ТПА С АВТОМАТ-СТАНОМ (СТАНОМ ТАНДЕМ).

В состав агрегата входит стан продольной прокатки на короткой оправке (стан Штифеля) трех типоразмеров (малые агрегаты типа 140 для прокатки труб диаметром 40-159 с толщиной стенки 3, 5-30 мм, средние типа 220 и 250 мм для производства труб 102-245 с толщиной стенки 45-50 мм, большие типа 350-400 для производства труб диаметром 127-426 с толщиной стенки 4-50 мм. Производят трубы широкого сортамента из углеродистых, низко- и высоколегированных, жаропрочных и коррозионностойких марок сталей. Сортамент: трубы для нефтяной промышленности (бурильные, обсадные, насосно-компрессорные), крекинговые, заготовки для холодного деформирования и другие.

По составу оборудования используются один или два прошивных стана, одна или две нагревательные печи, редукционно-растяжной или калибровочный стан. В состав оборудования, как правило, входят два риллинг-стана (обкатные машины).

Типовые схемы изображены на рис 1а, 1б, 1в. В агрегатах с автомат станами используется каскадное расположение оборудования, что являлось прогрессивным в конце 19 века, когда этот способ был изобретен. Этот принцип позволяет компактно расположить оборудование. В агрегатах со станом тандем в качестве передающего механизма чаще используют рольганги. Хотя длина агрегата становиться больше, потери тепла при транспортировке с одного стана на другой не изменяются за счет увеличения скорости движения заготовки.

Преимущества:

· Высокая маневренность, позволяющая в короткий промежуток времени осуществить переход с одного типоразмера труб на другой.

· Универсальность, обеспечивающая производство труб широкого сортамента из различных марок стали, с разным соотношением диаметра трубы к толщине стенки (с 4-5 до 40-50).

· Удовлетворительная производительность.

· Низкий расходный коэффициент металла.

· Высокая степень автоматизации и механизации производственного процесса.

Технологический процесс в целом аналогичен рассмотренному выше процессу производства труб на агрегате ТПА 30-102 и подробно изложен в учебниках. Прошивку осуществляют на повышенных углах подачи (до 15 град) и до 12 градусов на раскатных станах. С целью получения гильз высокого качества, технологической гибкости и высокой производительности применен прошивной стан с грибовидными валками. Некоторые недостатки этих станов конструктивного характера сдерживают их широкое применение - это консольное крепление валков, низкая жесткость стана, отсутствие регулировки угла подачи и другие. Однако еще в 1070 году во ВНИИМЕТМАШпрошел промышленное освоение и до сих пор успешно эксплуатируется на ОАО «Челябинский трубопрокатный завод». Затем этот стан был усовершенствован, что позволило при неизменном угле раскатки 17 градусов и регулировки угла подачи от 0 до 20 градусов создать благоприятные условия для широкого выбора режимов прошивки рис. 2.

Раскатка гильзы в трубу на автоматическом стане осуществляется в два прохода (рис.3, 4, 5), что часто создает диспропорцию в эксплуатации и технологических возможностях автомат-стана. Решить эту проблему можно за счет использования стана-тандем для продольной прокатки труб на короткой оправке. На этом стане осуществлено разделение проходов на две самостоятельных операции в отдельных клетях с осевой выдачей труб после прокатки (рис.3).

Гильза подается в валки 3 с помощью гидравлического толкателя 6 в автомат-стане и с помощью фрикционных валков – в стане тандем. Перед вторым проходом заготовку кантуют на 90 градусов для того, чтобы выпуски на трубах попадали в вершину калибра при последующей продольной прокатке труб. Стан тандем, в отличие от автомат-стана имеет две клети, что позволяет исключить возврат заготовки перед вторым проходом.

После каждого прохода оправку 5 удаляют со стержня, возврат заготовки 4 осуществляется роликами обратной подачи 1, 2 (рис.4).

Первоначально валки стана-автомата были многоручьевыми (рис.6) с разными калибрами, что делало возможным без перевалки прокатывать трубы разного диаметра. В этом случае передний стол перемещался и устанавливался таким образом, что ось входной стороны совпадала с осью требуемого калибра. Затем стали использовать одноручьевые валки, так как станы в основном использовались для массового производства труб. В настоящее время все чаще возвращаются к первоначальному варианту, что позволяет сделать производство более гибким.

Длина выходной стороны автоматического стана определяет наибольшую возможную длину прокатываемых труб и составляет 12-18 м.

Риллинг-станы предназначены для раскатки выпусков на поверхности трубы, снижения продольной и поперечной разностенности, устранения продольных рисок на внутренней поверхности трубы, при этом обычно увеличивается диаметр трубы и устраняется ее овальность (рис.5). Точные размеры готовой трубы получают на калибровочных и редукционно-растяжных станах. Дело в том, что хотя длина заготовки не превышает 12-18м, современные технологии позволяют получить черновую трубу с заведомо утоненными концами, такими, что после редуцирования происходит «компенсирование» утолщенных концов. На трубопрокатных агрегатах старого типа редуцирование производят без натяжения, что приводит к некоторому утолщению стенки трубы.

При редуцировании с натяжением длина труб достигает 50-60 м Разрезка осуществляется летучими пилами. Для уменьшения обрези в современных агрегатах целесообразно использовать программу оптимизации длин.

После охлаждения на цепном холодильнике трубы распределяются по поточным линиям отделки, включающие трубоправильные машины, трубоподрезные станки, линии автоматического контроля качества труб по марке стали, сплошности металла, качеству внутренней поверхности труб, размеров и др. Кроме этого в состав линии трубоотделки входят станки для разрезки, ремонта, нанесения смазки, упаковки и т.д.