CC BY
84
ЭДЕБИЕТТЕР Т1З1М1
1 Фильтрование металла в литейной форме //Сборник материалов по фильтрам, эффективности применения, опыту использования в отечественной и зарубежной практике. - Москва, 2005 г.
2 http://www.stavrol.ru/articles/49.
Материал 27.03.14 баспаFа тYстi.
д. Ж. Жанэлиденова, С. С. Исмагулова, Ж. М. Акбердинова, Ж. Ж. Какимова, Г. Н. Ерсаин, А. Б. Есимханова, М. М. Суйтдгков Фильтрация алюминия на линии отлива
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар Материал поступил в редакцию 27.03.14.
A. Zh. Zhanalidenov, S. S. Issmagulova, Zh. M. Akberdinova, Zh. Zh. Kakimova, G. N. Ersain. A. B. Esimkhanova, M. M. Suyundikov Aluminium filtering on the casting line
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 27.03.14.
В работе рассматривается фильтрация алюминия на линии отлива. In the article there is considered the aluminium filtering on the casting line.
УДК 621.771
С. Е. Ибраева, А. Абаев, Р. И. Сержанов
Павлодарский государственный университет имени С. Торайгырова, г. Павлодар
СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ ПРОИЗВОДСТВА ТРУБ НА АГРЕГАТАХ С НЕПРЕРЫВНЫМ СТАНОМ
Статья содержит описание основньх узлов и конструкции непрерывных станов, позволяющих улучшить производство труб.
Непрерывные станы предназначены для раскатки гильзы в черновую трубу с минимальной толщиной стенки 2,5 мм из углеродистых и низколегированных сталей.
Станы непрерывной прокатки имеют семь-девять одинаковых рабочих клетей, хотя есть станы, в которых первые клети имеют валки несколько большего диаметра, поэтому сами клети оказываются более крупными.
Компоновка рабочих клетей бывает с последовательно расположенными клетями, в которых валки в соседних клетях находятся в горизонтальной и вертикальной плоскостях, и с последовательно расположенными клетями под углом 45° к горизонту и 90° друг относительно друга (угловая схема) [6].
Особенностью прокатки на непрерывном стане является утонение концевых частей трубы. С целью уменьшения длины этой части трубы применяют перемещение валков и изменение скоростного режима прокатки. Отличительной особенностью непрерывной прокатки является одновременная деформация металла трубы в нескольких последовательно расположенных клетях. Клети непрерывного стана оказываются взаимосвязанными друг с другом через прокатываемую трубу и оправку. Основное достоинство процесса - возможность прокатки черновых труб большой длины (до 33 м) с высокой (до 6,5 м/с) скоростью. Также отличительным признаком непрерывной прокатки является использование при изготовлении всего сортамента труб одного-, двух-, трех-, размеров трубной заготовки и черновой трубы с непрерывного стана. Поэтому все разнообразие готовых труб в сортаментном соотношении получают за счет их деформации в калибровочном и редукционном стане. К преимуществам ТПА с непрерывным станом следует отнести также благоприятные условия деформации металла в непрерывном стане, минимальные технологические отходы и расположение оборудования, удобное для автоматизации технологических операций [1,5,6].
Непрерывный стан горячей прокатки труб на удерживаемой оправке (RMM) с шестью клетями - настоящее сердце завода «KSP STEEL», за которым следует извлекательный стан с тремя клетями - их функцией является преобразование полой заготовки, полученной на косовалковом прошивном стане, в трубу, которая характеризуется относительно тонкой стенкой по сравнению с полой заготовкой и имеет длину до 29,5 м. Непрерывная прокатка трубы на непрерывном многоклетевом стане является наиболее перспективным способом производства труб с высокой производительностью. Прокатка осуществляется на длинной цилиндрической оправке, что позволяет получать трубы большой длины (в два с лишним раза большей, чем, например, при прокатке на автоматическом стане, где длина трубы ограничивается малой величиной деформации).
Раскатка труб в непрерывных станах получила за последние годы наибольшее развитие. Современные цехи производства труб на ТПА с непрерывным станом оснащены агрегатами большей единичной мощности. Все технологическое оборудование ТПА от загрузочных устройств нагревательных печей до участка нарезки труб охладительными столами устанавливается в едином технологическом потоке.
Одним из основных признаков классификации непрерывных станов следует считать тип применяемых оправок и характер их движения при прокатке. Известно несколько схем непрерывной прокатки труб:
1) на свободной длинной оправке, перемещающейся за счет сил трения, возникающих на ее поверхности при деформации трубы;
2) на неподвижной длинной оправке;
3) на неподвижной короткой оправке;
4) на неподвижной удерживаемой оправке;
5) на ускоренно перемещающейся оправке;
6) на самоудерживаемой оправке и др.
Из них в промышленных условиях применяют первый и четвертый способы; второй и третий применялись ранее, остальные не реализованы.
В отечественной и мировой практике разработаны способы непрерывной прокатки на удерживаемой оправке с перемещением ее в направлении прокатки со скоростью, равной скорости прокатки в первой клети стана (частично удерживаемой оправкой) [7].
Указанные способы благодаря равномерной деформации металла по всей длине трубы позволяют:
1) получать трубы с равномерным диаметром и толщиной стенки;
2) уменьшать длину и износ оправки;
3) создавать нормальный тепловой режим их работы.
Для достижения хорошего качества внутренней поверхности труб и увеличения срока службы оправок выбирают скорость оправки всегда равной или большей скорости выхода прокатываемой трубы из первой клети стана, а относительную скорость между трубой и оправкой - на уровне скоростей, принятых в непрерывных станах с плавающей оправкой.
Максимальный диаметр оправки 275 мм, минимальный - 150 мм. Рабочая длина оправки приблизительно 12.5 м, длина оси извлечения оправки - 6.5 м, общая длина оправки - 19 м.
Основные рабочие характеристики непрерывного стана горячей прокатки на удерживаемой оправке: максимальная скорость проката трубной заготовки - 1,2 м/с; максимальная скорость проката выходящей трубы - 4,0 м/с; максимальная скорость работы оправки - 1,2 м/с (во время проката); максимальная скорость подачи оправки - 4,0 м/с; максимальная скорость возврата оправки - 6 м/с; максимальный диаметр большой клети прокатного стана - 780 мм; длина большой клети прокатного стана - 450 мм; максимальный диаметр малой клети прокатного стана - 680 мм; длина малой клети прокатного стана - 400 мм. [3].
Для осуществления прокатки труб на непрерывных трубопрокатных станах используют плавающую или свободную оправку, которая вводится в раскатываемую толстостенную гильзу, перемещается совместно с трубой за пределы стана и извлекается из нее оправкоизвлекателем цепного типа. В этом случае оправка изготавливается монолитной. Она содержит направляющий конус на переднем торце, цилиндрическую часть и хвостовую часть в виде кольцевой проточки, за которую цепляется захват оправкоизвлекателя.
Монолитные оправки имеют несколько недостатков:
- ограничение прокатываемого сортамента (трубы диаметром более 152 мм с использованием таких оправок не производят) из-за увеличения их веса и возникновения неприемлемых динамических нагрузок на оборудование;
- необходимость размещения дополнительного оборудования в виде извлекателя;
- значительная температурная неравномерность раската по его длине, которая снижает точность толщины стенки;
- пониженное качество внутренней поверхности труб.
Недостатком конструкции является ещё и то, что в процессе прокатки износ оправки происходит на участке, прилегающем к переднему торцу, в то время как задняя часть оправки практически не изнашивается. Задача изобретения заключается в том, чтобы повысить эксплуатацию оправочного узла, за счет увеличения количества прокатанных труб.
Оправочный узел непрерывного стана который включает в себя оправку и имеет конусную часть на переднем конце, цилиндрическую часть и хвостовую часть с глухим резьбовым отверстием, который служит для ниппельного соединения цилиндрической части оправки с удлинителем, отличающийся тем, что на другом конце цилиндрической части оправки выполнено соосное, идентичное первому глухое резьбовое отверстие для соединения посредством ниппельного соединения цилиндрической части оправки с ее конической частью, при этом оправочный узел выполнен с возможностью попеременного соединения торцов цилиндрической части оправки с удлинителем и конической частью. Оправочный узел будет отличаться тем, что коническая часть оправки соединена с торцом цилиндрической части с зазором. Этот зазор будет заполнен жаростойким герметизирующим материалом, это необходимо для предохранения резьбового соединения от попадания в него окалины и обеспечения надежного развинчивания после нескольких сотен циклов прокатки.
Рисунок 1 - Оправочный узел непрерывного трубопрокатного стана 1 - цилиндрическая часть оправки; 2- коническая часть оправки;
3 - удлинитель (не попадает в зону деформации); 4 - цилиндрическая часть оправки заполненная жаростойким герметизирующим материалом;
5 - замковый хвостовик
Если при прокатке полого тела на длинной оправке в двухвалковой клети скорость выхода металла обозначить V. то скорость входа будет меньше и равна —, т.е.
по длине очага деформации скорость металла изменяется. Оправка, движущаяся благодаря возникающим фрикционным силам, получит скорость несколько меньшую максимальной скорости металла. Таким образом, поверхность металла с правкой можно разделить на две зоны: зона, где вначале металл отстает от оправки, а затем зона, где он опережает оправку. Если прокатка ведется одновременно в двух или более клетях, то благодаря взаимному влиянию скорость оправки будет отличаться от скорости металла в каждой клети еще в большей степени. В результате в некоторых клетях металл по контактной поверхности будет опережать оправку,
43
а в других клетях, наоборот, отставать от оправки. Если же прокатка ведется одновременно в двух или большем числе клетей, то благодаря взаимному влиянию скорость оправки будет отличаться от скорости металла в каждой клети еще в большей степени. В результате в некоторых клетях металл по всей контактной поверхности будет опережать оправку, а в других клетях, наоборот отставать от оправки. Следует иметь в виду, что при работе стана с отсутствием кинематического натяжения (С = 1) вследствие разных скоростей металла и оправки и воздействия возникающих при этом сил трения фактически процесс протекает с некоторым натяжением или подпором. Например, в последних клетях оправка, имеющая меньшую скорость, чем труба при входе и выходе из клети, оказывает тормозящее действие и вызывает дополнительный передний подпор и заднее натяжение; в первых клетях характерно обратное соотношение скоростей металла и оправки, благодаря чему возникают переднее натяжение и задний подпор [2].
Рассмотрим скоростные условия прокатки трубы в первой паре валков непрерывного стана, работающего с натяжением. Из первой пары валков труба выходит со скоростью Увых1. Так как число оборотов валков второй пары более предполагаемо законом постоянства секундных объемов, она способна захватить трубу со скоростью Увых2>Увых1. Но при захвате металла валками второй клети происходит выравнивание скоростей за счет увеличения скорости выхода металла из предыдущей клети вследствие тянущего действия последующей и за счет уменьшения скорости входа в следующую клеть из-за сдерживаемого действия предыдущей. Поэтому как только труба попадает во вторую клеть, немедленно происходит изменение скорости прокатки, как в первой клети, так и во второй.
Труба, которая выходит из второй клети после захвата третьей снова изменяет свою скорость. Так как металл изменил свою скорость во второй клети, должна измениться и скорость выхода из первой клети. Поэтому, каждая последующая клеть оказывает влияние на все предыдущие клети непрерывного стана, и по мере заполнения его металлом скорости прокатки по клетям изменяются. При заполнении стана металлом, когда труба будет находиться одновременно во всех клетях, скорость прокатки в каждой клети установится и будет постоянной, соответствующей определенному режиму натяжения. Как только задний конец трубы начнет выходить из первых клетей стана, происходит рассогласование скоростей. Поэтому, при прокатке в непрерывном трубопрокатном стане можно рассматривать три этапа процесса: заполнение всех клетей стана металлом, установившийся процесс и освобождение стана от трубы [5].
Большое влияние на производительность и качество гильз оказывает правильный выбор коэффициента обжатия (вытяжки) при прошивке цпр.
Общий коэффициент обжатия по непрерывному стану:
К = ГАС т* С Л1 = 2702/[4* 12(328- 12)] = 4,8
Бз - диаметр заготовки;
Бгт - диаметр трубы в горячем состоянии;
8гт - толщина стенки трубы в горячем состоянии.
В этом случае обжатие влияет на скорость прокатки и качество продукции. Если в одной клети обжатие больше чем в другой, или наоборот, то на заготовке появляется вспучивание и изменяется скорость прокатки, что может привести к натяжению или подпору металла. Чтобы этих дефектов не было, коэффициент обжатия между валками должен быть одинаковым [1].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1 Технология трубногопроизводста: Учебник для вузов / В. М. Данченко, А. Б. Коликов, П. А. Романцев. - М: «Интермет инжиниринг», 2002. - 640 с.
2 Технология производства труб: Учебное пособие / Ю. Ф. Шевакин, А. П. Кориков, Ю. Н. Райков под редакцией Шевакина. - М. : «Интермет ижиниринг», 2005. - 568 с.: с иллюстрациями.
3 Совершенствование производства стальных труб: В. Г.Зимовец, В. Ю. Кузнецов,
A. П. Коликов. - М. : изд-во «МИСиС», 1996 . - 479 с.
4 Горячая прокатка и прессование труб: Данилов А. Ф., Глейберг А. З., Балакин В. Г. - Изд. «Металлургия», 1972. - 576 с.
5 Технология и оборудование трубного производства: Учебник для вузов/
B. Я. Осадчий, А. С. Вавилин, В. Г. Зимовец, А. П. Коликов. - М. : «Интермет инжиниринг», 2001. - 608 с.
6 Машины и агрегаты трубного производства: Учебное пособие для вузов / А. П. Коликов, В. П. Романенко, С. В. Самусев и др. - М., изд-во «МИСиС», 1998 - 536 с. - C. 121.
7 Технология прокатного производства: Учебное пособие для вузов/ Б. Б. Диомидов, Н. В. Литовченко - М. : «Металлургия», 1979. - 483 с.
Материал поступил в редакцию 27.03.14.
C. Е. Ибраева, А. Абаев, Р. И. Сержанов
Yздiксiз орнакты агрегаттарда кубырларды eндiрудi жетiлдiру
С. ТораЙFыров атындаFы Павлодар мемлекеттж университет^ Павлодар
Материал 27.03.14 баспаFа тYстi.
S. E. Ibraev, A. Abaev, R. I. Serzhanov
Improving production of pipes on the continuous mill units
S. Toraighyrov Pavlodar State University, Pavlodar.
Material received on 27.03.14.
Мацала цубыр endipicin жацсартатын толассыз бтж констркциясынан жэне nesi3si тушншектердщ сипаттамасынан турады.
The article contains a description of the basic units and structures of the continuous mills, allowing to improve the production of pipes.
