Спосіб прокатки труб в багатоклітьовому редукційному стані

Спосіб прокатки труб в багатоклітьовому редукційному стані, при якому здійснюють деформацію заготовки з частковим обтисненням по діаметру в кожній з клітей середньої групи, більшим по величині від часткового обтиснення заготовки по діаметру в будь-якій з клітей головної та калібрувальної груп, причому в кожній парній кліті середньої групи встановлюють величину часткового обтиснення меншу, ніж у попередній парній кліті, який відрізняється тим, що часткове обтиснення по діаметру в кожній парній кліті середньої групи встановлюють в межах 1,01-1,02 від часткового обтиснення по діаметру в попередній непарній кліті середньої групи, часткове обтиснення по діаметру в кожній непарній кліті середньої групи встановлюють в межах 0,96-0,98 від часткового обтиснення по діаметру в попередній парній кліті середньої групи, а інтенсивність зміни часткових обтиснень по діаметру в середній групі клітей встановлюють в межах Іі=0,045-0,065%. mi Di 1 Di 100% Di 1 (1) (1 mZv ) - середній діаметр заго w 1 товки після прокатки в кліті з порядковим номером і-1, мм; w=1, 2, ..., i-1 - порядковий номер співмножника (номер кліті) у множенні i 1 (1 mZv ) (1 mZ1) (1 mZ2 )...(1 mZ(i 1) ) ; w 1 i=1, 2, ..., N-1, N - порядковий номер кліті, рахуючи за i=1 першу в напрямку ходи прокатки кліть; (19) i 1 Di 1 D0 UA (11) 77136 (13) (21) a200509720 (22) 17.10.2005 (24) 16.10.2006 (46) 16.10.2006, Бюл. № 10, 2006 р. (72) Козловський Альфред Іванович, Гуляєв Юрій Геннадійович, Шифрін Євген Ісайович, Квітка Наталія Юріївна, Гопайца Наталія Вікторівна, Щучко Володимир Миколайович, Лозовий Віктор Іванович, Юрковський Володимир Васильович, Чудаков Євген Федорович, Олійник В'ячеслав Семенович, Бойко Іван Петрович, Луценко Олег Вікторович, Грінберг Броніслав Михайлович, Круподер Андрій Миколайович (73) ЗАКРИТЕ АКЦІОНЕРНЕ ТОВАРИСТВО "НІКОПОЛЬСЬКИЙ ЗАВОД БЕЗШОВНИХ ТРУБ "НІКО Т'ЮБ" (56) SU 1324696, 23.07.1987 Г.И. Гуляев и др. Технология непрерывной безоправочной прокатки труб.- Москва " Металлургия", 1975.- ст.167, рис. 73 SU 588027, 15.01.1978 UA 60957, 15.10.2003 RU 2148445, 10.05.2000 3 77136 4 N - загальна кількість клітей в багатоклітьоворетному j-тому поперечному перетині, мм; му стані безперервної безоправочної прокатки hmid - середня товщина стінки труби в конкреттруб; ному j-тому поперечному перетині, мм; D0 - діаметр заготовки до початку деформації j - порядковий номер поперечного перетину в багатоклітьовому стані, мм. труби, в якому визначені значення величин hmax, В залежності від величини mi всі кліті багатокhmin та hmid; літьового стана умовно поділяють на кліті головної J - загальна кількість поперечних перетинів групи, кліті середньої групи та кліті калібруючої труби, в яких визначені значення величин hmax, hmin групи (дивися, наприклад, книгу: Г.И. Гуляев и др. та hmid. Технология непрерывной безоправочной прокатки Великі значення середньої відносної поперечтруб. Москва, Металлургия, 1975. Стор.167, рис. ної різностінності труби обумовлюють підвищений 73). розхідний коефіцієнт металу при виготовленні Розподіл часткових обтиснень по діаметру затруб, що знижує економічні показники виробництготовки в середній групі клітей можна охарактерива. зувати двома показниками: Найбільш близьким за технічною суттю до заспіввідношенням Ki часткових обтиснень по діявляємого (прототип) є спосіб прокатки труб в бааметру заготовки в наступній (mi) та попередній гатоклітьовому редукційному стані, при котрому (mi-1) клітях середньої групи здійснюють деформацію заготовки з частковим обтисненням по діаметру в кожній з клітей середmi Ki (2) ньої трупи, більшим по величині від часткового mi 1 обтиснення заготовки по діаметру в будь якій з інтенсивністю зміни часткових обтиснень по клітей головної та калібруючої груп, причому в діаметру, що є зміною середніх значень частковокожній парній кліті середньої групи встановлюють го обтиснення заготовки по діаметру між поточною величину часткового обтиснення меншу, ніж у по(mi) і попередньою (mi-1) клітями та між поточною передній непарній кліті і меншу за величину сере(mi) і наступною (mi+1) клітями середньої групи днього часткового обтиснення по діаметру в цій mi 1 mi mi mi 1 mi 1 mi 1 Ii групі клітей, а в кожній непарній кліті середньої (3) 2 2 2 групи встановлюють величину часткового обтисЗ фізичного значення співвідношення K, оченення більшу, ніж у попередній парній кліті і більвидно, що підрахувати величини K, є можливим в шу за величину середнього часткового обтиснення клітях середньої групи з поточними номерами від по діаметру в цій групі клітей, при цьому величину і=NG+1 до і=NG+NM (тут NG - загальна кількість клічасткового обтиснення в кожній наступній парній тей в головній групі; NM - загальна кількість клітей кліті встановлюють меншою за величину частковов середній групі). З фізичного значення інтенсивго обтиснення в попередній парній кліті [дивися, ності Ii очевидно, що підрахувати величини Ii є монаприклад, авторське посвідчення СРСР жливим в клітях середньої групи з поточними но№1324696, В21В17/14, 23.07.87]. мерами від i=NG+1 до і=NG+NM-1. Спосіб прокатки труб в багатоклітьовому редуВідомий спосіб прокатки труб в багатоклітьокційному стані відповідно прототипу дозволяє знивому редукційному стані, при котрому здійснюють зити величину відносної поперечної різностінності деформацію заготовки з частковим обтисненням труб у порівнянні із використанням способу прокапо діаметру в кожній з клітей середньої групи, бітки відповідно аналогу. Недолік способу відповідльшим по величині від часткового обтиснення зано прототипу полягає в тому, що він дозволяє готовки по діаметру в будь якій з клітей головної та одержувати малу відносну поперечну різностінкалібруючої груп, причому в деяких парних клітях ність (Вmid=11-15%) лише при виготовленні товстосередньої групи встановлюють величину частковостінних труб із показником співвідношення товщиго обтиснення більшу, ніж у попередній непарній ни стінки до діаметру (показником тонкостінності) кліті, а в деяких непарних клітях середньої групи St T (тут St, Dt - відповідно товщина стінки та встановлюють величину часткового обтиснення Dt меншу, ніж у попередній парній кліті [дивися, надіаметр готової труби після редукування, мм), що приклад, книгу: Г.И.Гуляев и др. Технология неперевищує 0,10. При T15%). Недолік способу прокатки труб в багатоклітьоВ основу винаходу поставлена задача створивому редукційному стані відповідно аналогу поляти спосіб прокатки труб в багатоклітьовому редукгає в тому, що при його використанні мають місце ційному стані, що забезпечить можливість виготовисокі показники величини середньої відносної влення труб з низькими значеннями відносної поперечної різностінності труби поперечної різностінності Вmid незалежно від вели100% J hmax hmin чини показника Т (співвідношення товщини стінки Bmid (4) J hmid готової труби St до діаметру готової труби Dt), за j 1 j рахунок цього дозволить знизити розхідний коефіде Вmid - середня відносна поперечна різносцієнт металу при виготовленні труб та, відповідно, тінність труби, %; - підвищити економічні показники виробництва. hmax - максимальна товщина стінки труби в Поставлена задача вирішується тим, що у віконкретному j-тому поперечному перетині, мм; домому способі прокатки труб в багатоклітьовому hmin - мінімальна товщина стінки труби в конкредукційному стані, при котрому здійснюють де 5 77136 6 формацію заготовки з частковим обтисненням по вих обтиснень по діаметру в середній групі клітей діаметру в кожній з клітей середньої групи, більвстановлюють в межах Ii=0,045-0,065%. Заявляєшим по величині від часткового обтиснення загомий в якості винаходу режим розподілу часткових товки по діаметру в будь якій з клітей головної та обтиснень по діаметру заготовки mi в середній калібруючої груп, причому в кожній парній кліті групі клітей стана (і=NG+1, NG+2...NG+NM-1, NG+NM) середньої групи встановлюють величину частководозволяє витримувати рівень поперечної різносго обтиснення меншу, ніж у попередній парній клітінності труб після редукування в межах Вmid=4-8% ті, додатково часткове обтиснення по діаметру в незалежно від показника тонкостінності труб Т. Це, кожній парній кліті середньої групи встановлюють в свою чергу, дозволяє знизити розхідний коефіців межах 1,01-1,02 від часткового обтиснення по єнт металу при виготовленні труб та покращити діаметру в попередній непарній кліті середньої економічні показники виробництва. групи, часткове обтиснення по діаметру в кожній Таким чином, при такій сукупності розподілу непарній кліті середньої групи встановлюють в часткових обтиснень заготовки по діаметру mi по межах 0,96-0,98 від часткового обтиснення по діаклітям середньої групи багатоклітьового редукційметру в попередній парній кліті середньої групи, а ного стана, яка пропонується в якості винаходу, інтенсивність зміни часткових обтиснень по діамезабезпечується виготовлення труби з високим рівтру в середній групі клітей встановлюють в межах нем показників точності. Отже, запропонований Ii=0,045-0,065%. винахід відповідає критерію "Корисність". Загальними ознаками найбільш близького Спосіб пояснюється графічно. На фігурі 1 по(прототип) та заявляємого способів є те, що проказано розрахункові залежності відносної поперекатка труб в багатоклітьовому редукційному стані чної різностінності труб Вmid від показника тонкосполягає в тому, що здійснюють деформацію заготінності труб Т при різних значеннях коефіцієнту товки з частковим обтисненням по діаметру в кожZ (тут пластичного натягу Z Z - напруга, що ній з клітей середньої групи, більшим по величині Ff від часткового обтиснення заготовки по діаметру в діє в поперечному перетині заготовки в міжклітинбудь якій з клітей головної та калібруючої груп, ному проміжку, МПа; Kf - опір деформації матеріапричому в кожній парній кліті середньої групи лу, з якого вироблена заготовка, що деформується встановлюють величину часткового обтиснення в редукційному стані, МПа). Позначення на рисунменшу, ніж у попередній парній кліті. ку: 1 - залежність Вmid від T при Z=0 в разі викорисВідрізняючи ознаки заявляємого способу є в тання способу редукування відповідно прототипу тому, що часткове обтиснення по діаметру в кож(параметри розподілу часткових обтиснень mi, ній парній кліті середньої групи встановлюють в величин Ki та Ii - в таблиці 1); 2 - залежність Вmid межах 1,01-1,02 від часткового обтиснення по діавід Т при Z=0,15 в разі використання способу реметру в попередній непарній кліті середньої групи, дукування відповідно прототипу; 3 - залежність часткове обтиснення по діаметру в кожній непарВmid від Т при Z=0 в разі використання заявляємого ній кліті середньої групи встановлюють в межах способу редукування (параметри розподілу част0,96-0,98 від часткового обтиснення по діаметру в кових обтиснень mi, величин Ki та Ii - в таблиці 2); попередній парній кліті середньої групи, а інтенси4 - залежність Вmid від Т при Z=0,15 в разі викорисвність зміни часткових обтиснень по діаметру в тання заявляємого способу редукування. середній групі клітей встановлюють в межах Обґрунтування заявляємого способу базуєтьIi=0,045-0,065%. ся на зіставленні розрахункових показників рівня Суть заявляемого винаходу не слідує явним відносної поперечної різностінності труб, виготовчином для спеціаліста з відомого рівня техніки. лених з використанням способів редукування відСукупність ознак, що характеризують відоме ріповідно прототипу та відповідно заявляємого спошення, не забезпечує досягнення нових властивособу редукування (фіг. 1). Для розрахунків стей і тільки наявність відрізняючих ознак винаховикористовували апробовану математичну модель ду дозволяє одержати нові властивості, новий формування поперечної різностінності при безопбільш високий технічний результат. Отже, пропоравочному редукуванні труб (дивися, наприклад, нуємий винахід відповідає критерію "Винахідницькнигу: Гуляев Ю.Г. и др. Математическое моделикий рівень". рование процессов обработки металлов давлениЗа наявними у заявника і авторів відомостями ем. Киев, Наукова думка, 1986. Стор. 189-207). сукупність ознак, що пропонується і характеризує Метод математичного моделювання використовусутність винаходу, невідома із сучасного рівня тевали з метою економії матеріальних ресурсів при хніки. Отже, винахід відповідає критерію "Новизпроведенні експериментальних досліджень. Остана". точну перевірку отриманих в процесі математичМета винаходу досягається за рахунок того, ного моделювання результатів здійснювали шлящо при визначенні величин часткових обтиснень в хом проведення промислових випробувань в середній групі клітей редукційного стана часткове умовах 22-клітьового редукційного стана трубовиобтиснення по діаметру в кожній парній кліті сереготівельного агрегату "30-102" Нікопольського задньої групи встановлюють в межах 1,01-1,02 від воду безшовних труб "Ніко Т'юб". часткового обтиснення по діаметру в попередній Заявляємий спосіб здійснюється таким чином. непарній кліті середньої групи, часткове обтисненПопередньо деформована в будь-якому труня по діаметру в кожній непарній кліті середньої бовиготівельному агрегаті (тривалковий розкатгрупи встановлюють в межах 0,96-0,98 від частконий, безперервний оправочний, автоматичний, вого обтиснення по діаметру в попередній парній пілігримовий, трубоелектрозварювальний і т.п.) кліті середньої групи, а інтенсивність зміни часткозаготовка задається у валки безоправочного бага 7 77136 8 Таблиця 1 токлітинного редукційного (калібровочного) стана безперервної прокатки. Часткові обтиснення mi в Параметри редукування труби кожної і-тої кліті стана безоправочної прокатки діаметром 70мм відповідно способу - прототипу призначають на підставі наступних послідовних міркувань, розрахунків та дій. Номінальний № Середній Часткова Співвід- Інтен1. Визначаються з діаметром D0 заготовки та діаметр тру- кліті, діаметр дефор- ношен- сивність діаметром Dt=DN труби. би Dt, мм і dcp, мм мація mi, ня Ki Ii 2. Обчислюють сумарну абсолютну D = D0% DN та сумарну відносну m D D0 деформації заготовки по діаметру в стані безоправочної прокатки. 3. Визначаються з кількістю клітей N, що є потрібними для здійснення деформації D . 4. Виходячи з практичного досвіду та особливостей сортаменту труб, що мають бути прокатаними, визначаються з кількістю клітей головної групи (NG) та кількістю клітей калібруючої групи (NK) та призначають величини часткових обтиснень mi в клітях цих груп. 5. Призначають часткове обтиснення в першій кліті середньої групи mNG+1. 6. Розподіляють часткові відносні деформації mi між клітями середньої групи з номерами і=NG+1, NG+2 ... NG+NM-1, NG+NM; при цьому дотримуються умов: для парних і співвідношення Ki дорівнює 1,01-1,02; для непарних і співвідношення Ki дорівнює 0,96-0,98; для клітей з номерами і=NG+1, NG+2 ... NG+NM-2, NG+NM-1 інтенсивність Ii дорівнює 0,045-0,065. 7. Перевіряють: чи співпадає розрахунковий діаметр готової труби з необхідною величиною Dt, і, в разі необхідності, корегують величини часткових обтиснень в головній і калібруючій групах клітей та першій кліті середньої групи. В таблицях як ілюстрація наведено параметри безоправочної безперервної поздовжньої прокатки труби діаметром Dt=D5=70мм (в холодному стані) із заготовки діаметром D0=135мм при температурі 835°С в багатоклітинному редукційному (N=18) стані при використанні відомого (прототип, табл. 1) та пропонуємого (табл. 2) способів. З розрахункових даних, наведених на фіг. 1, очевидно, що при використанні способу прокатки відповідно прототипу відносна поперечна різностінність труб Вmid значно (більше, ніж у 2 рази) перевищує відносну поперечну різностінність труб, виготовлених з використанням заявляємого способу. Спосіб, що пропонується в якості винаходу, апробовано в промислових умовах на тривалковому 22-клітьовому стані безперервної безоправочної прокатки труб агрегату "30-102". Встановлено, що при використанні заявляємого способу з'являється можливість зниження відносної поперечної різностінності труб та, відповідно, зменшення їх відбраковки у порівнянні з аналогічними параметрами при використанні відомого способу прокатки. Таким чином, дослідження в промислових умовах показують, що пропонує-мий спосіб відповідає критеріям "Промислова придатність" та "Корисність". 1 70,0 2 1 2 3* 4* 5* 6* 7* 8* 9* 10* 11* 12* 13* 14* 15 16 17 18 3 135,000 132,962 129,637 123,920 118,679 113,397 108,680 103,811 99,565 95,065 91,234 87,083 83,634 79,795 76,931 74,177 71,885 70,700 70,700 4 1,510 2,501 4,410 4,229 4,451 4,160 4,480 4,090 4,520 4,030 4,550 3,961 4,590 3,589 3,580 3,090 1,648 0,000 5 6 0,959 1,052 0,935 1,077 0,913 1,105 0,892 1,129 0,870 1,159 0,782 -0,020 0,035 -0,015 0,035 -0,020 0,030 -0,015 0,035 -0,020 0,186 Примітка: * - кліті середньої групи Таблиця 2 Параметри редукування труби діаметром 70мм відповідно зявляємого способу Номінальний № Середній Часткова Співвід- Інтендіаметр тру- кліті, діаметр дефор- ношення сивність би Dt, мм і dcp, мм мація mi, Ki Ii % 1 2 3 4 5 6 135,000 1 132,962 1,510 2 129,637 2,501 3* 123,933 4,400 4* 118,399 4,465 1,015 0,050 5* 113,309 4,299 0,963 0,051 6* 108,365 4,363 1,015 0,050 7* 103,815 4,199 0,962 0,050 8* 99,390 4,262 1,015 0,048 70,0 9* 95,312 4,103 0,963 0,049 10* 91,343 4,164 1,015 0,048 11* 87,682 4,008 0,962 0,048 12* 84,115 4,068 1,015 0,047 13* 80,822 3,915 0,962 0,047 14* 77,610 3,974 1,015 15 74,641 3,826 16 72,551 2,800 17 70,700 2,551 18 70,700 0,000 Примітка: * - кліті середньої групи 9 Комп’ютерна верстка Н. Лисенко 77136 Підписне 10 Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601