Производство труб

Раздел: Производство

Наиболее широкое распространение в отечественной и зарубежной практике получили агрегаты с автомат-станом. Большой диапазон размеров прокатываемых труб и легкая перестройка на прокатку труб разных размеров создают на таких агрегатах большую маневренность в работе, что выгодно отличает их от других. Эти достоинства сочетаются еще с достаточно высокой производительностью. По производительности агрегаты с автомат-станом уступают лишь современным установкам с непрерывным станом.

В зависимости от сортамента прокатываемых труб агрегаты подразделяют на три типа: малые —для труб диам. до 150 мм, средние — для труб диам. до 250 мм и большие — для труб диам. до 530 мм.

В состав агрегата входят:

а) нагревательная печь (на современных агрегатах применяют кольцевые печи, а многие старые станы имеют еще методические печи);

Расположение оборудования малого агрегата с авгомат- станом:

б)        прошивной стан, чаще всего валкового типа (но именно на агрегатах с автомат-станом применяют прошивные станы с грибовидными или дисковыми валками);

в)         автомат-стан;

г)         риллинг-станы (из-за низкой производительности устанавливают два таких стана);

д)        калибровочный стан;

е)         подогревательная печь;

ж)        редукционный стан (редукционный стан и подогревательную печь устанавливают только на малых агрегатах, а иногда и на средних).

Типовая схема расположения оборудования малого агрегата показана на  102. Все оборудование размещено в одном пролете цеха и лишь нагревательная печь находится в параллельном пролете, где складируют металл и смонтировано оборудование для раскроя заготовки (гидравлические и механические прессы для ее ломки или резки), механизмы для сортировки и частичного ремонта заготовки.

Основные станы имеют каскадное расположение ( 103), т. е. ось прокатки каждого последующего стана находится на более низком уровне, чем предыдущего, и круглая заготовка или труба, выброшенная на наклонные стеллажи, соединяющие станы, легко перекатывается без применения дополнительных механизмов. Все станы устанавливают на одной отметке значительно еже.

Средние агрегаты с автомат-станом по расположению и составу оборудования ничем не отличаются от малых (иногда лишь отсутствует редукционный стан и подогревательная печь).

Расположение оборудования на больших агрегатах ( 104) несколько изменяется вследствие того, что в этом случае применяют два последовательно установленных прошивных стана. Кроме того, на больших агрегатах обычно имеются две кольцевые печи, так как производительности одной печи недостаточно.

Применение двух прошивных станов вызвано необходимостью получения тонкостенных гильз из заготовки диаметром, меньшим, чем диаметр гильз, и требуемое увеличение диаметра возможно только в две операции поперечно-винтовой прокатки. Кроме того, применение двух прошивных станов и уменьшение деформации на каждом из них снижает скольжение и, следовательно, способствует увеличению производительности и улучшению качества продукции. В этом смысле второй прошивной стан по характеру деформации и своему назначению правильнее называть элонгато- ром. Однако конструктивно он выполняется аналогично первому прошивному стану, и поэтому также называется прошивным, хотя по существу прошивку он не производит.

Технологический процесс на агрегатах с автомат-станом протекает в следующей последовательности. Заготовки необходимых размеров мостовым краном пакетами подают на загрузочный стол кольцевой печи, а затем поштучно загрузочная машина задает их в печь. Нагретые до 1180—1240 °С (в зависимости от марки стали) заготовки выдаются из печи. Для этого используют выгрузочные машины, по конструкции аналогичные загрузочным и отличающиеся лишь возможностью «поиска» заготовки в печи дополнительным перемещением хобота машины в горизонтальной плоскости.

Транспортным рольгангом заготовка направляется к прошивному стану. В конце рольганга, а иногда и в средней его части, установлен пневматический зацентровщик, который ударом бойка на переднем торце заготовки наносит центровальное отверстие после чего металл передается во входной желоб прошивного стана.

Прошивные станы имеют боковую выдачу гильз (лишь в последних конструкциях — осевую). По наклонной решетке гильза перекатывается к следующему стану. Обычно следующим является автомат-стан и лишь на больших агрегатах — второй прошивной стан. В последнем случае гильза подвергается повторной поперечно-винтовой прокатке с дальнейшим уменьшением стенки и увеличением диаметра, после чего по наклонным решеткам перекатывается к автомат-стану. При прокатке на автомат-стане толщину стенки, равную стенке готовой трубы, достигают в два прохода. После каждого прохода трубу передают на входную сторону, а после окончания прокатки — по наклонным стеллажам к одному из двух риллинг-станов. Риллинг-станы установлены параллельно один другому ,и распределение труб на каждый из этих станов производится специальными дозаторами. Наличие риллинг-станов является характерной особенностью агрегатов с автомат-станом. Прокатка на автомат-стане при помощи неподвижной оправки вызывает появление продольных рисок на внутренней поверхности труб. Устранение этих рисок (полное или частичное) разглаживанием поверхности трубы поперечно-винтовой прокаткой на оправке является основной задачей риллингования. Одновременно при этом несколько уменьшается поперечная разностенность труб. После прокатки на риллинг-стане труба снимается со стержня таким же образом, как и на прошивном стане с боковой выдачей, и скатывается на сборный рольганг, по которому транспортируется к калибровочному стану. Калибровочный стан, имеющий пять-семь клетей с групповым или индивидуальным приводом, окончательно формирует наружный диаметр и доводит его точность до норм, предусмотренных стандартами.

Требующиеся размеры трубы после прокатки на каждом стане рассчитывают следующим образом. Сначала определяют конечный диаметр готовой трубы в горячем состоянии (после выхода ее из последней клети калибровочного стана) по формуле

При риллинговании диаметр трубы увеличивается. Это достигается тем, что диаметр оправки риллинг-стана принимают на 2-3 мм больше внутреннего диаметра задаваемой трубы, а частично путем раскатки ее стенки. Наибольшее увеличение возможно при риллинговании тонкостенных труб и оно достигает 12—14 мм. Таким образом, диаметр калибра валков автомат-стана должен примерно быть равен диаметру готовой трубы, поскольку увеличение диаметра при риллинговании компенсируется последующим уменьшением его при калибровке. Размеры гильзы выбирают с таким расчетом, чтобы внутренний диаметр был на 3—6 мм больше диаметра оправки автомат-стана при первом проходе, а толщина стенки гильзы была больше толщины стенки готовой трубы на 3,0—6,5 мм. При этом большие величины обжатия принимают для толстостенных труб. Обычно диаметр заготовки примерно равен диаметру гильзы или отличается от него не больше чем на 5—10% . Отличие этих диаметров может быть в большую сторону при прокатке толстостенных труб и в меньшую при прокатке тонкостенных труб (т. е. заготовка может иметь диаметр меньше, чем диаметр гильзы). Практически диаметр заготовки отличается от диаметра готовой трубы весьма незначительно.

Все расчеты сводят в таблицу, в которой приводят также основные данные для настройки прошивного стана (расстояния между валками, линейками, положение оправки), полученные расчетным путем (см. гл. II).

данные по прокатке для труб разных размеров, прокатываемых на агрегатах с одним прошивным станом.

Переход на прокатку труб нового размера требует замены инструмента. Если труба нового размера отличается от предшествующей только толщиной стенки, то при незначительной разнице ее (до 5—10 мм) достаточно только заменить оправки на прошивном стане, автомат-стане и риллинг-станах. При более значительном отличии толщины стенки необходимо заменить также стержни оправок на всех станах. Замена инструмента производится за 5—7 мин. Более длительным является переход на прокатку труб другого диаметра. В этом случае, кроме замены оправок и стержней, необходимо еще заменить линейки прошивного и риллинг- станов. Переход на прокатку в другом калибре автомат-стана требует передвижения входного стола. В случае, если в установленном комплекте автомат-стана нет калибра, необходимого для прокатки труб заданного размера, приходится производить полную перевалку автомат-стана. Далее необходимо заменить все клети калибровочного стана. Так как полные перевалки сопряжены с большой потерей времени, обычно стараются выполнять их во время планово-предупредительных ремонтов.

Производительность всего агрегата определяется пропускной способностью того стана, который является «узким местом» при прокатке труб данного размера. Обычно узким местом является прошивной стан или автомат-стан. Риллинг-станы, как правило, имеют некоторый резерв производительности. Однако при небольших затруднениях в процессе, связанных с плохим захватом трубы или другими неполадками, этого резерва оказывается недостаточно, и риллинг-станы также могут стать узким местом. Как показывает практика, при прокатке тонкостенных труб или труб небольшой длины узким местом оказывается автомат-стан, а при прокатке толстостенных труб — прошивной стан. На прошивных и риллинг-станах производительность может быть повышена путем применения осевой выдачи гильз и труб. В этом случае узким местом оказывается автомат-стан.

Производственная мощность агрегатов с автомат-станом в сильной степени зависит от сортамента выпускаемых труб и ориентировочно составляет в год, тыс. т: для малых агрегатов 100—120; для средних агрегатов 200—250, для больших агрегатов 400.