|
При выборе габаритных размеров
валков автомат-стана исходят из требований их прочности, условий захвата, а
также необходимости размещения максимального числа ручьев для сокращения
перевалок.
Диаметр бочки валка при переточке уменьшается не больше
чем на 10—12%; в случае более значительного уменьшения диаметра заметно
теряется износостойкость калибра, к тому же снижается окружная скорость
валков, а захват может оказаться ненадежным:
В зависимости от размеров калибров в валках размещают от 2
до 12 ручьев. Естественно, что большое число относится к случаю прокатки труб
малого диаметра. При выборе числа и размеров калибров учитывают сортамент —
удельный вес каждого размера прокатываемых труб. Если в сортаменте имеются
трубы, которые должны прокатываться в значительно большем по сравнению с
другими трубами количестве, то для таких труб делают на валках иногда по 2—3
калибра, каждый из которых используется после износа предшествующего.
Распределяют калибры по бочке валков таким образом, чтобы ширина крайних
буртов была 80—100 мм, а средних 40— 70 мм. Для меньшего ослабления валков большие калибры стараются расположить ближе к шейкам, а в средней части валков
нарезают калибры наименьшего размера.
При прокатке на автомат- стане используют, как правило,
круглые калибры, профиль которых показан на 66. Радиус калибра гк принимают
равным полбвине высоты h калибра, а угол выпуска ф устанавливают в пределах
30—32°.
Овальность калибра является основной его характеристикой.
Чем больше коэффициент овальности, тем легче осуществляется захват гильзы
(можно допустить несколько больший разбег ее диаметра). Вместе с тем при
увеличенной овальности повышается неравномерность деформации, что приводит к
повышенной разно- стенности труб, а в отдельных случаях — к дефектам
поверхности труб. Для тонкостенных труб калибр делают с овальностью
Валки автомат-станов изготовляют из "полутвердого
чугуна, содержащего до 3,3% С; до 0,6% Мп; 0,4—0,7% Si; до 0,6% Р и до 0,1%
S. Легирование хромом и никелем или модификация магнием (до 0,1%) заметно
повышает износостойкость чугуна. Твердость валков, отливаемых в кокиль с
обмазкой, должна быть в пределах 30—50 ед. по Шору. На практике стараются
работать на валках с твердостью ближе к верхнему значению твердости (44—48
ед.). Более низкая твердость приводит к быстрому износу валков, а высокая — к
быстрой заполировке калибра и ухудшению захвата. С одним ручьем обычно можно
работать две-три смены. Стойкость валков при прокатке в значительной мере
зависит от сортамента — для толстостенных труб она выше, чем для
тонкостенных. Она меньше также при прокатке труб из легированных сталей.
Оправки автомат-стана (см. 61) чаще всего имеют рабочую
поверхность конической формы и цилиндрический поясок протяженностью 20—45 мм.
Наиболее важным параметром оправки является угол ее конусности ф.
Согласно выводам В. В. Швейкина, сопротивление оправки
продвижению трубы создается проекцией сил нормального давления металла на
оправку и проекцией сил трения. С возрастанием угла конусности первая
составляющая возрастает, а вторая убывает; при уменьшении угла конусности,
наоборот. Наиболее оптимальные условия, характеризующиеся наименьшим
сопротивлением оправки, будут соответствовать случаю, когда обе составляющие
равны. Отсюда легко можно найти оптимальный угол конусности
Чаще всего угол конусности принимают равным 10—12°, что
соответствует коэффициенту трения Д 0,2. Применение меньших углов конусности
увеличивает площадь контакта оправки с трубой и приводит к ухудшению качества
внутренней поверхности труб и к повышенному износу оправок. Использование
оправок с большей конусностью затрудняет захват гильзы, вызывает большое
налипание металла на оправку, что портит поверхность трубы.
Для отливки оправок автомат-стана применяют сталь
следующего состава: 1,2—1,8% С; 14—17% Сг; 0,7—1,1% Ni; 0,2— 0,6% Мп. Заметно
повышается стойкость оправок при добавке в сталь кобальта. Высокую стойкость
имеют оправки, изготовленные из сплава на никелевой основе. Несмотря на
высокую стоимость таких оправок, их применение целесообразно, особенна при
производстве нержавеющих труб, когда стойкость обычных оправок составляет
лишь 2—3 прохода. Оправки после отлицки шлифуют или обтачивают в нагретом (до
900—980 °С) состоянииг а затем подвергают термической обработке. Твердость
оправок — до 460 НВ. Средняя стойкость 50—75 проходов.
Ролики обратной подачи обычно имеют диаметр, равный 75—90%
диаметра рабочего валка. Длина бочки групповых роликов равна длине бочки
валка, а для индивидуальных роликов их длина составляет 30—40% диаметра.
Калибры роликов обратной подачи по форме повторяют калибры рабочих валков с
той разницей, что угол выпуска принимают большим (35—42°), а радиус выпуска
составляет 1,6—2,0 радиуса калибра ролика.
(98)
Для определения профиля фрикционных роликов механизма для
кантовки и подачи труб в автомат-стан рассмотрим схему сил, действующих на
трубу ( 67). Сила Р, действующая на ролик со стороны пневматического
цилиндра, передается на трубу и создает момент, стремящийся повернуть ее
При больших углах ф вращающий момент, достаточный для
придания трубе вращения, создается легко. При небольших усилиях Р, однако, в
случае кантовки тяжелой трубы в дальнейшем этого- момента может оказаться
недостаточно, и полная кантовка не
произойдет. Целесообразно в первый момент кантовки создать
максимальные усилия со стороны пневмоцилиндра, что достигается
соответствующим подбором угла р.
Кантующие ролики профилируют с таким расчетом, чтобы их
можно было использовать при прокатке труб нескольких диаметров.
Например, для автомат-стана 140 применяют три комплекта
роликов: один — для труб диам. меньше 102 мм, другой —- для труб диам. 108—114 мм и третий — для труб диам. 121 —133 мм.
Основные виды брака. Трубы, прокатанные на автомат-стане,
всегда имеют на внутренней поверхности риски большей или меньшей глубины. Это
является серьезным недостатком процесса прокатки па таком стане, поскольку
требует дополнительной раскатки трубы на риллинг-станах. Глубокие риски
трудно устранить, и они остаются на готовой трубе.
Глубокие риски возникают, когда на рабочую часть оправки
налипает металл, если прокатку ведут без смазки или со смазкой низкого
качества. Таким образом, основным мероприятием по устранению рисок является
более частая замена оправок (нельзя допускать в работу оправки с большим
слоем налипшего металла). Смазка должна быть свободна от посторонних твердых
примесей (например, песка), которые могут оставлять глубокие следы на
поверхности труб.
Весьма распространенной причиной забракования труб
является отклонение толщины стенки от номинальной сверх допустимых пределов.
Брак по стенке может быть связан с повышенной разностениостыо трубы. В этом
случае средняя толщина стенки совпадает с номинальной, но разностенность
настолько велика, что в отдельных точках толщина стенки выходит за пределы
допуска.
Возникновение такого брака может быть обусловлено
повышенной разностенностью задаваемой гильзы (тогда необходимо принимать меры
по улучшению настройки прошивного стана или выравниванию нагрева), но
причиной брака может быть и неправильная настройка стана (осевое смещение
калибров верхнего и нижнего валка) или большой износ калибра. Подрегулировкой
положения валков и сменой калибра часто можно устранять повышенную
разностенность.
Брак по толщине стенки вызывается также увеличенной или
уменьшенной против расчетной вытяжкой. Чаще всего это связано с тем, что
диаметр одной оправки второго прохода заметно отличается от диаметра другой.
Так как зазор между валками при установившемся процессе не регулируется,
отклонение фактического диаметра оправки от номинального приводит к
колебаниям вытяжки. Повышение точности оправок всегда благоприятно для
точности готовых труб.
В связи с большой неравномерностью деформации и
возникновением растягивающих напряжений в металле, обрабатываемом
в зоне выпусков калибра, иногда на трубах наблюдаются
поперечные разрывы, называемые скворечниками. Появление таких дефектов может
быть вызвано неправильным конструированием калибра — применением больших
выпусков. Иногда такие дефекты появляются еще вследствие пониженной
пластичности материала, например вследствие его перегрева (особенно
высоколегированной стали). В процессе работы необходимо внимательно смотреть
за состоянием поверхности калибра. Местное выкрашивание, налипание, разгар с
образованием сетки приводят к появлению отпечатков на трубе. В этих случаях
необходимо переходить на прокатку в новом калибре.
|