Производство труб на ТПА с автомат-станом

Классическая схема линии с автомат-станом предусматривает получение полых гильз на прошивном агрегате, прокатку этих гильз в трубы (прокатывают на автоматическом стане). Затем раскатку трубы в риллинг-станах и калибровку на калибровочных линиях. Чтобы получить трубу меньших Ø с более тонкой стенкой, часто применяют редуцирование.

Технологический процесс включает следующую процедуру операций (рис. 3). Нагретая до заданной температуры заготовка мерной длины выдается из печи и по наклонному стеллажу перекатывается на рольганг. В конце рольганга установлен пневматический зацентровщик, наносящий центрирующее углубление на торец заготовки перед прошивкой. Если заготовка плохо нагрета или произошла задержка в работе прошивного стана, вследствие чего заготовка долго лежала на рольганге, она отводится реверсом рольганга и сбрасывается в карман. Зацентрованную заготовку выбрасыватель с рольганга передает на стеллаж под уклоном, по которому она движется на входной желоб прошивного стана, закрывающийся крышкой. В валки прошивного агрегата заготовку задает пневматический вталкиватель по проводке, которая расположена между шпинделями на передней стороне рабочей клети. При движении заготовки под действием толкателя её при входе в калибр захватывают валки; калибр ограничен направляющими линейками.

По оси калибра расположена прошивная оправка, закрепленная на длинном оправочном стержне, установленном с возможностью вращения в зафиксированной упорной головке. Для центрирования стержня в процессе прошивки, предотвращения его изгиба под действием усилия прошивки на выходе стана последовательно через равные расстояния расположены роликовые центрователи (рис. 4).

Заготовка, перемещаясь вращательно-поступательно в очаге деформации, встречается с оправкой и трансформируется в полую гильзу, размеры которой определяются диаметром прошивной оправки и расстоянием между оправкой и валками. Передний торец гильзы движется через очаг деформации и далее относительно оправочного стержня по выходной стороне стана; при подходе торца гильзы к роликам центрователя, охватывающим оправочный стержень, ролики разводятся, чтобы могла свободно пройти прошиваемая заготовка. В таком положении центрователи выполняют функцию роликовых проводок.

Между центрователями установлены приводные выдающие ролики, которые после прошивки, когда конец гильзы покидает очаг деформации, извлекают гильзу из клети. Затем гильза покидает пределы стана с помощью роликов по оси стана или вбок от нее с помощью выбрасывателя и транспортируется на входную сторону второго прошивного стана, где происходит ее раскатка. Второй стан работает как первый прошивной стан.

Рис. 3. Технологическая схема прокатки труб на агрегате с автомат-станом

Рис. 4. Схема трехроликового центроватсля стержня с выдающими роликами

От прошивного стана гильза по наклонной решетке перекатывается в приемный желоб автомат-стана, который предназначен для раскатки гильзы в трубу (с заданной толщиной стенки). Основными составными автомат-стана являются рабочая клеть (рис. 5) и столы: передний и задний. Передний стол представляет собой раму, которая на катках по рельсам движется вдоль рабочих валков, на которых нарезан ряд калибров различного диаметра. Стол устанавливается напротив того калибра, в котором предполагается осуществлять прокатку. На столе смонтирован приемный желоб, задерживатель гильз, выбрасыватель гильз и подводящая и отводящая наклонные решетки. При задержках в работе автомат-стана, в связи с чем, затруднена подача очередной гильзы на раскатку, ее удерживают на решетке задерживателем.

Среднюю секцию желоба часто выполняют подъемно-поворотной для того, чтобы гильзу (трубу) можно было задать в рабочую клеть другим концом в случае незахвата гильзы и заката оправки. На переднем столе также монтируется кантующее устройство для поворота трубы на 90° перед вторым проходом. Кантующее устройство на малых станах выполнено в виде сближающихся роликов, а на средних и больших станах - в виде реечных кантователей. Гильза, поступившая в приемный желоб, задается толкателем в рабочие валки, захватывается ими и, перемещаясь в направлении, перпендикулярном оси валков, встречается с установленной в калибре неподвижной короткой оправкой. Стенка гильзы, проходя через очаг деформации, образованный оправкой и валками, утоняется до заданного размера. Однако при прокатке часть металла попадает в зазор между валками и не деформируется ими; как следствие, на боковой поверхности гильзы после первого прохода имеются два «лампаса», т.е. утолщения стенки, расположенные вдоль образующей трубы.

Рис. 5. Схема рабочей клети автоматического стана

Прокатанная гильза-труба попадает на выход автомат-стана, где центрируется проводками, смонтированными на раме. По завершении прохода оправка снимается торцом перемещаемой трубы со стержня и транспортируется по наклонному желобу в ванночку с водой. Ролики обратной подачи возвращают трубу на вход стана. Ролики расположены за рабочими валками, вращаются в обратную относительно вращения рабочих валков сторону.

При возвращении трубы на вход агрегата верхний рабочий валок чуть приподнимают для образования увеличенного холостого калибра. Нижний же ролик обратной подачи поднимается пневмоприводом вверх, прижимая трубу к верхнему ролику. Труба через увеличенный рабочий калибр передается на вход. Верхний подающий ролик установлен чуть выше выходящей из валков трубы, чтобы предотвратить наличие трения о трубу во время прохода. По высоте ролик не настраивается. Нижний ролик монтируется на подвижном рычаге. При прокатке он в нижней позиции.

Охлаждение переднего конца гильзы после прошивки сильнее заднего. Его деформация в автомат-стане требует больших усилий. Толщина стенки переднего конца трубы, поэтому, больше заднего (на 0, 3-0, 5 мм).

Внутрь трубы перед прокаткой забрасывают поваренную соль, смесь соли и графита, чтобы уменьшить трение и его коэффициент.

После возвращения трубы на вход стана подающими роликами (обратной подачи) она кантуется на 90°, на малых станах кантовка происходит во время подачи трубы. Передний стол ходит по направляющим, труба устанавливается напротив очередного калибра, где она прокатывается на оправке Ø на 1-2 мм большим, чем Ø оправки при первом проходе. Иногда прокатку ведут на оправке того же Ø, что и при первом проходе. Оправка перед прокаткой свободно лежит в желобе или на специальном устройстве и устанавливается на оправочный стержень передним торцом трубы при задаче ее в валки. После прокатки оправка вновь падает по лотку в ванночку с водой и извлекается оттуда вручную или специальным устройством для последующей прокатки.

Прокатанную трубу выбрасыватель выдает на желоб под наклоном, по которому идет к риллинг-станам, двух- или трех- валковым станам винтовой прокатки. В наличии агрегата два риллингстана, работающих параллельно, и трубы после автомат-стана задаются поочередно в каждый из риллингстанов.

На участке передачи труб от автомат-стана к риллинг-станам предусматривается возможность накопления труб, для чего на решетке устанавливаются дозаторы, карманы с круговыми выбрасывателями.

Труба с решетки поступает на вход одного из риллинг-станов, представляющий собой секцию рольганга с приводными регулируемыми по высоте роликами. У рабочей клети установлена вводная проводка, которую заменяют при переходе на трубы другого размера при прокатке. Подаваемая по рольгангу черновая труба захватывается рабочими валками, деформируясь на оправке. Оправка удерживается от смещения по оси в калибре между валками и направляющими линейками. Для получения труб одинакового Ø по длине со стенкой равномерной толщины величина обжатия устанавливается согласно изменению нагрузки на главный привод, чтобы она была постоянной. Обкатка происходит при угле подачи от 6° до 8°30'.

Перед прокаткой оправка лежит на нижней линейке и устанавливается по месту крепления в упорном стержне задаваемой в валки черновой трубой. После прокатки труба выдается на выход, аналогично процедуре на выходе прошивной линии. При боковой выдаче оправочный стержень уходит в крайнюю заднюю позицию, а оправка остается на нижней линейке.

На сегодняшний момент разработана конструкция трехвалкового обкатного стана. Увеличение числа рабочих валков способствует некоторому снижению разностенности получаемых труб.

После риллингования трубы переходят на калибровочный стан, включающий 5 - 7 клетей (двухвалковых) продольной прокатки (все валки приводные). Труба по рольгангу подводится к первой клети стана, захватывается ее валками и поочередно проходит через все клети, получая заданное обжатие по диаметру.

Целесообразно на калибровочном стане использовать групповой привод, так как образующееся при этом небольшое натяжение трубы не воздействует на изменение толщины ее стенки. Оси валков пары соседних клетей составляют угол 90°, что обеспечивает деформирование труб при прокатке в двух направлениях, взаимно перпендикулярных друг другу.

Калибры валков калибровочного агрегата обычно овальные с отношением осей, постепенно убывающим до 1, 0 в последней клети. Выходя из нее, труба имеет поперечное сечение правильного сечения круглой формы. Для направления труб на вход стана в первой клети имеется вводная воронка, а на последней клети и между клетями - проводки. По завершении прокатного процесса на калибровочном агрегате по рольгангу трубы передаются на охладительный стол цепного или шнекового типа, а затем на правильный стан и отделку.

После процедуры прокатки на редукционном агрегате трубы сбрасываются на обводящую решетку, минуют калибровочный стан, после чего поступают в печь на подогрев. Разогретые трубы следуют на редукционный стан, конструктивно выполненный как калибровочный, но насчитывающий до 26 клетей.