят неразрушающий контроль геометрических размеров. Далее трубы поплавочно - магнитным краном укладываются в контейнеры и

поступают на промежуточный склад, откуда в зависимости от назначения,

поступают в отделение отделки. ТПЦ-3 производит стальные горячекатаные трубы диаметром от 159мм до 426мм с толщиной от 8мм до 35мм. Трубы предназначены для общего назначения, применяемые в качестве обсадных и насосно-компрессорных труб для скважин, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений, котельных установок и трубопроводов, строительства, капитального ремонта и реконструкции подводных переходов.

Для производства труб в ТПЦ-3 используется заготовка квадратного

сечения размеров от 240мм до 360мм производства ЭСПЦ.

1.4 Трубоэлектросварочный цех (ТЭСЦ)

Достигнутая мощность - 500 тыс. тонн сварных труб с антикоррозионным покрытием в год.

Основное оборудование:

трубоэлектросварочные станы автоматической сварки труб под слоем

флюса, для производства труб диаметром 530-1420 мм

трубоэлектросварочный стан автоматической сварки труб под слоем

флюса, для производства труб диаметром 1420-2520 мм

участок объемной термообработки труб

печь для нагрева труб под закалку,

отпускная печь

линия отделки труб.

Мощность - 100 тыс. тонн покрытых труб диаметром 102-1020 мм.

В 1976г. в цехе впервые в стране был освоен выпуск труб для строительства газо-, нефтепроводов с антикоррозийным покрытием на основе эпоксидных порошков. Технологический поток производства данных труб состоит из следующих операций: очистки поверхности щетками и иглофрезами от окалины; дробеструйной обработки; нагрева труб до температуры 400°С в газовой секционной печи, нанесения на поверхность

антикоррозийного покрытия из эпоксидного порошка толщиной 300 - 500

мкм; 30-мин выдержки в термостате с цепным транспортером для обеспечения полимеризации при температуре 150 - 200°С; контроля диэлектрической сплошности покрытия; контроля адгезии и толщины покрытия; ремонта дефектных участков труб.

После этого на готовые трубы наносят дополнительную маркировку и

надевают защитные резиновые кольца для предотвращения повреждения

покрытия при транспортировке. Срок службы труб с антикоррозионным

покрытием в 2 - 3 раза выше обычных.

ТЭСЦ производит спиральношовные стальные трубы диаметром от

530мм до 2520мм с толщиной от 6мм до 25мм. В цехе имеется участок термической обработки труб и участок два участка нанесения на трубу

антикоррозийного покрытия. Трубы большого диаметра предназначены для:

общего назначения, магистральных газонефтепроводов, трубопроводов

атомных электростанций.

Для производства труб в ТЭСЦ используется штрипс шириной от 1050мм до 1660мм и лист шириной 2650мм. Поставщиками металла является

Магнитогорский металлургический комбинат, металлургический комбинат Азовсталь, металлургический комбинат Северсталь, Новолипецкий металлургический комбинат и другие производители. Кроме того, металл

Рисунок 5. Технологическая схема сварки труб диаметром 530-1420мм

из рулонного проката.

Рисунок 6. Технологическая схема сварки труб диаметром 1420-2520мм из листовой стали.

1.1.5 Трубопрокатный цех с ТПА 200

Мощность - 225,5 тыс. тонн горячекатаных труб в год.

Основное оборудование:

две кольцевые печи для нагрева заготовки;

прошивной стан;

два трехвалковых раскатных стана ТПА-200 с длинной плавающей оправкой;

две печи с шагающими балками для подогрева труб;

два трехвалковых калибровочных стана;

линии отделки подшипниковых труб и труб общего назначения.

ТПЦ-1 производит стальные горячекатаные трубы диаметром от 57мм до 245мм с толщиной от 6мм до 50мм, предназначенных для: общего назначения, подшипниковой отрасли, машиностроения с последующей механической обработкой, авиационной техники, котельных установок и трубопроводов, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений

Для производства труб в ТПЦ-1 используется заготовка круглого сечения диаметром от 90мм до 260мм производства ЭСПЦ и покупная заготовка производства ОАО «Волгоградского металлургического завода «Красный Октябрь», Оскольского металлургического комбината и других производителей.

Рисунок 7. Технологическая схема производства труб в ТПЦ-1.

2 Краткое описание стана ТПА-200

Трубопрокатный агрегат 200 Волжского трубного завода предназначен для выпуска горячекатаных бесшовных труб повышенной точности размерами DTхST = 70...203x9...50 мм следующего сортамента: общего назначения DTxST = 73...203x9...50 мм из углеродистых и среднелегированных марок стали, подшипниковые трубы DTxST = 70,4...171x7...21 мм из стали марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ15Ш, ШХ15В.

В состав цеха входят трубопрокатный агрегат 70-200 с трёхвалковым станом, линия отделки труб общего назначения, участок отделки подшипниковых труб, четыре роликовые печи для проведения сфероидизирующего отжига подшипниковых труб, участок изготовления технологического инструмента.

Основное оборудование:

кольцевые печи для нагрева заготовки;

прошивной стан;

трубопрокатный агрегат Асселя с трехвалковым раскатным станом ТПА-200 с длинной плавающей оправкой;

печь с шагающими балками для подогрева труб;

трехвалковый калибровочный стан;

Ти клетьевой редукционно-калибровочный стан;

роликовые печи для отпуска и отжига труб;

линии отделки подшипниковых труб и труб общего назначения;

участок консервационного покрытия труб.

Валки; 2-Оправка; 3-Труба,

Степень тонкостенности сортамента труб, производимого на установках данного типа, определяет трехвалковый раскатной стан. Поэтому в последнее время в технически развитых странах большое внимание уделялось и уделяется совершенствованию технологии прокатки и конструкций традиционных трехвалковых раскатных станов, а также созданию новых процессов с обеспечением возможности производства высокоточных тонкостенных горячекатаных труб.

3 Обоснование расширения сортамента производимых труб

Мощности трубных заводов по выпуску бесшовных труб для нефтегазовой промышленности и машиностроения в настоящее время задействованы не на полную и дальнейшее увеличение объёмов их производства возможно при условии дополнительного ввода оборудования или модернизации существующего оборудования.

ТПА-200 - трубопрокатный агрегат с трехвалковым раскатным станом. Отличительной особенностью данного агрегата является наличие двух линий раскатки гильз, получаемых на прошивном стане. Это позволяет значительно увеличить производительность стана. Трубопрокатный стан ТПА-200 располагается в ТПЦ-1 ОАО «ВТЗ».

ТПЦ-1 производит стальные горячекатаные трубы диаметром от 70мм до 203мм с толщиной от 9мм до 50мм, предназначенных для: общего назначения, подшипниковой отрасли, машиностроения с последующей механической обработкой, авиационной техники, котельных установок и трубопроводов, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений.

Оборудование цеха позволяет производить трубы нестандартных размеров, трубы со смещенными допусками по геометрическим размерам, особо толстостенные трубы, трубы с повышенной точностью по толщине стенки. Имеется возможность обточки труб по наружной поверхности.

ТПА с трехвалковым раскатным станом применяют для производства толстостенных труб, используемых в машиностроении с отношением диаметра к толщине стенки (D/S) меньше 12.

Несмотря на различные попытки расширения возможностей станов ТПА 200 и аналогичных отечественных трубопрокатных агрегатах получать тонкостенные трубы на них не удавалось, так как при прокатке концов труб (особенно задних) в трехвалковых станах развивается интенсивная поперечная деформация и образуются треугольные концевые раструбы, не позволяющие нормально осуществлять раскатку труб с отношением диаметра к толщине стенки более 12.

Основная особенность ТПА с трехвалковых раскатным станом - получение требуемой толщины стенки готовых труб в основном на раскатном стане, а наружного диаметра на редукционном и калибровочном. Каждый из этих размеров может независимо изменяться, обеспечивая требуемое сочетание диаметра и толщины стенки.

Рисунок 8. Образование раструба при прокатке

Рисунок 9. Затекание металла между валками.- Конус захвата; II-Гребень; III-Раскатной участок;Выходной участок;

Валки; 2-Оправка; 3-Труба,

Применение в агрегатах трёхвалковых раскатных станов вносит определенные ограничения в сортамент - на этих агрегатах можно получать только толстостенные трубы с отношением диаметра к толщине стенки D/S ≤ 12. И хотя предпринимаются различные попытки расширить их возможности в том отношении, все же получать тонкостенные трубы пока не удается, поскольку в этом случае при прокатке концов труб развивается поперечная деформация и образуются треугольные концевые раструбы, не позволяющие нормально осуществлять прокатку. Возможны разные пути решения проблемы концевых раструбов: раскатка гильз на малых углах подачи, применение специальных калибровок валков раскатного стана, уменьшение толщины стенки гильзы и другие. На практике утонение стенки гильзы производится за счет сведения валков при прокатке заготовки или за счет изменения положения оправки в очаге деформации. Перемещение валков в процессе прокатки является менее предпочтительным из-за конструктивной сложности и повышенного износа сопрягаемых поверхностей постели клети и барабана с валком.

Для прокатки тонкостенных труб с использованием свободно плавающей длинной оправки французская фирма «Dujardin-Montbard-Somcnor» разработала конструкцию клети трехвалкового раскатного стана (клеть «Трансваль»), оборудованной специальными механизмами для осуществления процесса с переменным углом подачи и изменением исходных размеров калибра. Прокатка концевых участков тонкостенных труб в клети данной конструкции осуществляется по технологии, предусматривающей изменение углов подачи до минимальных значений с одновременным разведением валков для образования концевых утолщений.

В настоящее время за рубежом работает несколько трубопрокатных агрегатов с трехвалковыми раскатными станами типа «Трансваль». Один из них эксплуатируется на заводе фирмы «Babcock and Wilcox Co.» в г. Эмпридже (США).

Трехвалковый раскатной стан типа «Трансваль» установлен параллельно непрерывному длиннооправочному стану и предназначен для производства высокоточных труб с D/S от 4,5 до 15. При этом для осуществления прокатки наиболее тонкостенной части сортамента предусмотрено автоматическое изменение углов подачи, а также размеров калибра, чтобы при формировании переднего концевого участка трубы отношение D/S на нем не превышало 10, а заднего концевого участка - 8.

На заводе фирмы «Falck» в г. Милане (Италия) введен в эксплуатацию трубопрокатный агрегат с трехвалковым раскатным станом «Трансваль» для производства труб из подшипниковых и легированных марок сталей диаметром 60-70 мм с D/S =4-17.

На заводе фирмы «Tubesex» в Бильбао (Испания) эксплуатируется трубопрокатный агрегат с трехвалковым раскатным станом «Трансваль», предназначенный для производства редуцированных горячекатаных труб диаметром 21-64 с толщиной стенки 2,2-10 мм. При этом непосредственно после трехвалкового раскатного стана прокатывают трубы диаметром 72 мм, длиной до 14 м и отношением D/S <18.

На трехвалковых раскатных станах «Трансваль» устойчиво получают трубы с отношением размеров диаметра к стенке не более 15, используют в основном свободно плавающую оправку.

В зарубежной практике применяют ТПА, в которых раскатка происходит в двухвалковых станах винтовой прокатки с направляющими дисками (станы Дишера). Однако применение станов Дишера ограничено прежде всего из-за сложности конструкции рабочей клети, схема рабочей клети изображена на рисунке 8. Кроме того, снижается маневренность агрегата, так как для прокатки труб различного диаметра требуется определенный профиль дисков, что приводит к дополнительным затратам времени на перевалку.

Рисунок 10 - Схема рабочей клети раскатного стана с дисковыми проводками

Рабочие валки; 2 - приводные диски; 3 - привод дисков

Конструкция раскатного стана Дишера не отличается от конструкции прошивного стана с дисковыми проводками. На входной стороне стана расположен желоб и выталкиватель для задачи длинной оправки в гильзу и подачи гильзы с оправкой в рабочие валки. На выходной стороне стана имеется рольганг для приемки трубы на оправке.

В стане Дишера раскатка трубы осуществляется на длинной оправке, движущейся вместе с трубой вдоль оси прокатки. Дисковые проводки 2 способствуют ускорению процесса прокатки, получению большей вытяжки, более тонкой стенки, повышению точности труб. Мощность главного привода при прокатке труб диаметром до 200 мм составляет 1470 кВт, а двигателя для вращения дисков - 650 кВт. Этот стан более энергоемок, чем трехвалковый раскатной стан.

Основное достоинство агрегатов со станами Дишера возможность раскатки труб с отношением диаметра к толщине стенки D0/S0 до 35.

Коэффициент вытяжки в стане Дишера несколько меньше, чем в трехвалковом раскатном стане: μ= 1,2-1,5 при раскатке толстостенных и μ = 2,2-2,8 при раскатке тонкостенных труб.

Предлагается провести реконструкцию одной из линий, заменив трехвалковый раскатной стан непрерывными клетями PQF, которые будут производить тонкостенные трубы общего назначения.

Метод непрерывной прокатки в трехвалковой клети последовательно продвигался фирмой SMS Demag Innse на рынок уже с начала 90-х годов XX века. Преимущества процесса были очевидны, так как уже на редукционно-растяжном участке замена двухвалковых клетей на трехвалковые привела к существенному улучшению качества бесшовных труб. Оборудование стана PQF расположено очень компактно, что существенно сокращает время прокатки от прошивного стана до прокатки на оправке, что приводит к минимальной потере температуры на пустотелой заготовке. В то же время, благодаря предварительной установке заготовки на основную линию прокатки, пустотелую заготовку можно катать за очень максимально короткое время, которое сокращает время контактного охлаждения внутренней поверхности гильзы и поверхности оправки. При трехвалковой конструкции клети неравномерная деформация сечения сводится к минимуму при одновременном обеспечении точности геометрического размера трубы, что приводит к снижению потерь при обрезании конца трубы, устранению дефектов качества, вызываемых общепринятыми станами для прокатки на оправке, сокращению коэффициента отверстия, вогнутости и неравномерности толщины. Также при использовании трехвалковой конструкции клети в сочетании с одним приводом, гидравлическим нажимным устройством и автономным устройством для калибровки калибра для контроля точности калибра на прокатном стане всегда можно поддерживать высокую точность введения и регулировки заданных значений, что обеспечивает стабильность контроля всего процесса прокатки и качества продукции. Стан состоит из пяти трехвалковых клетей и является компактным станом для прокатки на оправке. Для каждой клети имеется отдельное гидравлическое нажимное устройство, которое действует на центральную линию валка и позиционирует его. Валки соединяются с клетью с помощью качающейся консоли, который по сравнению с трехвалковыми клетями другой конструкции более прост по конструкции и в эксплуатации, более удобен для регулировки, а регулировка более эффективна. По сравнению с распространенной двухвалковой конструкцией трехвалковый калибр более круглый, что играет большую роль в деформации трубы. Стан для прокатки на оправке с трехвалковыми клетями оснащен системами HCCS и PSS для осуществления контроля технологического процесса. Система HCCS используется для контроля действий гидравлического нажимного устройства стана, чтобы проконтролировать зазор между валками. Кроме того, контроль и расчет технологических данных помогает осуществить такие функции как компенсация температуры, контроля удара при врезании, отбрасывание переднего и заднего конца. С помощью системы PSS осуществляется расчет технологических значений, в то же время, благодаря получению и визуализации сигналов о прокатном усилии, имеется возможность наблюдения, анализа и архивирования данных по каждой трубе во время процесса прокатки. Вся линия горячей прокатки оснащена многочисленными встроенными устройствами для контроля всего производственного процесса, особенно специальными приборами для измерения температуры, толщины стенки, внешнего диаметра и длины, установленными на выходе из вытяжного стана и редукционного стана. Результаты таких замеров отправляются назад через систему на главный компьютер стана PQF и редукционного стана для регулировки нажимной системы и скорости прокатки, чтобы получить оптимальное качество трубы.

Прокатку труб на непрерывном стане ведут на плавающей оправке, хотя известны агрегаты, в которых применяют удерживаемую оправку, но так как максимальная длина готовых труб не превышает 12 м из-за особенностей холодильной камеры, то применяется плавающая оправка. Такая оправка значительно короче, но стойкость ее ниже. В связи с тем, что производительность агрегата при использовании удерживаемой оправки заметно ниже, она не получила распрастранения, не смотря на то, что не требует оправкоизвлекателя.

Редукционно-калибровочный 12 - ти клетьевой стан позволяет существенно расширить сортамент. Редуцирование происходит без подпора и без натяжения, за счёт тянущего усилия, создаваемого вращающимися валками клетей. Величина обжатия зависит от числа клетей, установленных в стане. Одновременно в стане может быть установлено 12 клетей, Редукционно-калибровочный стан позволяет работать с высокой производительностью при прокате труб одного диаметра, однако при переходе на другой размер диаметра требуется перевалка группы клетей, или всех клетей, что снижает производительность ТПА 50 ÷ 200. минимальное количество клетей - 6. Суммарное обжатие в РКС обычно не превышает 20 %, частное обжатие в одной клети составляет 2,8 %. При редуцировании тонкостенных труб наблюдается увеличение их разностенности, при редуцировании толстостенных труб происходит гранение внутреннего диаметра, стремящегося по форме к квадрату. Последний дефект можно устранить, снизив частное обжатие до 1,5 %. Общее суммарное обжатие в редукционно-калибровочном стане обычно не превышает 20 %. Последние два калибра валков предназначены для получения наружного профиля трубы, соответствующего готовому размеру, а небольшая овальность труб устраняется в калибровочном стане винтовой прокатки.

2. Техника производства

1 Исходная заготовка

На Волжском трубном заводе используется горячекатаная заготовка квадратного и круглого сечения из углеродистых и легированных сталей со специальными свойствами, предназначенная для изготовления труб, сортового проката и специальных изделий.

Трубная заготовка должна иметь точные размеры. Несоблюдение размеров вызывает увеличение брака при производстве труб. Значительное отклонение наружного диаметра заготовки по сравнению с номинальным значением или большая овальность приводят к ухудшению условий захвата заготовки валками прошивного стана. Допускаемые для круглой заготовки отклонения по диаметру колеблются от 1,8% для производства труб диаметром менее 90 мм и до 3% для труб диаметром Dт < 220 мм.

Трубную заготовку, поступающую в трубопрокатный цех длиной от 5м до 9м, укладывают в штабеля с разделением по маркам стали, размерам и плавкам.

Таблица 1.Марки стали для трубных заготовок

Марка сталиДиаметрРазмеры, ммДокументацияДопустимые отклоненияДлина10,20,30,40,45 ГОСТ 1050-88 36Г2С, Д.ОСТ14-21-77 20Х, 35Х, 40Х, 40ХН, 30ХГСА, 35ХГСА, 38Х2МЮА и другие ГОСТ 4543-7150+1,2 -22000- 6000ОСТ 14-21-77 Заготовка трубная из углеродистых, низколегированных и легированных сталей. Технические требования.160 170 180 190+1,5 -2,5200 210±2,5230 250 270±1,5

Таблица 2. Химический состав стали

Марка сталиМассовая доля элементов, %углеродакремниямарганцахрома, не более350,32-0,400,17-0,370,50-0,800,25400,37-0,450,17-0,370,50-0,800,25450,42-0,500,17-0,370,50-0,800,25500,47-0,550,17-0,370,50-0,800,2555 15Х 15ХА 20Х 30ХРА 40Х 45Х0,52-0,60 0,12-0,18 0,12-0,17 0,17-0,23 0,27-0,33 0,36-,44 0,41-0,490,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,370,50-0,80 0,40-0,70 0,40-0,70 0,50-0,80 0,50-0,80 0,50-0,80 0,50-0,800,25 1 1 1 1,3 1,1 1,1

2 Сортамент до и после реконструкции

Таблица 3. Сортамент труб до реконструкции

Наружный диаметр, ммТолщина стенки, мм7,0-9,09,1-11,011,1-13,013,1-15,015,1-17,017,1-19,019,1-21,021,1-23,023,1-25,050,0-60,060,1-70,070,1-80,080,1-90,090,1-100,0100,1-110,0110,1-120,0120,1-130,0130,0-140,0140,1-150,0150,1-160,0160,1-170,0170,1-180,0

В результате замены трехвалкового раскатного стана на непрерывные клети PQF в сочетании с редукционно-калибровочным станом расширился сортамент выпускаемой продукции.

Таблица 4. Сортамент труб после реконструкции

Наружный диаметр, ммТолщина стенки, мм567891011121350,0-60,060,1-70,070,1-80,080,1-90,090,1-100,0100,1-110,0110,1-120,0120,1-130,0130,0-140,0140,1-150,0150,1-160,0160,1-170,0170,1-180,0180,1-190,0190,1-200,0200,1-210,0

До реконструкцииПосле реконструкции

Таблица 4. Технические требования международных стандартов к точности труб по наружному диаметру

Диапазон сортамента, дюймAPI 5CT API 5DAPI 5LASTM A53ASTM A106DIN 17121DIN 1629DIN 1630DIN 171752⅜ - 4½±0,79мм± 0,75%± 1%± 0,79мм± 1%± 1%± 1%± 0,75%4½ - 8+1/-0,5%± 0,75%± 1%+1,59/-0,79мм± 1%± 1%± 1%± 0,9%>8- >12+1/-0,5%± 0,75%± 1%+2,38/-0,79мм± 1%± 1%± 1%± 0,9%12 - 18+1/-0,5%± 0,75%± 1%+2,38/-0,79мм± 1%± 1%± 1%± 1%

Таблица 5. Предельные отклонения по наружному диаметру и толщине стенки труб

Наружный диаметр, ммПредельные отклонения для труб точности изготовленияПовышеннойобычнойДо 50 включ.±0,5 мм±0,5 ммСв. 50 до 219 »±0,8%±1,0%»219±1,0%±1,25%

Таблица 6. Предельные отклонения толщины стенки

Наружный диаметр, ммТолщина стенки, ммПредельные отклонения по толщине стенки труб точности изготовления, %повышеннойобычнойДо 219До 15 включ.±12,5+12,5 -15,0Св. 15 до 30+10,0 -12,5±12,530 и выше±10,0+10,0 -12,5

3 Оборудование для производства труб на ТПА 200

3.1 Пресс холодной ломки

На заготовке, задаваемой в пресс, плазмотроном делается надрез шириной 4 -10 мм и глубиной до 20 мм, с последующим охлаждением водой очага ломки. Надрез должен находиться на стороне противоположной призме.

Контроль надреза проводится визуально.

Таблица 7. Техническая характеристика пресса деления штанг

ТипГоризонтальный, гидравлический, четырехколонныйНоминальное усилие630 тПроизводительность прессаДо 230 изломов в часРазмеры используемых заготовокДиаметр90-260 ммДлина штангОт 3300 мм до 12000 ммДлина получаемых заготовок после ломкиОт 1100 мм до 4100 ммМасса заготовкиДо 1300 кгПредел прочности используемого металлаОт 50 кгс/мм2 до 100 кгс/мм2

После раскроя заготовка по направляющим рольгангам поступает на

устройство загрузки заготовок в печь.

3.2 Кольцевая печь

Кольцевая печь - это промышленная печь, в которой нагрев изделий

происходит на кольцевом вращающемся поде. Кольцевые печи применяют

главным образом для нагрева заготовок при прокатке труб и для термической

обработки металлических изделий

Перед прошивкой исходная заготовка нагреваются в кольцевых печах с

вращающимся подом. В этих печах благодаря всестороннему нагреву

заготовок несколько снижается удельная продолжительность процесса нагрева и сравнении с методическими печами, где нагрев заготовок идет в

основном со стороны свода печи. Производительность кольцевых печей

достигает 75 т/ч. Максимальная температура нагрева 1250-1300° С.

Печь имеет форму замкнутого пустотелого кольца, образуемого внутренней и наружной стенками, сводом и подом.

Печь разделена на четыре зоны: подогревательную, нагревательную,

сварочную и томильную. В некоторых случаях третью зону делят еще на две

части. Благодаря вращению пода заготовка перемещается от окна загрузки к

окну выдачи. Она проделывает путь, соответствующий повороту подины на угол 330…340°, так как окна загрузки и выгрузки расположены близко друг к другу.

Скорость вращения подины, температурный режим по зонам печи и

температура нагрева заготовки устанавливаются в соответствии с требованиями технологической инструкции по нагреву.

Загрузка и выгрузка заготовки осуществляется двумя специальными машинами (шаржир-машинами) одинаковой конструкции, они представляют собой тележку, несущую длинный «хобот» с клещами на переднем конце.

Таблица 8. Техническая характеристика кольцевой печи.

Тип печиКольцевая с вращающимся подомНаружный диаметр, мм25450Внутренний диаметр, мм14550Ширина пода, мм4180Высота рабочего пространства, мм1740Производительность, шт/час10-30Единовременная загрузка, штНе менее 84 (1 ряд)Вид топливаПриродный газУдельный расход топлива кг/т57,0 - 81,225Мощность печи, Гкал/ч4,549-13,965КПД печи, %35,87-45,5Максимальная масса садки250тУгол между осями загрузки и выгрузки24 град

прошивки.

2.3.3 Прошивной стан винтовой прокатки

Прошивной стан - это трубопрокатный стан, предназначенный для

получения из сплошной заготовки или слитка толстостенной полой гильзы

методом поперечно-винтовой прокатки. Прошивка заготовки на прошивном

стане - это первый этап получения бесшовных труб.

Оборудование для зацентровки трубной заготовки:

Для уменьшения разностенности переднего конца гильзы и улучшения условий захвата заготовки валками прошивного стана применяется центровка заготовки. Центровка переднего торца заготовки осуществляется в горячем состоянии пневматическим зацентровщиком. Центровка заготовки осуществляется одним ударом бойка с большой скоростью, что обеспечивает получение отверстия в торце заготовки диаметром до 30 мм и глубиной до 35 мм.

Такая конструкция позволяет при широком сортаменте заготовок по диаметру точно и автоматически совмещать их ось с продольной осью пневматической пушки, так как центрователь при захвате очередной заготовки своими кулачками осуществляет одновременно подъем рычагов выбрасывателя, а эти рычаги приподнимают с роликов заготовку, выводя ее на ось центрирования. После операции зацентровки заготовка выталкивается из рычажного центрователя толкателем, закрепленным на стволе пневмопушки, благодаря чему полностью исключается застревание бойка пневмопушки в металле заготовки. Все это обеспечивает высокую точность зацентровки, достаточное быстродействие механизма и позволяет сократить время при переходах на прокатку заготовок другого диаметра.

Таблица 9. Техническая характеристика зацентровщика заготовки

Диаметр заготовки90-250 ммХод ударника3.2 МУсилие зацентровки800кНВремя операции зацентровки7 сСкорость подачи заготовки к зацентровщику0,5 м/сДавление охлаждающей воды0,2-0,3 МПаГидроцилиндры зажима заготовки 100х2003 штГидроцилиндр выдавливания центрового отверстия- 320х1001 шт

Устройство для зацентровки заготовок содержит подводящий рольганг 1, выбрасыватель 2 с встроенными рычагами 3 между роликами рольганга и пневматическую1 пушку 4. Между рольгангом и 62 пневматической пушкой размещен трехрычажный центрователь с консольными роликами 5. На оси 6 рычажного центрователя закреплен кулачок 7 так, что он находится под ближним к центрователю рычагом 8 выбрасывателя. На стволе 9 пневмопушки 4 параллельно оси закреплен толкатель 10, представляющий собой пневмоцилиндр 11, на штоке которого установлен упор 12, этот упор размещен в прорези шайбы 13 ствола 9 пневмопушки. Особенностью конструкции центрователя заключается в том, что центрирующие ролики 5 выполнены консольно с внешней стороны корпуса 14. Это позволяет зажимать заготовку непосредственно у ее торца, благодаря чему достигается высокая точность центрирования.

Работа зацентровщика данной конструкции осуществляется следующим образом. Заготовка по рольгангу 1 подается к пневматической пушке 4 до упора в шайбу 13. При включении пневмоцилиндра 15 рычаги 16 центрователя сводятся для зажатия заготовки. Одновременно с движением рычагов 16 центрователя, поворачивается кулачок 7, который, воздействуя на один из рычагов 5 выбрасывателя 2, поднимает их вместе с заготовкой над роликами рольганга 1 до совмещения оси заготовки с осью бойка 17. При включении пневмопушки за счет энергии, развиваемой бойком, выбивается отверстие. В то же время подается воздух в пневмоцилиндр 11. Как только произойдет зацентровка заготовки, раскрываются рычаги 16 центрователя и заготовка толкателем 10 выбрасывается за его пределы на рольганг 1. Затем зацентрованная заготовка выбрасывается к прошивному стану, а в механизм подается очередная заготовка и цикл повторяется.

2.3.4 Оборудование входной стороны

Основным оборудованием входной стороны прошивного стана является передний стол, на который во время прокатки воздействует температура, вода, окалина и знакопеременные ударные нагрузки, возникающие в результате ударов быстро вращающегося заднего конца заготовки. Конструкция стола ТПА 50-200 имеет следующие особенности: подъем и опускание приемного желоба для совмещения оси заготовки с осью прошивки осуществляется путем его поворота относительно оси, расположенной на некотором расстоянии от оси прокатки; опорой желоба служат ось качания желоба и подушки эксцентрикового механизма; стол снабжен механизмом выбрасывания заготовок из желоба, которые по каким-либо причинам не прокатали на стане.

На рисунке 11 показана такая конструкция стола, который состоит из массивного желоба со сменными чугунными вставками 2, оси качания, механизма регулирования желоба по высоте, механизма открывания проводок и механизма выбрасывания заготовок. Желоб опирается на подушки 4, закрепленные на эксцентриках 5, которые свободно поворачиваются относительно подушек. Эксцентрики размещены на валу б, опирающемся через втулки и подшипники скольжения на стойку 8, являющуюся опорой и для оси 3 качания желоба 1. Вращение эксцентриков при изменении высоты желоба осуществляется через опорный вал 6 от привода, состоящего из коническо-цилиндрического редуктора и электродвигателя с тормозом. Для устранения вибраций желоба при работе стана подушка снизу прижимается к желобу с помощью планок 12, а для облегчения перемещения желоба относительно подушек при повороте эксцентрика к подушкам прикреплены бронзовые прокладки 13. Механизмы открывания проводок и выбрасывания непрокатанных заготовок смонтированы на оси 14, которая установлена на качающемся желобе. Приводом этих механизмов является пневмоцилиндры. Достоинством разработанной конструкции являются ее высокая жесткость и компактность.

Рисунок 11. Передний стол с эксцентриковым механизмом и опорными

подушками прошивного стана ТПА 50-200.

3.5 Клеть прошивного стана

Основным деформирующим инструментом прошивного стана является

оправка и валки, вращающиеся в подшипниках, установленных в станине рабочей клети. В качестве вспомогательного (направляющего) инструмента используют неподвижные линейки.

Рабочие валки прошивных станов приводятся во вращение от электродвигателей постоянного или переменного тока. В последнее время все чаще применяют двигатели постоянного тока, позволяющие регулировать скорость прошивки в широких пределах.

Рабочая клеть включает два узла барабанов с валками, узел станины, механизм откидывания крышки, два механизма установки валков, два механизма поворота барабанов, механизм установки верхней линейки, механизм перехвата стержня. Барабаны 1 одновременно являются и кассетами, так как непосредственно в их расточках устанавливаются и жестко крепятся узлы валков 2. Для откидывания крышки 3 станины 4 при перевалке валков 2 в станине установлены два гидроцилиидра 5, штоки которых шарнирно соединены с крышкой чтобы предохранить узел станины от истирания и облегчить поворот и перемещение барабанов, в станине и в крышке предусмотрены направляющие планки, расположенные под углом 45°. Каждый барабан снабжен механизмом осевого перемещения для изменения раствора между валками и механизмом поворота валков на угол подачи. Механизм осевого перемещения включает нажимной винт 6 с гайкой 7 и привод. В свою очередь, привод выполнен из червячного редуктора 8 и электродвигателя (они крепятся к торцу станины). Механизм поворота барабана состоит из шестерни 9 и механического привода, установленного отдельно от клети. Механизм установки верхней линейки, он состоит из двух

цилиндрических направляющих колонн 10, установленных через втулки в расточках крышки станины. Между собой колонны жестко соединены в верхней части траверсой 11, а нижней - линейкодержателем 12. Для перемещения линейкодержателя с колоннами и траверсой предусмотрены два нажимных винта с гайками. Вращение нажимных винтов осуществляется колесами червячных редукторов, имеющих с винтами шлицевое соединение. В свою очередь, приводом червячных редукторов служит электродвигатель.

Таблица 10. Параметры настройки прошивного стана

Диаметр заготовки, ммУгол подачи валков, град.Окружная скорость валков, м/cДо 15011,5-135,3-5,6До 16011,5-135,1-5,317011,54,9-5,018011,04,919010,54,3-4,62609,53,2-3,6

Рисунок 12. Рабочая клеть прошивного стана.

Таблица 11. Техническая характеристика прошивного стана.

3.6 Оборудование выходной стороны

На выходной стороне стана проходит большое число сложных операций: центрирование быстровращающегося (более 1000 об/мин) упорного стержня, центрирование гильзы, имеющей во время прокатки вращательное и поступательное движение, восприятие осевых усилий прокатки, выдача прокатанных гильз из стана и т.д. Для выполнения этих операций устанавливается комплекс оборудования.

Принцип действия выходной стороны с осевой выдачей гильз заключается в следующем: после окончания процесса прокатки первая пара роликов выдающего устройства у рабочей клети сводится на гильзу и перемещает ее на небольшой скорости (до 1,7 м/с) за первый центрователь. Освобожденный таким образом стержень с оправкой зажимается роликами первого центрователя. После этого открывается замок упорно-регулировочного механизма и упорная головка быстро отводится вверх, обеспечивая свободное перемещение гильзы, которая выдающим устройством на большой скорости транспортируется по ходу прокатки за выходную сторону. Как только закончится выдача гильзы из стана, возвращается и запирается упорная головка, закрываются все центрователи и в стан подается очередная заготовка.

Важное значение имеет центрирование упорного стержня. При неправильном центрировании стержня оправка непрерывно перемещается

во время прокатки, в результате чего гильза получается с повышенной разностенностью. Кроме того, вибрация стержня усиливает вибрацию стана,

что увеличивает разностенность гильзы, а также скольжение металла и, следовательно снижает производительность стана.

Двухрычажный центрователь содержит основание (корпус), шарнирно

смонтированный на основании нижний с двумя роликами и верхний с роликом, тягу шарнирно соединяющую нижний и верхний рычат для

обеспечения кинематической связи всех трех центрирующих роликов, опору с рамой для шарнирного закрепления пневмоцилиндра.

Выбрасывание гильзы осуществляется с помощью фрикционных роликов, установленных с двух сторон центрователей; при этом каждый ролик приводится в движение отдельным электродвигателем, установленным на раме. Для синхронного качания роликов применена рычажная шарнирная система с тягой. Привод качания роликов пневматический и устанавливается на центрователе (выше оси прокатки).

Устройство для выдачи гильз состоит из фрикционных роликов, механизма качания роликов и привода. Механизм качания роликов имеет рычаги, оси качания, рычажную шарнирную систему, в состав которой входят два рычага, жестко соединенные с осями, и тяга. Система рычагов и тяги выбираются и устанавливаются так, что ось гильз при их выбрасывании роликами практически не смещается от оси прокатки независимо от размера гильз (смещение не превышает 1 мм даже при прокатке гильз предельных размеров). Оси качания роликов находятся в неразъемных корпусах, которые прикреплены к специальным боковым площадкам центрователя. Пневмоцилиндр качания роликов установлен на центрователе. Шток пневмоцилиндра шарнирно соединен с рычагом, жестко связанным с одной из осей качания роликов.

Конструкция упорно-регулировочного механизма имеет следующие особенности:

каретка с упорной головкой опирается непосредственно на станину на

уровне оси прокатки; это позволяет сделать конструкцию механизма жесткой и надежной в работе;

упорная головка снабжена подшипниковым узлом, состоящим из мощного встроенного радиально-упорного подшипника;

механизм имеет небольшое количество подвижных соединений, выполненных на подшипниках качения, что обеспечивает высокую точность

установки механизма и центрирования головки по оси прокатки;

просто и надежно обеспечена защита подшипникового узла от воды.

Осевые усилия прокатки воспринимают нажимные винты с упорными

гайками. Осевое регулирование каретки с упорной головкой также осуществляется через нажимные винты специальным механизмом, который перемещает каретку в направляющих станины.

Механизм перемещения каретки с упорной головкой установлен на

хвостовой части станины.

Каретка в упорно-регулировочном механизме предназначена для

перемещения вдоль оси прокатки упорной головки с механизмом отпирания

и запирания. Она выполнена литой, имеет жесткую, коробчатого типа,

конструкцию. К станине каретка прижимается через направляющие

специальными планками.

3.7 Рабочая клеть трехвалкового раскатного стана

Рисунок 13. Рабочая клеть трехвалкового стана винтовой прокатки

Клеть состоит из корпуса 1, крышки 2, барабанов 3, кассет с валками 4,

нажимных винтов 5, нажимной гайки и приводов барабана от гидроцилиндров.

Данная клеть оснащена тремя устройствами для разворота барабанов с рабочими валками (рис. 23). Каждое устройство разворота барабана имеет установленные на станине клети силовые цилиндры, воздействующие на ограничители 3 и 4 и регулируемые упоры 7 и 8 для ограничения хода соответствующих силовых цилиндров 1 и 2. Ограничительный упор включает нажимной винт 9 с упорной гайкой 10, вмонтированной в корпусе упора. Привод нажимного винта - электромеханический, включающий червячный редуктор, соединенный с электродвигателем зубчатой муфтой. Полости силовых цилиндров соединены с гидросистемой (насосной станцией с гидроаккумулятором, тремя распределителями, трубопроводами высокого давления, связывающими полости цилиндров системой питания.

Рабочий валок трехвалкового раскатного стана состоит из бочки, насаженной на опорный вал 2, цапфы которого установлены в подшипниках, размещенных попарно в подушках 3 и 4. Между торцами подушек и внешними обоймами опорных подшипников предусмотрены зазоры для свободного перемещения бочки валка с опорными подшипниками относительно подушек, которые крепятся в барабане. В одной из подушек за радиальными подшипниками установлена резьбовая втулка 5 с внутренним буртом, с обеих сторон которой размещены упорные подшипники, зафиксированные на цапфе гайкой. Втулка фиксируется относительно подушки контргайкой. Обе подушки по глухой посадке без возможности перемещения и поворота устанавливаются в расточках барабана. Настройка гребня осуществляется резьбовой втулкой - перемещением ее относительно подушки.

Рисунок 14. Рабочий валок трехвалкового раскатного стана.

При подготовке клети к работе упоры устройства для разворота барабанов необходимо настроить следующим образом: одна - на малый угол подачи рабочих валков, при котором осуществляется начало и окончание процесса прокатки труб; второй - на больший, для прокатки основной части трубы. После настройки упоров подают жидкость в гидроцилиндр, который разворачивает барабан с валком на малый угол подачи. Далее с помощью механизмов перемещения рабочих валков настраивают калибр валков на необходимый диаметр труб. При этом гребни рабочих валков должны находиться в одной плоскости.

Как только рабочие валки захватят гильзу и прокатают ее передний конец, барабаны с рабочими валками разворачиваются набольший угол подачи, при котором прокатывается основная часть трубы.

Окончание прокатки проводится на малом угле подачи, для чего барабан с валками поворачивают в исходное положение. Изменение угла подачи в процессе прокатки одной трубы может осуществляться в ручном и автоматическом режимах.

3.8 Редукционно-калибровочный стан

Калибровка труб производится для окончательного формирования

наружного диаметра труб после проката.

Многоклетьевой непрерывный трубопрокатный стан продольной прокатки труб без оправки, предназначен для уменьшения диаметра труб без изменения или с изменением толщины стенки и повышения точности размеров по диаметру.

Таблица 12. Техническая характеристика редукционно-калибровочного стана

Диаметр валков450 ммМежклетьевое расстояние600 ммПривод валковИндивидуальныйЭлектродвигатели мощностью12 х 250 кВтЧастота вращения электродвигателей0-500-1000 мин-1Передаточное число редуктора7,06Число работающих клетей, макс.12 штУсилие прокатки, наибольшее60 т/cМакс. рабочий крутящий момент при прокатки на клеть230 МН*м

2.4 Оборудование для производства труб после реконструкции

4.1 Раскатка гильз на непрерывном стане PQF

После удаления окалины готовая к прокатке гильза подаётся манипулятором на входной участок раскатного непрерывного стана. Процесс раскатки черновой трубы на непрерывном стане PQF основан на принципе непрерывной прокатки в пяти 3-х валковых клетях, расположенных под углом 60˚ относительно друг друга, и цилиндрической плавающей оправке. Рейка толкает оправку через полую заготовку, которая удерживается валком и центровочной вилкой до начала прокатки в первой клети непрерывного стана.

В начале, гильза подается в черновую клеть, где происходит ее посадка на оправку, что необходимо для выравнивания наружного диаметра и уменьшения зазора между ее внутренней поверхностью и оправкой. Обжатие в первой клети несколько меньше, чем во второй. При прохождении гильзы с оправкой через каждую последующую клеть непрерывного стана происходит уменьшение наружного диаметра и толщины стенки гильзы вследствие комбинированного действия прокатных валков и оправки. Во 2-ой - обеспечивается максимальное обжатие, а в 4 - 5 клети выполняется калибровка черновой трубы.

Рисунок 15. Схема процесса раскатки.

Установка валков осуществляется гидравлическими устройствами, что позволяет осуществлять полный контроль над процессом и регулирование толщины стенки во время прокатки с целью достижения высшего качества продукции.

Рисунок 16. Поперечный разрез клети раскатного стана PQF.

Ввод гильзы в непрерывный стан PQF осуществляется верхним тянущим роликом. В процессе раскатки оправка работает на постоянной скорости. После этого стержень оправки возвращается на входную сторону стана и подается оттуда в систему циркуляции.

1. Подготовка заготовки, визуальный контроль2. Ломка заготовки3. Нагрев заготовки4. Центровка заготовки5. Прошивка заготовки6. Раскатка гильз на PQF стане7.Извлечение оправки8. Обрезка концов9. Подогрев труб в печи10.Редуцирование труб11.Охлаждение труб12. Термообработка13. Правка труб14. Обрезка концов15. Контроль качества16. Резка труб на мерные длины17. СкладированиеРисунок 17. Технологическая схема производства труб в ТПЦ-1 после реконструкции.

2.5 Особенности конструкции непрерывного стана PQF

Агрегат PQF представляет собой непрерывный стан, состоящий из пяти трехвалковых клетей.

Стан PQF включает следующие четыре основных элемента:

прокатные клети

контейнер прокатных блоков

приводы валков

систему перевалки валков

5.1 Прокатная клеть

Прокатная клеть состоит из трех приводных валков, установленных в кассете.

Рисунок 18. Общий вид прокатной клети непрерывного стана PQF.

Каждый валок опирается на подушки, закрепленные на рычажном держателе. Рычаг поворачивается на штифте, закрепленном в кассете. Для перевалки смонтированная система поворачивается вне кассеты, где подушки отсоединяются от рычагов. Поэтому рычаги остаются всегда установленными на штифте в кассете.

Рисунок 19. Схема развернутых рычагов.

Штифтовая система позволяет регулировать зазор между валками и определяет ось очага деформации раскатного стана. Поэтому штифт имеет ту же функцию, что и система зажима подушек в традиционной двухвалковой клети. Поворот валкового блока на штифте позволяет регулировать зазор между валками на различную толщину труб. Вариант с поворотом валкового блока на штифтах позволяет использовать только один гидроузел для каждого валка.

Установка оси валков после переточки достигается заменой шайб между подушками валков и рычагом для обеспечения правильной радиальной позиции.

Единственной функцией кассеты является восприятие осевых нагрузок, в то время как разделяющие усилия поддерживаются гидрокапсулами, размещенными вне кассет в расточках клети.

Во время прокатки подушки прижимаются к стенке кассет. Стенка реагирует на эти нагрузки и передает их контейнеру через внешние кольца контейнера. На выходной стороне каждой кассеты подушки проскальзывают к задней части стенки смежной кассеты.

Рисунок 21. Схема туннельного контейнера.

5.2 Контейнер прокатной клети

Контейнер имеет двойную функцию поддержки и размещения прокатных клетей и опор оправок и восприятия усилий прокатки.

Рисунок 22. Схема туннельного контейнера прокатной клети.

Прокатная клеть и опорные узлы оправок вводятся в контейнер в виде пакета. Валковые узлы соединяются друг с другом и с замыкающей плитой скобами. Пакет толкается к входной стороне контейнера, посредством замыкающей плиты.

Структура контейнера состоит из нескольких плоских колец, соединенных друг с другом сварными балками, на которых установлены гидравлические узлы с соответствующими сервоклапанами для регулировки валков. Контейнер закреплен на фундаменте посредством башмаков.

Прокатные узлы зажаты на опорах внутри контейнера во время прокатки, в то время как они перемещаются по направляющим во время перевалки.

Кроме того, в контейнере установлены следующие узлы:

узлы блокировки прокатных клетей;

узлы гидравлического уравновешивания подушек валков;

узлы разъединения винтов и соответствующих опор.

После ввода прокатных узлов в контейнер и их блокировки три валка соединяются с приводами через шпиндели. Каждый валок проверяется в позиции посредством гидроузлов через устройство противовеса.

5.3 Приводы валков

Каждый валок прокатных клетей имеет привод от двигателя трехфазного тока. В состав привода входят: двигатель, редуктор и шпиндель. Три двигателя трехфазного тока одной прокатной клети имеют регулируемую скорость.

Рисунок 23.

Прошивной стан ЭЗТМ предназначен для прокатки заготовок, прошедших нагрев в кольцевых печах №1 и №2, в гильзы-заготовки для прокатки труб в пилигримовом стане. Деформация металла на прошивном стане осуществляется в очаге деформации, образованном косорасположенными грибовидными валками, направляющими линейками и оправкой. Прокатка гильз-заготовок осуществляется на соответствующем и надлежащего качества инструменте (валки, направляющие линейки, оправки, входная выводная проводки): рабочая поверхность инструмента прошивного стана не должна иметь трещин, раковин и выбоин. Замена линеек, барабанов с валками производится каждые 2 недели. Замена оправки производится раз в сутки или через каждую 1000 тонну прошиваемого металла.

Настройка стана для прокатки требуемого размера гильз производится по окончании ППР или ППВ, замены изношенного инструмента, а также при переходе на прокатку другого типоразмера гильз в соответствии с требованиями рабочей инструкции. При настройке стана вальцовщик устанавливает угол подачи в зависимости от размеров прокатываемых труб и марки стали:

§ для труб диаметром 219?245 мм - угол подачи 9?10 о;

§ для труб диаметром 273 мм - угол подачи 8?9 о;

§ для труб диаметром 325 мм - угол подачи 6?7,5 о.

Допускается отклонение расстояния между валками в их пережиме от указанных в РИ значений в диапазоне 1%. Величина выдвижения оправки относительно пережима (L) валков стана определяется с помощью специальной штанги, рассчитывается по формуле:

L= L в конуса L замер,

где L в конуса длина горизонтальной проекции входного конуса валка, мм;

L замер расстояние от переднего торца валка до носика оправки, определяемое с помощью специальной штанги, мм. Величина L в конуса зависит от установленного угла подачи и составляет:

§ для угла подачи 5 0 - 568 мм;

§ для угла подачи 6 0 - 567 мм;

§ для угла подачи 7 0 - 566 мм;

§ для угла подачи 8 0 - 564 мм;

§ для угла подачи 9 0 - 563 мм;

§ для угла подачи 10 0 - 561 мм.

Допускается уменьшение выдвижения оправки за пережим валков до 20 мм против указанного значения в РИ и увеличение её выдвижения до положения, не приводящего к потере устойчивых первичного и вторичного захватов НЛЗ валками. Для улучшения захвата заготовки прошивным станом допускается увеличение или уменьшение угла раскатки на 1 о (до 13 о или 11 о). Настройка прошивного стана должна обеспечивать прошивку гильз без превышения максимально допустимой токовой нагрузки на главные приводы прошивного стана (6,5 КА). Для проверки правильности настройки стана вальцовщик производит замер диаметра первой гильзы при переходе на другой её типоразмер.

Заготовки после нагрева в кольцевых печах №1 и №2 и гидросбива с них окалины поступают в прошивной стан. Периодичность выдачи заготовки на прошивной стан должна быть не чаще чем через 90 секунд. Нагретые заготовки с видимыми поперечными трещинами и поясами к прокатке не допускаются во избежание аварии. Прокатка гильз проводится при непрерывном наружном охлаждении валков и внутреннем охлаждении оправки водой. Температура наружной поверхности гильзы на выходной стороне стана должна быть в диапазоне 1150?1270 о С, внутренней не более 1300 о С (являются факультативными). Основные виды несоответствий технологического процесса прошивки НЛЗ и возможные меры по их устранению приведены в таблице 6.

Таблица 6. Виды брака при производстве гильзы

Наименование несоответствия	Причина несоответствий	Способ устранения несоответствий
Разностенность и кривизна гильз	Установка инструмента и оснастки (центрователи, валки, линейки, проводки) не по оси прокатки.	Настройка инструмента и оснастки прошивного стана по оси прокатки.
Неравномерный нагрев заготовок.	Настройка температурного режима нагревательных печей.
Ремонт (выравнивание) подины во время ППР.
Отсутствие или затрудненный первичный захват заготовки валками.	Большой износ входного конуса валка.	Замена валков во время ППР (ППВ) .


Изменить угол раскатки.
Отсутствие или затрудненный вторичный захват заготовки (внутренняя плена на переднем конце гильзы)	Недостаточная тянущая способность валков из-за большого износа входного конуса валков или неправильной их установки.	Замена валков во время ППР (ППВ).
Восстановить «шипы» на входном конусе валка.
Изменить расстояние между валками.
Изменить угол подачи.
Уменьшить выдвижение оправки за пережим валков.
Закат оправки в гильзе	Недостаточный коэффициент овализации гильзы валками	Увеличить расстояние между линейками.
Разрушение оправки	Замена оправки
Отключение главного привода прошивного стана	Извлечение недоката

Настройка стана считается правильной, если первичный и вторичный захваты заготовки валками происходят плавно (без пробуксовки), размеры гильз соответствуют таблице прокатки, нагрузка на двигатели стана не превышает предельно-допустимую (6,5 КА). После прокатки 1-2 гильз вальцовщик при необходимости производит корректировку настройки стана:

§ в случае превышения нагрузки на главный привод стана производится постепенное (через 0,5 о) уменьшение угла подачи или увеличение расстояния между валками (через 2?5 мм) до получения допустимых значений нагрузки стана;

§ в случае нагрузки на главный привод стана менее 5,5 кА производится постепенное (через 0,5 о) увеличение угла подачи до получения допустимых значений нагрузки стана.

По мере износа валков прошивного стана допускается:

§ изменение расстояния между валками и линейками на 10 мм;

§ изменение положения оправки.

Оправка прошивного стана считается пригодной к работе, если её поверхность не имеет впадин, наростов и на ней отсутствует грубая сетка разгара. Величина впадин, наростов и трещин не должна превышать 3 мм. Валки, верхняя и нижняя линейки не должны иметь трещин и грубой сетки разгара.

Сортамент продукции, выпускаемой трубопрокатным цехом. Анализ технологии горячего проката труб на трубопрокатном агрегате. Оборудование, инструмент и смазка, используемые при горячем прокате труб. Виды несоответствий продукции, меры по их устранению.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«КАМЕНСК-УРАЛЬСКИЙ ТЕХНИКУМ МЕТАЛЛУРГИИ И МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Специальность 22.02.05.

Обработка металлов давлением

Группа ОМД - 313

Отчет по производственной практике

ПАО «СинТЗ» цех Т-3

Студент С.М. Кирпищиков

Руководитель практики:

Л.В. Петрова

ВВЕДЕНИЕ

К строительству нового трубопрокатного агрегата на Синарском Трубном Заводе приступили весной 1979 г. Первоначально трубопрокатный цех № 3 задумывался как план реконструкции старого ТПА-60, эвакуированного в 1942 году из Днепропетровска. В реальности же получился высокопроизводительный стан на плавающей оправке, катающий свыше 300 штук труб в час. Проектная мощность ТПА-80 315тыс.тонн стальных труб в год.

Основные звенья единой технологической цепочки являются участок горячего проката труб и участок пил пакетной, резки и отделки и сдаче труб. В технологическом процессе задействованы Бюро по учету основного производства, участок подготовки заготовки, участок готовой продукции, участок по подготовке прокатного инструмента, участок по ремонту сменного оборудования и технологического инструмента, а так же крановое и складское хозяйство. В состав основного оборудования входят: печь с шагающим подом, обжимной стан, прошивной стан, восьмиклетьевой непрерывный стан, 24-клетьевой редукционный стан, охладительный стол, пилы пакетной резки труб, линии отделки труб, участок по производству длинномерных оправок.

Уникальной особенностью цеха является расположение основного технологического оборудование на высоте шести метров от уровня пола на отметке «+6,0». Масло подвал и машинное помещение разметили на отметке «+0,0» для удобства и доступности его обслуживания и ремонта.

В цехе Т-3 используют катаную заготовку диаметром 120 мм и непрерывнолитую диаметром 145-156мм. Использование непрерывнолитой заготовки стало возможным в 2007 году после установки трехвалкового обжимного стана. Это позволило получать заготовку с предприятий ТМК - Северского, Волжского трубных, Таганрогского металлургического заводов.

1. СОРТАМЕНТ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ НА УЧАСТКЕ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ТРУБ

Сортамент цеха - горячекатаные трубы низкоуглеродистых и углеродистых марок сталей. ТПА-80 выпускают трубы, которые в дальнейшем поступают на переработку в цеха Т-2, Т-4 и В-2, а так же готовую трубу. Возможности цеха Т-3 позволяют выпускать около 970 типоразмеров из более чем 40 марок сталей. Каждый год цех осваивает более 15 новых видов труб. Диаметр труб от 28 мм до 89 мм. Толщина стенки от 3,2 до 13 мм.

В основном ТПА-80 специализируется на выпуске труб общего назначения, бурильных, насосно-компрессорных, а так же труб, предназначенных для последующего холодного передела.

За 30 лет цехом выпущено 7 965 691 тонна труб различного сортамента. трубопрокатный цех горячий прокат труба

2. ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ТРУБ НА ТРУБОПРОКАТНОМ АГРЕГАТЕ (ТПА)

Рисунок 1 Схема производства ТПА-80

На рисунке 1 схематично показан процесс производства горечекатаных труб на ТПА-80.

Поступающая в цех заготовка в виде штанг складируется на внутреннем складе. Перед запуском в производство она на специальном стеллаже подвергается выборочному осмотру, если это необходимо - ремонту. На участке подготовки заготовки установлены весы для контроля веса, запущенного металла в производство. Заготовки со склада электромостовым краном подаются на загрузочную решетку перед печью и загружаются в нагревательную печь c шагающим подом в соответствии с графиком и темпом проката.

Нагретые до 1200 о С заготовки выдаются на внутренний рольганг выгрузки, и выдаются им на линию горячей резки.

Мерная заготовка рольгангом за ножницами передается на решетку перед прошивным станом, по которой скатывается к задержнику и при готовности выходной стороны передается в желоб, который закрывается крышкой. С помощью вталкивателя, при поднятом упоре заготовка задается в зону деформации. В зоне деформации осуществляется прошивка заготовки на оправке, удерживаемой стержнем.

После прошивки гильза по рольгангу транспортируется до передвижного упора. Далее гильза перемещается цепным транспортером на входную сторону непрерывного стана.

С наклонной решетки гильза сбрасывается в приемный желоб непрерывного стана с прижимами. В это время в гильзу при помощи одной пары фрикционных роликов вводится длинная оправка.

Прокатанные трубы с оправками попеременно передаются на ось одного из оправкоизвлекателей.

После извлечения оправки черновая труба поступает на пилы для обрезки заднего разлохмаченного конца.

После индукционного нагрева трубы задаются в редукционный стан, имеющий двадцать четыре трехвалковые клети. В редукционном стане количество работающих клетей определяется в зависимости размеров прокатываемых труб (от 5 до 24 клетей), причем исключаются клети, начиная с 22 в сторону уменьшения номеров клетей. Чистовые клети 23 и 24 участвуют во всех программах прокатки.

После редуцирования трубы поступают на реечный охладительный стол с шагающими балками, где они охлаждаются.

За охладительным столом трубы собираются в однослойные пакеты для обрези концов и порезки на мерные длины на пилах холодной резки.

При необходимости трубы правят на правильной косовалковой машине.

Готовые трубы поступают на стол осмотра ОТК, после осмотра трубы увязывают в пакеты и отправляют потребителю.

3. ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА УЧАСТКЕ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ТРУБ

3.1 Печь с шагающим подом

Печь предназначена для нагрева перед прошивкой заготовок Ш 120 мм из углеродистых (10, 20, 35, 45), низколегированных и нержавеющих марок стали до t = 1120 - 1270 0C.

Печь представляет из себя жесткую сварную металлоконструкцию, зафутерованную изнутри огнеупорами и термоизоляционными материалами.

Под печи выполнен в виде подвижных и неподвижных балок, с помощью которых заготовки транспортируются через печь. На торцах загрузки и выгрузки печи установлены механизированные заслоны. Отопление печи производится природным газом с помощью горелок, установленных на своде. Воздух для горения подается двумя вентиляторами.

Дымовые газы удаляются по системе металлических футерованных дымопроводов и боровов, с помощью двух вентиляторов.

На дымопроводе борова установлен петлевой трубчатый рекуператор для подогрева воздуха, подаваемого на горелки.

Печь оборудована установками промышленного телевидения, обеспечивающих возможность дистанционного визуального контроля за загрузкой и выгрузкой заготовок.

В таблице 1 представлена техническая характеристика печи с шагающим подом.

Подлежащие нагреву заготовки подаются на стол загрузки, откуда по рольгангу загрузки транспортируются к загрузочному окну печи, где с помощью упоров фиксируются относительно балок подвижного пода. Консолями шагающих балок заготовки снимаются с рольганга выгрузки, транспортируются через печь и укладываются на неподвижные направляющие, по которым скатываются на внутрипечной рольганг выгрузки, которым выдаются из печи на рольганг линии горячей резки.

Таблица 1 - Техническая характеристика печи с шагающим подом

Характеристика	Единицы измерения	Значения
Размер и площадь пода		10,556*28,37=305
Размеры обрабатываемых заготовок:
Вес нагреваемых заготовок
Температура нагрева металла
Производительность печи
Напряжение площади габаритного пода
Тепловое напряжение пода
Теплота сгорания топлива
Нормальный расход топлива по зонам:
Максимальный расход воздуха при а=1,05
Максимальное количество продуктов горения при а=1,05
Вес пода с садкой
Темп выдачи заготовок
Вертикальный ход балок
Горизонтальный ход балок
Температура наружной поверхности стен
Тепловыделение

Заготовка в печь загружается поштучно в каждый, через один или несколько шагов направляющих плит подвижных балок в зависимости от темпа проката и кратности реза прокатываемых труб, посад металла в печь прекращается за 5 - 6 шагов до остановки стана, при остановке на перевалку металл отшагивается на 5 - 6 шагов назад. Перемещение заготовок через печь осуществляется тремя подвижными балками.

Для уменьшения подстуживания заготовок при простоях предусмотрен термостат на рольганге транспортировки нагретых заготовок к ножницам, а также возможность возврата (включением на реверс) не разрезанной заготовки в печь и нахождение ее в течении простоя.

Схема печи с шагающим подом представлена на рисунке 2

Рисунок 2 Схема печи с шагающим подом

1 - окно загрузки; 2 - подвижная балка; 3 - неподвижная балка; 4 - механизм вертикального перемещения балок; 5 - механизм горизонтального перемещения балок; 6 - ролик рольганга выдачи заготовок из печи.

Распределение температуры в печи по зонам приведено в таблице 2.

Таблица 2 - Распределение температуры в печи по зонам

Наименование контролируемого параметра	Единицы измерения	Величина контролируемого параметра	Допускаемые отклонения	Объем контроля или периодичность контроля
Температура печи по зонам:		от 1000 до 1150 от 1150 до 1230 от 1200 до 1260 от 1230 до 1280 от 1230 до 1280		Постоянно
Избыточное давление продуктов сгорания в печи		от 10 до 29,43		Постоянно

Во время работы возможна горячая остановка печи. Горячей остановкой печи считается остановка без отключения подачи природного газа. При горячих остановках подвижные балки печи устанавливаются на уровне неподвижных. Окна загрузки и выгрузки закрываются.

Нагревальщик металла каждый ремонтный день и при длительной остановке более двух часов, а также по мере необходимости производит чистку подины IV и V зон от окалины сжатым воздухом под давлением 29,4 кПа.

3.2 Линия горячей резки заготовок

После нагрева заготовка попадает на линию горячей резки заготовки. В состав оборудования линии горячей резки входят ножницы для резки заготовки, передвижной упор, транспортный рольганг, защитный экран для предохранения оборудования от теплового излучения из окна выгрузки ПШП. В таблице 3 представлена техническая характеристика линии горячей резки.

Таблица 3 - Техническая характеристика линии горячей резки.

Характеристика	Единицы измерения	Значения

Вес штанги
Длина заготовок
Температура штанг
Скорость транспортировки
Производительность
Упор передвижной, ход
Диаметр бочки Длина бочки Катающий диаметр
Шаг роликов
Расход воды на ролик водоохлаждаемый
Расход воды на ролик водоохлаждаемый с водоохлаждаемыми буксами
Расход воды на экран

Ножницы рассчитаны на безотходный раскрой металла, однако если в результате каких - либо аварийных причин образуется остаточная обрезь, то для ее сбора установлен желоб и короб в приямке около ножниц. После нагрева штанги и выдачи ее, она проходит через термостат, доходит до передвижного упора и разрезается на заготовки необходимой длины. После производства реза передвижной упор поднимается и с помощью пневмоцилиндра, заготовка транспортируется по рольгангу. После ее прохода за упор он опускается в рабочее положение и цикл реза продолжается. Для удаления окалины из под роликов рольганга, ножниц горячей резки предусмотрена система гидросмыва окалины. Заготовка после ухода с рольганга линии горячей резки попадает на приемный рольганг прошивного стана.

3.3 Участок обжимного стана

Рабочая клеть обжимного стана конструкции ЭЗТМ (рис. 3) состоит из станины 1, крышки 2, трёх валков 3 (расположенных под углом 120? друг к другу), подшипниковые опоры, которых установлены в опорных барабанах 4; барабаны размещены в цилиндрических расточках 5 станины и крышки и могут перемещаться при помощи нажимных механизмов 6, имеющих привод от электродвигателей через червячные редукторы; нажимные винты 14 вращаются в неподвижных нажимных гайках 8 и своими шлицевыми концами 7 соединены со втулками червячных колёс.

1 - станина; 2 - крышка; 3 - валок; 4 - барабан; 5 - расточка под барабан; 6 - нажимное устройство; 7 - шлицевой конец нажимного винта;8 - шлицевой конец нажимного винта; 9 - синхронизирующий вал нажимного устройства; 10 - регулировочная гайка; 11 - гидроцилиндр; 12 - шток гидроцилиндра; 13 - центральное осевое отверстие нажимного винта; 14 - нажимной винт; 15 - пята нажимного винта; 16 - тяга

Рисунок 3 Клеть обжимного стана

В центральном отверстии 13 каждого нажимного винта имеется подпружиненная уравновешивающая тяга 19 для прижима поворотного барабана через пяту 15 к нажимному винту. Для обеспечения постоянного совпадения центра клети с осью прокатки трубы механизмы установки 6 двух нижних валков синхронизированы между собой валом 9, который имеет привод от электродвигателя. Замена барабанов с валками осуществляется при снятии крышки 2. Под пятой нажимного винта находится гидроцилиндр 11, опирающийся на торец барабана 4; на нижней части штока 12 цилиндра установлена регулировочная гайка 10. Поворот каждого барабана осуществляется при помощи стопорных устройств, соединённых с двухплунжерными гидроцилиндрами.

При регулировании калибра валков между торцом гайки 10 и опорной поверхностью корпуса гидроцилиндра 11 предусматривается определенный зазор. При постоянном угле подачи и при постоянном (в процессе обжатия заготовки) калибре валков рабочая жидкость не подаётся в полость гидроцилиндра 11, поэтому этот корпус притягивается без зазора подпружиненной тягой 16 к торцу штока 12.

Входная сторона обжимного стана состоит из литой рамы с чугунным жёлобом и закрытой проводкой. На раме смонтирован механизм закрывания жёлоба, имеющий пневмопривод. Этот механизм сделан таким образом, что в закрытом состоянии он играет роль задержника последующей заготовки при передаче её к столу обжимного стана. Выходная сторона имеет вид длинной проводки с тремя парами выдающих фрикционных роликов. После окончания обжатия заготовки эти ролики под действием пневмоцилиндров сближаются до соприкосновения с заготовкой и транспортируют её на отводящий рольганг.

3.4 Участок прошивного стана

На ТПА-80 установлен двухвалковый прошивной стан с направляющими линейками. Стан оборудован выходной стороной с осевой выдачей гильзы, позволяющей вести прошивку на водоохлаждаемой оправке без вывода стержня и оправки из валков.

3.4.1 Входная сторона прошивного стана

Назначение входной стороны заключается в приеме заготовки с линии горячей резки, совмещения ее оси с осью стана задачи этой заготовки в рабочую клеть стана и ограничении биения заготовки в процессе прошивки.

Водоохлаждаемый рольганг перед прошивным станом предназначен для приема заготовки с линии горячей резки и транспортирования ее к зацентровщику. Рольганг состоит из 14 водоохлаждаемых роликов с индивидуальным приводом.

Зацентровщик предназначен для выбивки центрового углубления диаметром D = 20 - 30 мм глубиной 15 - 20 мм на торце нагретой заготовки и представляет собой пневмоцилиндр, в котором скользит ударник с наконечником. В настоящее время зацентровщик не функционирует.

Решетка перед прошивным станом предназначена для приема нагретой заготовки с водоохлаждаемого рольганга (после зацентровки) и передачи ее в желоб переднего стола прошивного стана. Решетка состоит из рельсов, опирающихся на стойки, одновременно являющихся опорой для валов выбрасывателя рычажного типа, снабженных электроприводом. На решетке также установлен задержник с пневматическим приводом, предназначенный для остановки и выравнивания оси заготовки параллельно оси прокатки. Перед задержником имеется настил для доступа вальцовщика к остановленной по какой-либо причине заготовке или заготовке аварийно выброшенной на решетку из приемного желоба.

Передний стол предназначен для приема нагретой заготовки, скатывающейся по решетке, совмещения оси заготовки с осью прошивки и удерживания ее во время прошивки. Передний стол состоит из литой рамы с чугунными желобами, которая установлена на двух стойках. При прошивке заготовок разного диаметра положение рамы регулируется прокладками. На раме смонтирован механизм закрывания желобов, имеющий также пневмопривод.

В раме установлены сменные центрующие желоба проводки. При поднятом механизме закрывания желоба заготовка свободно скатывается с решетки в желоб переднего стола. Внутренняя поверхность рычагов механизма закрывания выполняют функцию крыши - проводок, которые при опущенных рычагах образуют с проводками замкнутый контур, хорошо обеспечивающий центрирование заготовок. Нижнее положение рычагов устанавливается в зависимости от диаметра заготовок.

Вталкиватель предназначен для перемещения заготовки по желобу переднего стола стана к рабочим валкам и задачи ее в валки и представляет из себя пневматический цилиндр двустороннего действия, который монтируется перед желобом переднего стола. Ход толкателя составляет 4100 мм. На штоке вталкивателя закрепляется наконечник, который скользит по направляющим и соприкасается с горячей заготовкой. Наконечник является сменной частью и может иметь разную длину и диаметр, в зависимости от длины и диаметра заготовки. Вталкиватель управляется с помощью двух вентилей.

3.4.2 Прошивной стан

Рабочая клеть стана предназначена для прошивки заготовки в гильзу и состоит из следующих узлов и механизмов: двух барабанов с установленными в них валками с подушками; двух механизмов установки валков (нажимное и уравновешивающее устройство); двух механизмов поворота барабанов; механизмов установки линеек; механизма исчезающих линеек; механизма исчезающего упора; механизма подъема крыши клети; механизма перехвата стержня; узла станины. Барабаны предназначены для изменения углов подачи, а также для установки валков. Корпус устанавливается в расточку станины, на хвостовой его части имеется кольцевая выточка, в которой крепится зубчатый венец, входящий в зацепление с вал - шестерней механизма поворота барабана и одновременно являющийся фиксатором.

Рабочая клеть прошивного стана показана на рисунке 4.

1 - барабан; 2 - валок; 3 - крышка; 4 - станина; 5 - гидроцилиндр; 6 - нажимной винт; 7 - гайка; 8 - червячный редуктор; 9 - шестерня; 10 - направляющая колонна; 11 - траверса; 12 - линейкодержатель.

Рисунок 4 Рабочая клеть прошивного стана

Механизмы поворота барабанов служат для установки угла подачи. В расточках барабанов устанавливаются валки. Барабаны могут поворачиваться на угол от 0 до 150 с помощью электропривода через редукторы. Для ограничения крайних положений при повороте на максимальный угол предусмотрены конечные выключатели. Ограждение поворота барабана при подходе к рабочему положению не предусматривается. Управление механизмом поворота барабана - ручное. Стопорение барабана производится от гидроцилиндра управляемого ручным распределителем. Установленное положение барабанов фиксируется механизмом запирания крыши, состоящего из двух механизмов перемещения засова и двух механизмов эксцентрика. Приводы механизмов перемещения засовов и эксцентриков - пневматические.

Бочка рабочего валка насаживается по горячей посадке на вал, на который также с двух сторон устанавливаются подушки с вмонтированными в них четырехрядными подшипниками качения. Уплотнения подшипников со стороны бочки - лабиринтные бесконтактные, в процессе прокатки к ним периодически подается густая смазка от централизованной системы смазки. Перемещение валков осуществляется при помощи нажимного винта от электродвигателя через коническо-червячные редукторы. Для указания величины раствора рабочих валков служат сельсин - датчики и сельсин - приемники. С торцов станины установлены два механизма стопорения барабана. Оба механизма получают перемещение от пневмоцилиндров. Механизмы установки линеек, перехвата стержня и исчезающего упора состоят из нижнего стула с линейкодержателем и нижней линейкой, вводной проводки, которая устанавливается на выступ стула и крепится к нему с помощью крюка и тяги. Узел верхней линейки служит для удержания заготовки по центру прошивки в очаге деформации. Конструктивно узел верхней линейки представляет собой Т-образную траверсу, к нижней части которой крепится линейка. Траверза вместе с линейкой могут перемещаться в вертикальном направлении с помощью двух винтов с упорной резьбой от электродвигателя через червячные редукторы. Второй конец вала двигателя соединен через редуктор с сельсин - датчиком, один оборот которого соответствует 1 мм перемещения верхней линейки. Крепление верхней линейки, так же как и нижней осуществляется с помощью шарнирного механизма.

Механизм перехвата стержня с оправкой предназначен для сокращения вспомогательного времени прошивки и удержания стержня с оправкой в момент открывания упорно - регулировочного механизма и транспортирования гильзы через выходную сторону прошивного стана. Механизм исчезающего упора крепится на вводной проводке клети и предназначен путем удержания заготовки перед рабочими валками в вводной проводке сократить вспомогательное время задачи заготовки в валки прошивного стана. Механизм состоит из рычага, упорная часть которого входит в отверстие вводной проводки, преграждая путь заготовке. Вторым концом рычаг шарнирно соединен с пневмоцилиндром, установленным на крыше клети.

В расточках разъемной станины клети размещены барабаны, в нижней половине станины - площадки для установки стула линейкодержателя.

3.4.3 Выходная сторона прошивного стана

Прошивной стан работает с применением коротких оправок, укрепленных на конце стержня. Поэтому одной из основных операций, производящихся на выходной стороне, является снятие гильзы со стержня.

На выходной стороне установлены роликовые центрователи стержня, которые поддерживают и центрируют стержень, как перед прошивкой, так и в процессе прошивки, когда на него действуют высокие осевые усилия и возможен его продольный изгиб.

По ходу прокатки размещается четыре центрователя. Первый из них имеет возможность перемещаться на 560 мм, для удобства замены оправки, проводок и линеек прошивного стана. Остальные три центрователя установлены стационарно, на них смонтированы пять пар выдающих роликов для выдачи гильзы одна пара для отвода стержня. По мере подхода переднего торца гильзы ролики центрователя разводятся так, что между ними свободно проходит прошиваемая гильза. В таком положении центрователи превращаются в роликовые проводки. Закрываются и открываются роликовые центрователи при помощи систем рычагов от пневматических цилиндров.

Ролики центрователей холостые, они установлены на подшипниках качения и снабжены водяным охлаждением. Центрователи № 2 - 4 оборудованы фрикционными выдающими роликами, которые в момент прохождения гильзы находятся в развернутом положении. Выдающие ролики служат для снятия гильзы со стержня и передачи ее на рольганг за прошивным станом. Каждый ролик имеет привод вращения от электродвигателя, а каждая пара роликов имеет пневмопривод сведения. Режим работы двигателей роликов - длительный с кратковременной нагрузкой при сведении роликов для выдачи гильзы. Исходное положение роликов (ролики разведены) контролируется бесконтактным конечным выключателем. После выхода гильзы из клети сводятся первая пара выдающих роликов, и на пониженной скорости отводит гильзу от валков для возможности сведения рычагов перехвата на стержень и открытия замка и упорной головки, затем сводятся выдающие ролики к гильзе и выдают ее за пределы выходной стороны.

За центрователем № 4 установлен стационарный упорно - регулировочный механизм, служащий для восприятия осевых усилий, действующих на стержень с оправкой и для корректировки положения оправки в очаге деформации, с открывающейся головкой для пропуска гильзы за пределы выходной стороны. В рабочем положении упорная головка закрыта и фиксируется замком. Упорная головка откидывается на 700 и поворачивается в исходное положение пневмоцилиндром. Фиксация рабочего и откинутого положения упорной головки осуществляется двумя бесконтактными конечными выключателями. В упорную головку упирается стержень положение, которого в очаге деформации необходимо регулировать по мере износа оправки.

В таблице 4 представлена техническая характеристика прошивного стана.

Таблица 4 - Техническая характеристика прошивного стана.

Характеристика	Единицы измерения	Значения
Размеры прошиваемой заготовки:
Размер гильз: Толщина стенки Диаметр гильзы Длина гильзы
Давление металла на валок: Радиальное
Максимальный крутящий момент на валке
Диаметр рабочих валков
Ход траверсы механизма установки линеек
Наибольший ход нажимного винта
Скорость перемещения нажимного винта
Передаточное число шестеренной клети
Угол подачи
Число оборотов валков
Усилие на шпиндель упорной головки
Мощность главного привода

3.4.4 Общий принцип работы участка прошивного стана

Из печи с шагающим подом горячая заготовка передается на рольганг перед ножницами. Ножницы разрезают штанги заготовок на мерные длины, согласно установке передвижного упора. Мерная заготовка рольгангом за ножницами передается к зацентровщику. Зацентрованная заготовка выбрасывателем передается на решетку перед прошивным станом, по которой скатывается к задержнику и при готовности выходной стороны передается в желоб, который закрывается крышкой. Стержень упирается в стакан упорной головки упорно - регулировочного механизма, открытие которой не допускает замок. Продольный изгиб стержня от осевых усилий, возникающих при прокатке, предотвращается закрытыми центрователями, оси которых параллельны оси стержня.

В рабочем положении ролики сводятся вокруг стержня пневмоцилиндром через систему рычагов. По мере приближения переднего торца гильзы ролики центрователей последовательно разводятся. После окончания прошивки заготовки, пневмоцилиндром сводятся первые ролики трайб - аппарата, которые перемещают гильзу от валков для возможности захвата рычагами перехватчика стержня, затем откидывается замок и передняя головка, сводятся ролики выдающие и гильза на повышенной скорости выдается за упорную головку на рольганг за прошивным станом.

3.5 Участок непрерывного стана

Непрерывный стан является ступенью, определяющей производительность всего трубопрокатного агрегата.

В таблице 5 представлена техническая характеристика непрерывного стана.

Схема участка непрерывного стана представлена на рисунке 6.

1 - транспортёр перед непрерывным станом; 2 - входная сторона непрерывного стана; 3 - непрерывный 8 - клетевой трубопрокатный стан; 4 - привод клетей; 5 - выходная сторона непрерывного стана; 6 - транспортёр за непрерывным станом; 7 - входная сторона извлекателя оправок; 8 - сдвоенный извлекатель оправок; 9 - рольганг за извлекателем оправок; 10 - решётка передаточная перед ванной; 11 - ванна для охлаждения оправок; 12 - упор стационарный; 13 - решётка передаточная за ванной; 14 - рольганг за ванной; 15 - печь для подогрева оправок; 16 - установка для смазки оправок; 17 - рольганг перед непрерывным станом.

Рисунок 6 Схема участка непрерывного стана

После прошивки гильза по рольгангу транспортируется до передвижного упора. Далее гильза перемещается цепным транспортером на входную сторону непрерывного стана. После транспортера гильза по наклонной решетке скатывается к дозатору, задерживающему гильзу пред входной стороной непрерывного стана. Под направляющими наклонной решетки расположен карман для сбора бракованных гильз. С наклонной решетки гильза сбрасывается в приемный желоб непрерывного стана прижимами. В это время в гильзу при помощи одной пары фрикционных роликов вводится длинная оправка. По достижении передним концом оправки переднего торца гильзы прижим гильзы отпускается, на гильзу сводятся две пары тянущих роликов и гильза с оправкой задается в непрерывный стан. При этом скорость вращения тянущих роликов оправки и тянущих роликов гильзы рассчитана таким образом, чтобы в момент захвата гильзы первой клетью непрерывного сана выдвижение оправки из гильзы составляло 2,5-3,0м. В связи с этим линейная скорость тянущих роликов оправок должна быть в 2,25-2,5 раза выше линейной скорости тянущих роликов гильзы.

Настройку механизмов входной стороны непрерывного стана производят следующим образом: перед началом работы вальцовщик обязан проверить калибров тянущих роликов гильзы и оправки с помощью кронциркуля и металлической измерительной линейки. Расстояние тянущих роликов гильзы устанавливают на 3-5 мм меньше диаметра гильзы, а расстояние тянущих роликов оправки на 1 мм меньше диаметра оправки, на которой предстоит работать. При правиль¬ной настройке тянущих роликов исключается смятие гильзы и оправки; регулируются прижимы гильзы так, чтобы исключить смятие гильзы либо перемещение последней в момент зарядки; обеспечивается визуально выдвижение свободного заднего конца оправки из черновой трубы на выходе из стана не менее, чем на 0,8 м выдвижением переднего конца оправки из гильзы при задаче в стан..

Таблица 5 - Краткая техническая характеристика непрерывного стана.

Наименование	Величина
Наружный диаметр черновой трубы, мм
Толщина стенки черновой трубы, мм
Максимальная длина черновой трубы, м
Диаметр оправок непрерывного стана, мм
Длина оправки, м
Диаметр валков, мм
Длина бочки валка, мм
Диаметр шейки валков, мм
Расстояние между осями клетей, мм
Ход верхнего нажимного винта при новых валках, мм

Ход нижнего нажимного винта при новых валках, мм

Скорость подъёма верхнего валка, мм/с
Частота вращения двигателей главного привода, об/мин

3.5.1 Рабочая клеть непрерывного стана

Рабочая клеть включает в себя станину, узел валков, верхний и нижний нажимные механизмы и механизм осевой регулировки. Станина рабочей клети закрытого типа. Опоры валков - четырехрядные подшипники качения, подушки валков - литые.

Верхние подушки имеют встроенное в них пружинное устройство, благодаря которому обеспечивается постоянное прижатие подушек к нижним и верхним нажимным винтами выборка зазоров в системе подушка - стакан - винт.

Верхний нажимной механизм предназначен для регулирования раствора между верхним и нижним валками. Сближение с помощью нажимных винтов, которые приводятся во вращение от электродвигателя через червячные редукторы, соединенные между собой зубчатой муфтой. Привод нижнего нажимного устройства - ручной.

Валки приводятся во вращение наклонно расположенными под углом 45 0 спаренными двигателями мощностью 2х500 кВт через промежуточные редукторы.

3.5.2 Настройка непрерывного стана

Пред началом работы вальцовщик на холостом ходу проверяет фактические зазоры между ребордами валков, для чего между ребордами валков прокатывается проволока диаметром 6-8мм из мягкого металла (низкоуглеродистая сталь). Толщина прокатанного участка проволоки замеряется микрометром. При этом величина зазора между ребордами валков должна составлять: для первой клети 6 (+0,1; -0,1)мм; для клетей со второй по шестую 4 (+0,5; -1,0)мм; для седьмой - восьмой клети 6 (+1,5; -1,5)мм. При этом запрещается сводить и разводить валки при прокатке.

Установку зазоров между ребордами валков производят только перемещением верхнего валка путем включения привода верхнего нажимного устройства. Производить настройку клети перемещением нижнего валка - запрещается. На пульте управления №3 вальцовщик устанавливает по клетям непрерывного стана частоту вращения валков в зависимости от толщины стенки в соответствии с таблицей 6.

При невозможности устранения брака по стенке путем настройки в линии стана, клети снимают и проверяют их настройку на стенде. Производить осевую регулировку валков в линии стана - запрещается.

Оправки по диаметру выбираются в зависимости от толщины стенки черновой трубы в соответствии с таблицей 7.

Таблица 6 - Число оборотов валка непрерывного стана

	Толщина стенки черновой трубы

	Число оборотов валков, об/мин

Таблица 7 - Выбор диаметров оправок в зависимости от толщины стенки черновой трубы.

Если при запуске в работе нового или бывшего в употреблении комплекта длинных оправок в течении одного часа не удалось исключить кривизну оправок путем корректировки зазоров и скоростных режимов, необходимо: остановить прокат; проверить состояние поверхности и размеры всего комплекта оправок; последовательно проверить на стенде размеры калибра и настройку каждой клети, при необходимости произвести замену или их настройку; очистить от грязи, окалины, металла посадочные места станины и клетей; установить настроенные клети в стан.

Перевалку клетей непрерывного стана производят после прокатки в среднем следующего количества труб, указанного в таблице 8.

Таблица 8 - Количество прокатанных труб до перевалки клетей непрерывного стана

3.5.3 Подготовка непрерывного стана к прокату

Перед началом смены мастер стана горячего проката труб в соответствии с заданием ПРБ цеха выдает вальцовщику сменное задание на прокат труб. Перед запуском в работу комплекта оправок вальцовщик обязан:

* проверить скобой диаметр оправок. В комплекте допускается разность диаметров оправок до 0,3 мм;

* проверить количество оправок в комплекте, количество оправок в комплекте - 24 шт. минимальное количество оправок в работе - 12 шт.

* осмотреть на загрузочном столе печи подогрева оправок состояние поверхности оправок (Запрещается запуск в производство оп¬равок, имеющих трещины, задиры, волосовины, навар металла и другие дефекты, которые могут дать отпечатки на внутренней поверхности чер¬новых труб или привести к поломке оправки в процессе работы на оп¬равках, бывших в работе, допускаются дефекты на расстоянии не более 0,8 м от заднего конца оправки. Отбракованные оправки в прокат не задаются. Кривизна оправок должна соответствовать ТИ 161-ТЗ-1725);

* нагреть комплект оправок в печи подогрева согласно ТИ 161-ТЗ-1723;

* выдавать из печи подогрева 18 оправок, остальные оправки комплекта задавать в работу после нагрева их до заданной температуры по ТИ 161-ТЗ-1723.

Во время работы стана вальцовщик обязан:

* выдерживать соотношения между размерами заготовки, гильзы, черновой и готовой трубы;

* проверять в начале и середине смены состояние поверхности оправок, износ оправок по диаметру с помощью скобы; величина износа не должна превышать 0,3 мм от номинального размера.

* следить за интенсивным охлаждением валков водой.

Все отброшенные из потока черновые трубы (недокат) режутся газорезчиком с помощью автогена, увязываются и укладываются в специальный карман. Запрещается задавать в непрерывный стан гильзы, имеющие: местные охлажденные участки в виде темных пятен; полос; разорванные концы; видимые дефекты поверхности в виде плен, трещин; по геометрическим размерам несоответствующие ТК 161-ТЗ-1716. Температура труб на выходе из непрерывного стана должна быть 1030-1130 0 С. Замена оправок производится комплектом. Комплект должен иметь бирку с действительными размерами оправок. При наблюдаемом вращении трубы при прокатке снять клети стана и настроить их.

3.6. Извлекатель оправок

При выходе из непрерывного стана труба с оправкой должна быть немедленно направлена к сдвоенному извлекателю для извлечения оправки, техническая характеристика которого приведена в таблице 9.

Оператор поста, управления на сдвоенном извлекателе оправок обязан прекратить извлечение оправки если:

* на заднем конце трубы образуется «гофр»;

* свободный конец оправки выдвигается из черновой трубы менее

чем на 0,8 м (об этом немедленно сообщить старшему вальцовщику непрерывного стана, закатанную оправку с трубой отправить на извлечение);

* попытка извлечения оправки из охлажденной трубы производилась два раза.

Таблица 9 - Краткая техническая характеристика извлекателя оправок.

Параметр	Величина
Максимальный диаметр извлекаемых оправок, мм
Максимальная длина извлекаемых оправок, мм
Минимальная длина вылета хвостовика оправки из трубы перед извлечением, мм
Максимальная масса извлекаемой оправки, кг
Скорость извлечения оправки, м/с
Усилие извлечения, тс, не более
	В установившемся режиме
Передаточное число редуктора привода
Крутящий момент на тихоходном валу, кН/м, не более

3.7 Пила для обрезки заднего разлохмаченного конца

В таблице 10 представлена краткая техническая характеристика пилы обрезки заднего конца черновой трубы.

Таблица 10 - Краткая техническая характеристика пилы обрезки заднего конца черновой трубы.

Параметр	Величина
Выбрасыватель шнековый
Время сброса трубы, с
Частота вращения шнека, об/мин
Скорость подводящего рольганга, м/с

Эксцентриситет коленчатого вала, мм
Укладыватель
Скорость подачи трубы, мм/с
Частота вращения обрезного диска, об/мин
Выравнивающий рольганг

Отводящий рольганг
Скорость транспортирования, м/с

После извлечения оправки черновая труба поступает на пилы для обрезки заднего разлохмаченного конца. Перед началом работы резчик горячего металла обязан проверить состояние пильного диска, который не должен иметь биений, трещин, поломанных зубьев. Замена пильного диска производится после проката 6000 тонн труб или при обнаружении дефектов. Длина обрези должна составлять 50-120 мм.

3.8 Нагревательная установка ИНЗ - 9000/2,4

В процессе изготовления температура прокатываемой трубы падает, поэтому перед редуцированием ее подвергают индукционному нагреву до 850 0 С.

В таблице 11 представлена техническая характеристика нагревательной установки.

Таблица 11 - Техническая характеристика нагревательной установки.

Параметр	Величина
Размеры нагреваемых труб	Наружный диаметр, мм
	Толщина стенки, мм

Основные параметры	Установленная мощность средней частоты, кВт
	Номинальная частота тока, Гц
	Максимальная производительность т/ч
	Скорость перемещения труб через индуктор, м/с
	Расход охлаждающей воды, м 3 /ч, не более
	Блоков нагревательных, шт
	Индукторов, шт
	Преобразователей частоты ОПЧ 500-1-6000, шт

3.9 Редукционный стан агрегата ТПА - 80

На ТПА-80 установлен 24-клетьевой редукционный стан с 3-х валковыми клетями. Преимущество 3-х валковых клетей заключается в том, что они обеспечивают более высокую точность труб по толщине стенки. Другое достоинство 3-х валковых клетей заключается в том, что приводные валы во всех клетях можно располагать горизонтально (в 2-х валковых - под углом 45 0), а привод - по одну сторону от оси проката, что облегчает обслуживание стана.

Схема рабочей клети редукционного стана конструкции агрегата ТПА-80 представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 Трёхвалковая рабочая клеть редукционного стана

Оборудование данного участка предназначено для индукционного нагрева, проката ее в редукционном стане, охлаждения и дальнейшей транспортировки к участку пил холодной резки.

В состав данного оборудования входят следующие механизмы: ролики тянущие; индукционная установка; стенд для прокрутки скоб; стенд для кантовки скоб; редукционный стан; рольганг за редукционным станом; рольганг с клапанным сбрасывателем; клапанный сбрасыватель; рейки подвижные; рольганг выравнивающий; рольганг отводной.

Труба тянущими роликами транспортируется через индукционные нагреватели и задается в редукционный стан. После выхода из последней клети редукционного стана труба передается подводящими роликами в сторону клапанного сбрасывателя. В таком положении находится труба на рольганге перед началом работы клапанного сбрасывателя.

По сигналу датчика, установленного перед клапанным сбрасывателем, он включается, захватывает трубу с консольных роликов подводящего рольганга и передает ее в приемный желоб. В зависимости от длины поступающей трубы могут включаться две секции клапанного сбрасывателя (длинная труба) или одна секция (короткая труба).

Для повышения надежности захвата трубы клапанами и чтобы избежать удара трубы, в клапан при возможном рассогласовании скорости подъема клапанов 1и 2 секции, привод второй секции включается с выдержкой времени 0,5 с.

После отключения приводов клапанных сбрасывателей дается сигнал на включение приводов реек подвижных, которые переносят трубу из приемного желоба на первую трубу неподвижных реек. Отключение привода после поворота вала на 360 0 . При каждом последующем шаге подвижных реек трубы передаются с позиции на позицию неподвижных реек и охлаждаются.

Трубы, поступающие на ролики выравнивающего рольганга, выравниваются в режиме буксования трубы по роликам и передаются подвижными рейками на позиции неподвижных реек и далее накапливаются на тележке перекладывающего устройства. После того, как на тележке будет набрано необходимое количество труб (в зависимости от наружного диаметра) трубы в виде плоского пакета перекладывающим устройством укладываются на рольганг за холодильником.

3.9.1 Устройство рабочей клети

Станы продольной безоправочной прокатки могут иметь клети с двумя или тремя валками. На ТПА-80 установлен 24-х клетьевой редукционный стан с трехвалковыми клетями, 22 клети с нерегулируемым положением валков, две последние - с регулируемым. Техническая характеристика стана представлена в таблице 12.

Установка 24-х клетьевого редукционного стана состоит из следующих основных узлов и механизмов:

* клетей черновых;

* клетей чистовых;

* скобы в сборе;

* перевалочного устройства;

* дифференциального редуктора;

* раздаточного редуктора, редуктора вспомогательного привода и редуктора клетей №1-3;

* соединительных устройств;

* установки плитовин;

* проводок;

* привода 2-х чистовых клетей.

Таблица 12 - Краткая техническая характеристика редукционного стана.

Параметр	Величина
Идеальный диаметр валков, мм
Расстояние между осями смежных клетей, мм
Мощность двигателей, кВт
Максимальная частота вращения двигателей, об/мин
Максимальная скорость редуцирования на входе в стан, м/с
Передаточные отношения редукторов
1…3 клети;
4…6 клети;
7-я клеть;

10,11 клети;
12…22 клети;
23,24 клети;

Клеть рабочая черновая, предназначена для редуцирования трубы по диаметру и по толщине стенки. Клеть рабочая, трехвалковая. Валки в клети расположены под углом 120 0 друг к другу. Клеть имеет овальный калибр. Расточка калибра производится на специальном станке в собранно клети. Клеть представляет собой стальной литой корпус, в шести расточках которого смонтированы три узла валков. Буксы валков крепятся к корпусу посредством трех литых крышек при помощи девяти болтов.

Буксы представляют собой подшипниковые узлы, собранные в стаканах, причем в каждой буксе смонтированы два конических подшипника с промежуточным калибровочным кольцом и уплотнения.

На каждый из трех валков посредством шлицов, насажаны зубчатые муфты, при помощи которых момент от скобы (привода клети) передается валкам. Корпус имеет специальные захваты для перевалки клетей.

На корпусе крепится труба для подвода охлаждающей воды к ва...

Подобные документы

Сущность проблемы по дефекту "внутренняя плена". Сортамент продукции трубопрокатного цеха. Механические свойства и технологический процесс производства бесшовных труб. Виды брака при производстве гильзы. Подогрев труб в печи с шагающими балками.

дипломная работа , добавлен 12.12.2013

Описание свойств различных видов стали. Анализ продукции, оборудования и инструментов ОАО "Междуреченский Трубный Завод", предложения по совершенствованию его технологии по заготовке труб. Общая характеристика брака проката, меры, по его устранению.

дипломная работа , добавлен 24.07.2010

Технологические операции агрегата непрерывного горячего цинкования АНГЦ-1, требования к горячеоцинкованному прокату. Построение диаграммы Парето и диаграммы Исикавы. Формирование, отжиг и правка цинкового покрытия. Дефекты горячеоцинкованного проката.

курсовая работа , добавлен 20.11.2012

Расчет калибров прокатного инструмента. Калибровка линеек прошивного стана. Энергосиловые параметры продольной прокатки. Горизонтальная проекция контактной поверхности металла, параметры прокатки. Расчет и заполнение нормативно-технологических карт.

дипломная работа , добавлен 18.06.2015

Сортамент и требования нормативной документации к трубам. Технология и оборудование для производства труб. Разработка алгоритмов управленияы редукционным станом ТПА-80. Расчет прокатки и калибровки валков редукционного стана. Силовые параметры прокатки.

дипломная работа , добавлен 24.07.2010

Продукция трубопрокатного цеха №2, ее назначение и потребители. Технология производства труб на ТПА-140. Описание оборудования, его основные характеристики, указания по эксплуатации и уходу за ним. Участок подготовки трубной заготовки и горячего проката.

отчет по практике , добавлен 03.06.2015

Общие сведения о трубах, их виды, размеры и особенности установки. Оборудование для производства современных труб водоснабжения и газоснабжения, основные материалы для их изготовления. Технология и установки для производства полиэтиленовых труб.

реферат , добавлен 08.04.2012

Виды и характеристики пластмассовых труб, обоснование выбора способа их соединения, принципы стыковки. Общие правила стыковой сварки пластиковых и полипропиленовых труб. Технология сварки враструб. Принципы и этапы монтажа полипропиленовых труб.

курсовая работа , добавлен 09.01.2018

Применение и классификация стальных труб. Характеристика трубной продукции из различных марок стали, стандарты качества стали при ее изготовлении. Методы защиты металлических труб от коррозии. Состав и применение углеродистой и легированной стали.

реферат , добавлен 05.05.2009

Характеристика сырья и материалов. Характеристика готовой продукции - труб кольцевого сечения, изготавливаемые из полиэтилена. Описание технологической схемы. Материальный баланс на единицу выпускаемой продукции. Нормы расхода сырья и энергоресурсов.

Изобретение относится трубопрокатному производству, в частности к прошивным станам поперечно-винтовой прокатки. Прошивной стан поперечно-винтовой прокатки содержит рабочую клеть с одним бочковидным верхним валком и двумя бочковидными нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков, верхний валок снабжен приводом, расположенным с противоположной от привода нижних валков стороны рабочей клети, при этом радиус пережима верхнего валка определен по формуле,

Изобретение обеспечивает улучшение захвата заготовки валками и повышение качества прошиваемых гильз. 4 ил.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к прошивным станам поперечно-винтовой прокатки.

В настоящее время на всех трубопрокатных агрегатах страны и за рубежом для получения гильз распространены два типа станов: двухвалковые прошивные станы и трехвалковые прошивные станы.

Главным критерием применения того или иного типа стана является качество прошиваемых гильз по геометрии, наличию внутренних и наружных плен, разностенности и точности размеров по диаметру, криволинейности и т.д.

Главным преимуществом двухвалкового прошивного стана является сравнительно низкая разностенность гильз, недостатком - наличие плен на их внутренней поверхности.

Главным достоинством трехвалкового прошивного стана является отсутствие плен на внутренней поверхности гильз, недостаток - повышенная разностенность.

Задача данного изобретения - использование преимуществ обоих типов стана и ликвидация их недостатков.

Известен прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с двумя рабочими валками и привод вращения валков (В.Я.Осадчий, А.С.Вавилин и др. Технология и оборудование трубного производства. Учебник для вузов. М.: «Интернет Инжиниринг», 2001 г., с.75-82).

Особенность напряженно-деформированного состояния на входном конусе очага деформации двухвалковых станов определяет возможность разрушения металла в сечениях до носка оправки, что и приводит к образованию дефектов, а именно к появлению плен на внутренней поверхности гильз.

Более благоприятные условия для прошивки возможны на станах, где имеет место нагружение не в двух, а в трех точках по периметру заготовки.

Известен стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с тремя валками, симметрично расположенными (под углом 120°) относительно оси прокатки, и групповой привод вращения валков (авт. свид. СССР №780914, В 21 В 19/02, заявл. 21.02.79 г., опубл. 23.11.80 г.).

В трехвалковых прошивных станах поперечно-винтовой прокатки допускается любое обжатие перед носком оправки без разрыхления в центре заготовки, уменьшается склонность к образованию внутренних плен и увеличивается коэффициент осевого скольжения. Однако, так как процесс прошивки в трех валках отличается высокими требованиями к сочетаниям параметров, то трехвалковые прошивные станы применяют для ограниченного сортамента исходной заготовки и при этом не исключается разностенность гильз. Кроме того, в трехвалковых станах с симметричным очагом деформации сложно применить индивидуальный привод - более мобильный, надежный и экономичный.

Из известных прошивных станов поперечно-винтовой прокатки наиболее близким по технической сущности является прошивной стан, содержащий рабочую клеть с имеющими одинаковую форму и длину одним верхним и двумя нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков (патент ФРГ №1946463, В 21 В 31/08, заявл. 13.09.69 г., опубл. 5.01.78 г.).

Верхний валок, неприводной, является направляющим. Два нижних валка - рабочие.

При таком расположении валков процесс прокатки ведут со смещением оси заготовки относительно оси стана. Смещение оси заготовки благоприятно сказывается на распределении напряжений в поперечном сечении заготовки, уменьшает вероятность разрушения металла (образование полости) перед носком оправки и образования дефектов на гильзах и трубах (плены, разностенность).

Недостаток известной конструкции прошивного стана поперечно-винтовой прокатки заключается в том, что наличие холостого верхнего валка ухудшает условия захвата из-за необходимости дополнительных усилий на раскручивание этого валка, имеющего значительный момент инерции. Именно это обстоятельство и возникающие при неприводном валке реактивные силы трения, направленные в сторону, противоположную усилиям прокатки, препятствуют надежному захвату заготовки.

Другим недостатком этого прошивного стана является невозможность прокатки тонкостенных гильз, так как необходимым условием для этого должен быть минимальный зазор между нижними валками и верхним валком при прокатке всего тонкостенного сортамента гильз.

Это, в свою очередь, возможно только при условии соблюдения определенных соотношений между основными конструктивными параметрами очага деформации.

Задача настоящего изобретения состоит в создании прошивного стана, позволяющего улучшить условия захвата заготовки валками и повысить качество прошиваемых гильз.

Поставленная задача достигается тем, что в прошивном стане, содержащем рабочую клеть с одним бочковидным верхним валком и двумя бочковидными нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков, согласно изобретению, верхний валок снабжен приводом, расположенным с противоположной от привода нижних валков стороны рабочей клети, при этом радиус пережима верхнего валка определен по формуле

где R x - радиус пережима верхнего валка,

R в - радиус пережима нижнего валка,

R з - радиус прошиваемой заготовки,

h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима.

Такое конструктивное выполнение прошивного стана поперечно-винтовой прокатки позволяет, с одной стороны, улучшить условия захвата, а, с другой стороны, уменьшить разностенность гильз и качество их внутренней поверхности благодаря более благоприятной схеме напряженного состояния при наличии трех приводных валков, расположенных асимметрично относительно оси прокатки, в результате которой используются преимущества всестороннего сжатия заготовки тремя валками и всестороннего растяжения двумя нижними валками, как в двухвалковом стане.

Экспериментами установлено, что при использовании верхнего валка с радиусом пережима, рассчитанным по предложенной формуле, обеспечивается его контакт с нижними валками с минимальным зазором, в результате чего становится возможной получение прошивкой тонкостенных гильз без появления дефектов на их поверхности.

Для пояснения изобретения ниже приводится конкретный пример выполнения изобретения со ссылкой на чертежи, на которых:

на фиг.1 изображен прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, общий вид сверху;

на фиг.2 - разрез А-А на фиг.1;

на фиг.3 - вид Б на фиг.2;

на фиг.4 - схема расположения валков по радиусу пережима.

Прошивной стан поперечно-винтовой прокатки состоит из рабочей клети 1 и привода вращения валков рабочей клети.

Рабочая клеть 1 содержит станину 2, на которой в горизонтально расположенных барабанах 3 и 4 смонтированы нижние бочковидные валки 5 с возможностью изменения положения оси их симметрии как в горизонтальной, так и вертикальной плоскостях, на угол подачи с помощью известных механизмов. Верхний бочковидный валок 6 расположен в барабане 7, смонтированном в откидной крышке 8 с возможностью изменения положения оси симметрии валка 6 в вертикальной плоскости и на угол подачи известными механизмами.

Изменяя положение валков 5 и 6, ось прошивки может быть смещена вверх или вниз относительно оси симметрии стана.

Два нижних валка 5 и верхний валок 6 имеют одинаковую форму и длину.

Радиус R x пережима верхнего валка 6 определен по формуле

где R x - радиус пережима верхнего валка,

R в - радиус пережима нижнего валка,

R з - радиус прошиваемой заготовки,

h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки.

Нижние валки 5 через шпиндели 9, расположенные на входной стороне стана, связаны через редуктор 10 с электродвигателем 11. Возможно также применение индивидуального привода для каждого нижнего валка 5.

Верхний валок 6 через шпиндель 12, расположенный на выходной стороне стана, связан с редуктором 13 и электродвигателем 14.

При прошивке заготовки на прошивном стане поперечно-винтовой прокатки основное движение и формоизменение металла происходит под действием сил трения поверхности металла с валками в очаге деформации, образованном двумя нижними валками 5 и одним верхним валком 6, со смещением оси прошивки относительно оси симметрии стана. Заготовка подается в очаг деформации любым известным способом и прошивается.

Смещение оси прошивки относительно оси симметрии стана создает благоприятную схему напряженно-деформированного состояния металла заготовки, при этом минимальный зазор в зоне контакта валков исключает искажение наружной поверхности металла, что особенно важно при получении тонкостенных гильз.

Предложенный прошивной стан поперечно-винтовой прокатки по сравнению с известными позволяет улучшить условия захвата заготовки, повысить качество гильз.

Прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с одним бочковидным верхним валком и двумя бочковидными нижними валками, оси симметрии которых смещены в вертикальной плоскости относительно оси прокатки, и привод вращения нижних валков, отличающийся тем, что верхний валок снабжен приводом, расположенным с противоположной от привода нижних валков стороны рабочей клети, при этом радиус пережима верхнего валка определен по формуле

где R x - радиус пережима верхнего валка;

R в - радиус пережима нижнего валка;

R з - радиус прошиваемой заготовки;

h=0-200 мм - величина смещения оси симметрии нижних валков относительно оси прокатки по радиусу пережима.

Все трубопрокатные станы можно разделить на три группы:

Прошивные станы бывают с бочкообразными, грибовидными и дисковыми валками . Агрегат с бочкообразными валками имеет два рабочих валка с двойной конусностью диаметром от 450 до 1000 мм. Оба валка расположены в горизонтальной плоскости, причем их оси в вертикальной плоскости наклонены друг к другу на угол, который можно регулировать от 5 до 18° и более (угол подачи) .

При прошивке круглой заготовки оба валка вращаются в одном направлении. Для удержания металла в очаге деформации есть две направляющие линейки, расположенные в вертикальной плоскости, или два неприводных ролика.

Заготовка, поступающая в валки, делает сложное, вращательное и поступательное движение (вследствие наличия угла подачи) .

При винтовой прокатке в валках с двойным конусом в металле возникают растягивающие и касательные напряжения, причем радиальные растягивающие напряжения достигают значительных величин и вызывают образование полости сравнительно небольшого диаметра, с неровными стенками. Для получения внутреннего отверстия нужного диаметра с ровной поверхностью прокатку проводят на оправке - конусообразной инструменте, установленном на конце стержня между валками на пути движения заготовки. Стержень с оправкой устанавливают в специальном упоре. При движении вперед заготовка надвигается на оправку - прошивается, при этом происходит расширение и выравнивание прошитого отверстия .

На рис. 4.1 приведена схема расположения узлов прошивного стана, который состоит из двух рабочих валков 1, соединенных с шестеренной клетью 2 и электродвигателем 3 с помощью соединительных шпинделей 4. Между шпинделями устанавливаются толкатель 5 и направляющий желоб 6. В специальном упоре с замком 8 крепят стержень 7 с оправкой на конце. Для приема прошитой гильзы установлен рольганг 9.

Заготовку для такого трубопрокатного стана, привычно круглого сечения, нагревают в методических печах, откуда ее выдают на рольганг. С рольганга заготовка поступает в приемный желоб, по которому с помощью толкателя подается в валки прошивного агрегата. При выходе из валков гильза находится на стержне и снимается со стороны его заднего конца после открытия замка.

Толстостенные гильзы, полученные на различных прошивных агрегатах, прокатывают в тонкостенные трубы в горячем состоянии на раскатных станах:

пилигримовых;
автоматических;
непрерывных;
трехвалковых.

Название трубопрокатного агрегата определяется типом раскатных станов .

Пилигримовый стан состоит из двухвалковой клети и подающего механизма . Направление вращения валков в этом агрегате противоположный движению заготовки. обжимается в калибре переменного сечения только за полуоборот валков. В следующий полуоборот заготовка проходит между валками без обжатия.

Рабочий процесс прокатки труб на пилигримовом стане (рис. 4.2) состоит в следующем: в толстостенную гильзу 1, которая поступает из прошивного агрегата, пропускают оправку 2 подающего механизма, причем длина оправки больше длины гильзы. Гильза вместе с оправкой медленно перемещается подающим механизмом к валкам. Как только металл достигает валков, калибр 3 захватывает часть гильзы (рис. 4.2, а) и обжимает ее своей рабочей частью (рис. 4.2, б) . 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 свободным. В течение следующего полуоборота приведен в движение поршень быстро толкает вперед оправку с гильзой, которые при этом движении возвращаются по их продольной оси на 90° (рис. 4.2, б), и затем валки захватывают новую часть гильзы. Подающий механизм в течении одного оборота валков перемещается вперед на расстояние от 8 до 25 мм.

Процесс продолжается до тех пор, пока не будет прокачана вся гильза . По окончании прокатки валки разводят и подающий механизм обратным ходом вытягивает оправку из трубы. Освобожденное изделие отводится задним рольгангом к горячей пиле, где отрезают так называемую пильгерную головку.

Внутренний диаметр раскатанного изделия практически равен диаметру оправки , а ее внешний диаметр - диаметру калибра . На периодических станах можно получать трубы с наименьшим внешним диаметром 45 мм. Для получения изделий меньших размеров, полупродукт из периодического агрегата передают на редукционный или волочильный станы.

Автоматические раскатные станы являются наиболее распространенными для прокатки бесшовных труб ; они обеспечивают вытяжку, равной 1,2-2 в зависимости от размеров изделий. Автоматический агрегат состоит из двухвалковой клети с валками диаметром до 1000 мм и специальных роликов обратной подачи.

Валки агрегата имеют ряд круглых калибров различных диаметров. В калибр вставляют оправки, которое удерживается на месте стержнем, неподвижно закрепленным в упорной станине. При прокатке на автоматическом агрегате происходит уменьшение диаметра и толщины стенки трубы, которая определяется просветом между калибром и оправкой. Привычно прокатка проходит в два-три пропуска с поворотом изделия после каждого пропуска на 90°.

Схема прокатки на автоматическом стане приведена на рис. 4.3 . Труба, пройдя через валки 1 агрегата, оказывается на стержне с задней стороны агрегата. Передача трубы на переднюю сторону осуществляется парой роликов 2 обратной подачи: нижний ролик поднимается и прижимается к изделию, которая силой трения скивается со стержня и передается на переднюю сторону агрегата. Верхний рабочий валок стана в это время поднимается, чтобы пропустить трубу. После передачи ее на переднюю сторону валок снова опускается в рабочее положение. Высота рабочего валка и сближения роликов обратной подачи полностью автоматизированы.

Трубу на автоматическом агрегате привычно прокатывают по два пробела с поворотом ее на 90° и заменой оправки после каждого пропуска. После прокатки на автоматическом стане труба выходит слегка овальной, разностенной и с недостаточно гладкой поверхностью. Для предоставления круглой формы, уменьшение разностей и полировки внешней и внутренней поверхностей, изделие после прокатки по рольганга подают в обкаточные машины, а затем, для получения окончательных размеров по диаметру, - в калибровочный агрегат .

Непрерывны раскатные станы разделяют на два типа. Непрерывный агрегат старого типа состоит из семи пар валков: четырех - горизонтальных и трех - вертикальных . Привод всех валков осуществляется от одного двигателя через сложную систему шестеренных передач.

Непрерывный агрегат нового типа состоит из девяти клетей, причем, оси валков этих клетей расположены под углом 90° друг к другу и под углом 45° к горизонтальной плоскости (рис. 4.4) . Привод валков каждой клети осуществляется от индивидуального двигателя, который обеспечивает более простую настройку и регулирование стана. Прокатку на непрерывных агрегатах ведут с применением подвижной цилиндрической оправки, на которую надевается гильза, которая поступает из прошивного стана. После прокатки, оправки извлекают из труб на специальной машине, охлаждают и снова используют .

Разновидностью раскатных агрегатов являются также трехвалковые агрегаты для прокатки главным образом труб из легированных сталей. Их отличительная особенность заключается в том, что на них можно получать изделия очень точных размеров .

На рельсовых станах (рис. 4.5) трубы получают протягиванием. Первичный материал - квадратная катаная заготовка , которая разрезана на куски необходимой длины, нагревается в методической печи и прошивается на прессе в гильзу с дном или стакан, поступающих затем на рельсовый агрегат. В стакан вводится оправка и он протягивается сквозь ряд колец со уменьшающимися диаметрами отверстий, при этом толщина стенки изделия постепенно уменьшается.

После протяжки на рельсовом агрегате, труба вместе с оправкой поступает на обкаточную машину, в которой диаметр изделия несколько увеличивается, что облегчает извлечение из нее оправки. В последние годы рельсовые агрегаты не устанавливают, так как этот метод производства считается устаревшим.

После прокатки на раскатных станах трубы поступают на отделочные агрегаты. К таким агрегатам относят:

обкаточные;
калибровочные;
редукционные.

Как было отмечено, обкаточные прокатные агрегаты устанавливают обычно за автоматическими, а иногда и за рельсовыми.

По своей конструкции обкаточные двухвалковые станы подобные прошивным, косой прокатки. Их валки наклонены друг к другу под углом ~ 6,5° и вращаются в одну сторону. Прокатку труб проводят на оправке, закрепленной на стержне . Изделие, продвигаясь вперед, одновременно вращается вместе со стержнем. Обкаточный агрегат предназначен для раскатки стенки трубы и полировки внешней и внутренней поверхностей для получения равномерной толщины стенки и одинакового диаметра изделия по длине.

Калибровочные станы устанавливают за обкаточными и предназначены для устранения овальности и получения труб заданного диаметра . Калибровочные агрегаты могут иметь от одной до двенадцати клетей. В каждой клети устанавливают одну пару валков, расположенных горизонтально, вертикально или наклонно. Наиболее широко применяют многоклетьевые калибровочные станы , в которых оси каждой пары валков наклонены к горизонту под углом 45° и относительно соседней пары валков под углом 90°. Валки этих агрегатов оборачиваются, от одного для всех клетей двигателя, или могут иметь индивидуальный привод.

В многоклетьевых калибровочных агрегатах одновременно с калибровкой осуществляется исправление труб , и необходимость в станах для горячего исправления изделий отпадает.

Редукционные станы являются непрерывными агрегатами для горячей прокатки труб без оправки с целью уменьшения их диаметра. По количеству валков, которые образуют калибр в каждой клети, различают двух-, трех-и четырехвалковые редукционные агрегаты . Валки в клетях расположены поочередно горизонтально, вертикально и под углом 45°. Конструкция двухвалковых редукционных станов аналогичная калибровочным многоклетьевым агрегатам. Различия в размерах и количестве клетей (в редукционных их бывает до 24 и более).

Окончательная обработка бесшовных тонкостенных стальных труб заключается в холодной прокатке, холодном волочении или сочетании этих способов. Вследствие особых условий холодного волочения изделий через глазок коэффициент вытяжки за один проход привычно не превышает 1,5-1,8.

При холодной прокатке труб на агрегатах, которые работают по принципу пилигримовых станов , можно более полно использовать пластичность металла, получая коэффициенты вытяжки в среднем 4-6 и в отдельных случаях даже 6-8. Хотя способ холодной прокатки более эффективен по сравнению с холодным волочением, однако при холодной прокатке необходимо часто осуществлять перевалку валков, занимает 3-4 ч, а при холодном волочении изменение инструмента занимает всего несколько минут. Поэтому в современных цехах для производства применяют оба процесса обработки.

Волочение труб проводят тремя способами:

1) без оправки;
2) на короткой;
3) на длинной оправках (рис. 4.6) .

Если необходимо уменьшить только диаметр трубы, применяют волочение без оправки через волочильное кольцо , неподвижно закрепленное в люнеты волочильного стана. Если нужно одновременно уменьшить диаметр и толщину стенки, возможно волочения как на короткой, так и на длинной оправках.

При волочении на короткой цилиндрической оправке через волочильное кольцо оправку удерживается в определенном положении с помощью стержня . Труба при прохождении через кольцевую щель между оправкой и кольцом обжимается по диаметру и толщине стенки, что обеспечивает ее вытяжку. Волочение на длинной оправке отличается тем, что оправка, которая находится внутри трубы, не закрепляется, а перемещается вместе с изделием . При этом силы трения между изделием и инструментом меньше, чем при волочении на короткой оправке, что позволяет делать большие обжатия за один проход.

Сварные трубы изготавливают на трубосварочных агрегатах различными способами, из которых наиболее распространены:

непрерывная печная сварка;
контактная электросварка методом сопротивления;
электросварка с индукционным нагревом;
дуговая электросварка под слоем флюса или в среде защитных газов и т.д.

Процесс получения изделий, как отмечалось выше, состоит из получения заготовки в виде свернутой полосы и сварки ее в трубу.

Трубосварочный агрегат - комплекс машин и механизмов, предназначенных для изготовления труб, их транспортировки, обработки, нанесения покрытий, складирования и упаковки. В такой агрегат обычно входит несколько многоклетьевых станов:

формовочный
редукционный
калибровочный.

На рис. 4.7 приведена схема непрерывного процесса печной сварки изделий, который осуществляется в следующем порядке.

Рисунок. 4.7. Схема процесса печной сварки труб

Горячекатаный штрипс 1 (из низкоуглеродистой стали) непрерывно движется через печь, в которой с помощью газовых горелок 2, его кромки нагреваются до 1450° С (температура сварки), а середина штрипса-до 1350° С. При выходе из печи кромки штрипса обдувают струей воздуха из сопла 3, чем обеспечивается удаление окалины с кромок штрипса и повышение температуры их нагрева на 50-80° С. Первая приводная пара валков 4 обращает штрипс в трубную заготовку без соединения кромок. Вторая приводная пара валков 5 сводит кромки заготовки и, сжимая их, заставляет свариваться в трубу 6.

Сварка кромок сложившейся заготовки представляет процесс кузнечной сварки, который заключается в использовании способности к молекулярному сцеплению поверхностей металлов , нагретых до высокой температуры.

В последние годы развился и получил распространение способ производства труб электросваркой .

Первичным материалом служит холоднокатаная лента в рулонах , а для больших диаметров труб - листовая заготовка . Получение изделий из полосы-заготовки осуществляется в шести парах валков непрерывного формовочного стана (рис. 4.8) . У него четвертая пара валков расположена вертикально. Сложившаяся в холодном состоянии заготовка после выхода из последней клети сваривается в стык в специальных электросварочных машинах. В этих машинах нагрев может осуществляться через контакты по которым подводится ток (кондукционный нагрев) и с помощью индукторов (индукционное нагревание) и другими методами. Индукционным методом электросварки изготавливают трубы диаметром от 4 до 1400 мм с толщиной стенки от 0,15 до 20 мм.

Наконец, особое место занимают станы спиральной сварки труб . На этих станах изделия получают завивкой полосы по спирали на цилиндрической оправке и непрерывной сваркой спирального шва автоматической сварочной головкой. Этот способ имеет существенные преимущества перед изготовлением изделий с продольным швом:

1) диаметр труб, не зависит напрямую от ширины исходной полосы, так как величина диаметра определяется не только шириной полосы, но и углом подъема спирали. Это позволяет со сравнительно узкой полосы получать трубы большого диаметра,
2) спиральный шов добавляет изделию большую твердость. Вследствие спирального расположения шва последний нагружен на 20-25% меньше, по сравнению с продольным,
3) спирально-сварные трубы имеют более точные размеры и не требуют после сварки калибровки их концов.

Однако, помимо преимуществ, есть и недостатки такого процесса, а именно:

низкая производительность
невозможность получения качественного шва при значительной серповидности полосы.

Использование по назначению прошивного стана. Технология и оборудование для производства бесшовных труб

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Подобные документы

Похожие публикации