Использование по назначению прошивного стана. Трубопрокатные станы - классификация и устройство. Выходная сторона прошивного стана

Все трубопрокатные станы можно разделить на три группы:

Прошивные станы бывают с бочкообразными, грибовидными и дисковыми валками . Агрегат с бочкообразными валками имеет два рабочих валка с двойной конусностью диаметром от 450 до 1000 мм. Оба валка расположены в горизонтальной плоскости, причем их оси в вертикальной плоскости наклонены друг к другу на угол, который можно регулировать от 5 до 18° и более (угол подачи) .

При прошивке круглой заготовки оба валка вращаются в одном направлении. Для удержания металла в очаге деформации есть две направляющие линейки, расположенные в вертикальной плоскости, или два неприводных ролика.

Заготовка, поступающая в валки, делает сложное, вращательное и поступательное движение (вследствие наличия угла подачи) .

При винтовой прокатке в валках с двойным конусом в металле возникают растягивающие и касательные напряжения, причем радиальные растягивающие напряжения достигают значительных величин и вызывают образование полости сравнительно небольшого диаметра, с неровными стенками. Для получения внутреннего отверстия нужного диаметра с ровной поверхностью прокатку проводят на оправке - конусообразной инструменте, установленном на конце стержня между валками на пути движения заготовки. Стержень с оправкой устанавливают в специальном упоре. При движении вперед заготовка надвигается на оправку - прошивается, при этом происходит расширение и выравнивание прошитого отверстия .

На рис. 4.1 приведена схема расположения узлов прошивного стана, который состоит из двух рабочих валков 1, соединенных с шестеренной клетью 2 и электродвигателем 3 с помощью соединительных шпинделей 4. Между шпинделями устанавливаются толкатель 5 и направляющий желоб 6. В специальном упоре с замком 8 крепят стержень 7 с оправкой на конце. Для приема прошитой гильзы установлен рольганг 9.

Заготовку для такого трубопрокатного стана, привычно круглого сечения, нагревают в методических печах, откуда ее выдают на рольганг. С рольганга заготовка поступает в приемный желоб, по которому с помощью толкателя подается в валки прошивного агрегата. При выходе из валков гильза находится на стержне и снимается со стороны его заднего конца после открытия замка.

Толстостенные гильзы, полученные на различных прошивных агрегатах, прокатывают в тонкостенные трубы в горячем состоянии на раскатных станах:

пилигримовых;
автоматических;
непрерывных;
трехвалковых.

Название трубопрокатного агрегата определяется типом раскатных станов .

Пилигримовый стан состоит из двухвалковой клети и подающего механизма . Направление вращения валков в этом агрегате противоположный движению заготовки. обжимается в калибре переменного сечения только за полуоборот валков. В следующий полуоборот заготовка проходит между валками без обжатия.

Рабочий процесс прокатки труб на пилигримовом стане (рис. 4.2) состоит в следующем: в толстостенную гильзу 1, которая поступает из прошивного агрегата, пропускают оправку 2 подающего механизма, причем длина оправки больше длины гильзы. Гильза вместе с оправкой медленно перемещается подающим механизмом к валкам. Как только металл достигает валков, калибр 3 захватывает часть гильзы (рис. 4.2, а) и обжимает ее своей рабочей частью (рис. 4.2, б) . Во время прокатки, валки стремятся вытолкнуть гильзу с оправкой назад, однако этому препятствует подающий механизм.

Более того, сам механизм с малой скоростью непрерывно движется вперед. Конец оправки связан с поршнем пневматического цилиндра. После полуоборота валков гильза выходит из рабочей части калибра и становится свободным. В течение следующего полуоборота приведен в движение поршень быстро толкает вперед оправку с гильзой, которые при этом движении возвращаются по их продольной оси на 90° (рис. 4.2, б), и затем валки захватывают новую часть гильзы. Подающий механизм в течении одного оборота валков перемещается вперед на расстояние от 8 до 25 мм.

Процесс продолжается до тех пор, пока не будет прокачана вся гильза . По окончании прокатки валки разводят и подающий механизм обратным ходом вытягивает оправку из трубы. Освобожденное изделие отводится задним рольгангом к горячей пиле, где отрезают так называемую пильгерную головку.

Внутренний диаметр раскатанного изделия практически равен диаметру оправки , а ее внешний диаметр - диаметру калибра . На периодических станах можно получать трубы с наименьшим внешним диаметром 45 мм. Для получения изделий меньших размеров, полупродукт из периодического агрегата передают на редукционный или волочильный станы.

Автоматические раскатные станы являются наиболее распространенными для прокатки бесшовных труб ; они обеспечивают вытяжку, равной 1,2-2 в зависимости от размеров изделий. Автоматический агрегат состоит из двухвалковой клети с валками диаметром до 1000 мм и специальных роликов обратной подачи.

Валки агрегата имеют ряд круглых калибров различных диаметров. В калибр вставляют оправки, которое удерживается на месте стержнем, неподвижно закрепленным в упорной станине. При прокатке на автоматическом агрегате происходит уменьшение диаметра и толщины стенки трубы, которая определяется просветом между калибром и оправкой. Привычно прокатка проходит в два-три пропуска с поворотом изделия после каждого пропуска на 90°.

Схема прокатки на автоматическом стане приведена на рис. 4.3 . Труба, пройдя через валки 1 агрегата, оказывается на стержне с задней стороны агрегата. Передача трубы на переднюю сторону осуществляется парой роликов 2 обратной подачи: нижний ролик поднимается и прижимается к изделию, которая силой трения скивается со стержня и передается на переднюю сторону агрегата. Верхний рабочий валок стана в это время поднимается, чтобы пропустить трубу. После передачи ее на переднюю сторону валок снова опускается в рабочее положение. Высота рабочего валка и сближения роликов обратной подачи полностью автоматизированы.

Трубу на автоматическом агрегате привычно прокатывают по два пробела с поворотом ее на 90° и заменой оправки после каждого пропуска. После прокатки на автоматическом стане труба выходит слегка овальной, разностенной и с недостаточно гладкой поверхностью. Для предоставления круглой формы, уменьшение разностей и полировки внешней и внутренней поверхностей, изделие после прокатки по рольганга подают в обкаточные машины, а затем, для получения окончательных размеров по диаметру, - в калибровочный агрегат .

Непрерывны раскатные станы разделяют на два типа. Непрерывный агрегат старого типа состоит из семи пар валков: четырех - горизонтальных и трех - вертикальных . Привод всех валков осуществляется от одного двигателя через сложную систему шестеренных передач.

Непрерывный агрегат нового типа состоит из девяти клетей, причем, оси валков этих клетей расположены под углом 90° друг к другу и под углом 45° к горизонтальной плоскости (рис. 4.4) . Привод валков каждой клети осуществляется от индивидуального двигателя, который обеспечивает более простую настройку и регулирование стана. Прокатку на непрерывных агрегатах ведут с применением подвижной цилиндрической оправки, на которую надевается гильза, которая поступает из прошивного стана. После прокатки, оправки извлекают из труб на специальной машине, охлаждают и снова используют .

Разновидностью раскатных агрегатов являются также трехвалковые агрегаты для прокатки главным образом труб из легированных сталей. Их отличительная особенность заключается в том, что на них можно получать изделия очень точных размеров .

На рельсовых станах (рис. 4.5) трубы получают протягиванием. Первичный материал - квадратная катаная заготовка , которая разрезана на куски необходимой длины, нагревается в методической печи и прошивается на прессе в гильзу с дном или стакан, поступающих затем на рельсовый агрегат. В стакан вводится оправка и он протягивается сквозь ряд колец со уменьшающимися диаметрами отверстий, при этом толщина стенки изделия постепенно уменьшается.

После протяжки на рельсовом агрегате, труба вместе с оправкой поступает на обкаточную машину, в которой диаметр изделия несколько увеличивается, что облегчает извлечение из нее оправки. В последние годы рельсовые агрегаты не устанавливают, так как этот метод производства считается устаревшим.

После прокатки на раскатных станах трубы поступают на отделочные агрегаты. К таким агрегатам относят:

обкаточные;
калибровочные;
редукционные.

Как было отмечено, обкаточные прокатные агрегаты устанавливают обычно за автоматическими, а иногда и за рельсовыми.

По своей конструкции обкаточные двухвалковые станы подобные прошивным, косой прокатки. Их валки наклонены друг к другу под углом ~ 6,5° и вращаются в одну сторону. Прокатку труб проводят на оправке, закрепленной на стержне . Изделие, продвигаясь вперед, одновременно вращается вместе со стержнем. Обкаточный агрегат предназначен для раскатки стенки трубы и полировки внешней и внутренней поверхностей для получения равномерной толщины стенки и одинакового диаметра изделия по длине.

Калибровочные станы устанавливают за обкаточными и предназначены для устранения овальности и получения труб заданного диаметра . Калибровочные агрегаты могут иметь от одной до двенадцати клетей. В каждой клети устанавливают одну пару валков, расположенных горизонтально, вертикально или наклонно. Наиболее широко применяют многоклетьевые калибровочные станы , в которых оси каждой пары валков наклонены к горизонту под углом 45° и относительно соседней пары валков под углом 90°. Валки этих агрегатов оборачиваются, от одного для всех клетей двигателя, или могут иметь индивидуальный привод.

В многоклетьевых калибровочных агрегатах одновременно с калибровкой осуществляется исправление труб , и необходимость в станах для горячего исправления изделий отпадает.

Редукционные станы являются непрерывными агрегатами для горячей прокатки труб без оправки с целью уменьшения их диаметра. По количеству валков, которые образуют калибр в каждой клети, различают двух-, трех-и четырехвалковые редукционные агрегаты . Валки в клетях расположены поочередно горизонтально, вертикально и под углом 45°. Конструкция двухвалковых редукционных станов аналогичная калибровочным многоклетьевым агрегатам. Различия в размерах и количестве клетей (в редукционных их бывает до 24 и более).

Окончательная обработка бесшовных тонкостенных стальных труб заключается в холодной прокатке, холодном волочении или сочетании этих способов. Вследствие особых условий холодного волочения изделий через глазок коэффициент вытяжки за один проход привычно не превышает 1,5-1,8.

При холодной прокатке труб на агрегатах, которые работают по принципу пилигримовых станов , можно более полно использовать пластичность металла, получая коэффициенты вытяжки в среднем 4-6 и в отдельных случаях даже 6-8. Хотя способ холодной прокатки более эффективен по сравнению с холодным волочением, однако при холодной прокатке необходимо часто осуществлять перевалку валков, занимает 3-4 ч, а при холодном волочении изменение инструмента занимает всего несколько минут. Поэтому в современных цехах для производства применяют оба процесса обработки.

Волочение труб проводят тремя способами:

1) без оправки;
2) на короткой;
3) на длинной оправках (рис. 4.6) .

Если необходимо уменьшить только диаметр трубы, применяют волочение без оправки через волочильное кольцо , неподвижно закрепленное в люнеты волочильного стана. Если нужно одновременно уменьшить диаметр и толщину стенки, возможно волочения как на короткой, так и на длинной оправках.

При волочении на короткой цилиндрической оправке через волочильное кольцо оправку удерживается в определенном положении с помощью стержня . Труба при прохождении через кольцевую щель между оправкой и кольцом обжимается по диаметру и толщине стенки, что обеспечивает ее вытяжку. Волочение на длинной оправке отличается тем, что оправка, которая находится внутри трубы, не закрепляется, а перемещается вместе с изделием . При этом силы трения между изделием и инструментом меньше, чем при волочении на короткой оправке, что позволяет делать большие обжатия за один проход.

Сварные трубы изготавливают на трубосварочных агрегатах различными способами, из которых наиболее распространены:

непрерывная печная сварка;
контактная электросварка методом сопротивления;
электросварка с индукционным нагревом;
дуговая электросварка под слоем флюса или в среде защитных газов и т.д.

Процесс получения изделий, как отмечалось выше, состоит из получения заготовки в виде свернутой полосы и сварки ее в трубу.

Трубосварочный агрегат - комплекс машин и механизмов, предназначенных для изготовления труб, их транспортировки, обработки, нанесения покрытий, складирования и упаковки. В такой агрегат обычно входит несколько многоклетьевых станов:

формовочный
редукционный
калибровочный.

На рис. 4.7 приведена схема непрерывного процесса печной сварки изделий, который осуществляется в следующем порядке.

Рисунок. 4.7. Схема процесса печной сварки труб

Горячекатаный штрипс 1 (из низкоуглеродистой стали) непрерывно движется через печь, в которой с помощью газовых горелок 2, его кромки нагреваются до 1450° С (температура сварки), а середина штрипса-до 1350° С. При выходе из печи кромки штрипса обдувают струей воздуха из сопла 3, чем обеспечивается удаление окалины с кромок штрипса и повышение температуры их нагрева на 50-80° С. Первая приводная пара валков 4 обращает штрипс в трубную заготовку без соединения кромок. Вторая приводная пара валков 5 сводит кромки заготовки и, сжимая их, заставляет свариваться в трубу 6.

Сварка кромок сложившейся заготовки представляет процесс кузнечной сварки, который заключается в использовании способности к молекулярному сцеплению поверхностей металлов , нагретых до высокой температуры.

В последние годы развился и получил распространение способ производства труб электросваркой .

Первичным материалом служит холоднокатаная лента в рулонах , а для больших диаметров труб - листовая заготовка . Получение изделий из полосы-заготовки осуществляется в шести парах валков непрерывного формовочного стана (рис. 4.8) . У него четвертая пара валков расположена вертикально. Сложившаяся в холодном состоянии заготовка после выхода из последней клети сваривается в стык в специальных электросварочных машинах. В этих машинах нагрев может осуществляться через контакты по которым подводится ток (кондукционный нагрев) и с помощью индукторов (индукционное нагревание) и другими методами. Индукционным методом электросварки изготавливают трубы диаметром от 4 до 1400 мм с толщиной стенки от 0,15 до 20 мм.

Наконец, особое место занимают станы спиральной сварки труб . На этих станах изделия получают завивкой полосы по спирали на цилиндрической оправке и непрерывной сваркой спирального шва автоматической сварочной головкой. Этот способ имеет существенные преимущества перед изготовлением изделий с продольным швом:

1) диаметр труб, не зависит напрямую от ширины исходной полосы, так как величина диаметра определяется не только шириной полосы, но и углом подъема спирали. Это позволяет со сравнительно узкой полосы получать трубы большого диаметра,
2) спиральный шов добавляет изделию большую твердость. Вследствие спирального расположения шва последний нагружен на 20-25% меньше, по сравнению с продольным,
3) спирально-сварные трубы имеют более точные размеры и не требуют после сварки калибровки их концов.

Однако, помимо преимуществ, есть и недостатки такого процесса, а именно:

низкая производительность
невозможность получения качественного шва при значительной серповидности полосы.

Сортамент продукции, выпускаемой трубопрокатным цехом. Анализ технологии горячего проката труб на трубопрокатном агрегате. Оборудование, инструмент и смазка, используемые при горячем прокате труб. Виды несоответствий продукции, меры по их устранению.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru

МИНИСТЕРСТВО ОБЩЕГО И ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ СВЕРДЛОВСКОЙ ОБЛАСТИ

«КАМЕНСК-УРАЛЬСКИЙ ТЕХНИКУМ МЕТАЛЛУРГИИ И МАШИНОСТРОЕНИЯ»

Специальность 22.02.05.

Обработка металлов давлением

Группа ОМД - 313

Отчет по производственной практике

ПАО «СинТЗ» цех Т-3

Студент С.М. Кирпищиков

Руководитель практики:

Л.В. Петрова

ВВЕДЕНИЕ

К строительству нового трубопрокатного агрегата на Синарском Трубном Заводе приступили весной 1979 г. Первоначально трубопрокатный цех № 3 задумывался как план реконструкции старого ТПА-60, эвакуированного в 1942 году из Днепропетровска. В реальности же получился высокопроизводительный стан на плавающей оправке, катающий свыше 300 штук труб в час. Проектная мощность ТПА-80 315тыс.тонн стальных труб в год.

Основные звенья единой технологической цепочки являются участок горячего проката труб и участок пил пакетной, резки и отделки и сдаче труб. В технологическом процессе задействованы Бюро по учету основного производства, участок подготовки заготовки, участок готовой продукции, участок по подготовке прокатного инструмента, участок по ремонту сменного оборудования и технологического инструмента, а так же крановое и складское хозяйство. В состав основного оборудования входят: печь с шагающим подом, обжимной стан, прошивной стан, восьмиклетьевой непрерывный стан, 24-клетьевой редукционный стан, охладительный стол, пилы пакетной резки труб, линии отделки труб, участок по производству длинномерных оправок.

Уникальной особенностью цеха является расположение основного технологического оборудование на высоте шести метров от уровня пола на отметке «+6,0». Масло подвал и машинное помещение разметили на отметке «+0,0» для удобства и доступности его обслуживания и ремонта.

В цехе Т-3 используют катаную заготовку диаметром 120 мм и непрерывнолитую диаметром 145-156мм. Использование непрерывнолитой заготовки стало возможным в 2007 году после установки трехвалкового обжимного стана. Это позволило получать заготовку с предприятий ТМК - Северского, Волжского трубных, Таганрогского металлургического заводов.

1. СОРТАМЕНТ ВЫПУСКАЕМОЙ ПРОДУКЦИИ НА УЧАСТКЕ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ТРУБ

Сортамент цеха - горячекатаные трубы низкоуглеродистых и углеродистых марок сталей. ТПА-80 выпускают трубы, которые в дальнейшем поступают на переработку в цеха Т-2, Т-4 и В-2, а так же готовую трубу. Возможности цеха Т-3 позволяют выпускать около 970 типоразмеров из более чем 40 марок сталей. Каждый год цех осваивает более 15 новых видов труб. Диаметр труб от 28 мм до 89 мм. Толщина стенки от 3,2 до 13 мм.

В основном ТПА-80 специализируется на выпуске труб общего назначения, бурильных, насосно-компрессорных, а так же труб, предназначенных для последующего холодного передела.

За 30 лет цехом выпущено 7 965 691 тонна труб различного сортамента. трубопрокатный цех горячий прокат труба

2. ОПИСАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩЕЙ ТЕХНОЛОГИИ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ТРУБ НА ТРУБОПРОКАТНОМ АГРЕГАТЕ (ТПА)

Рисунок 1 Схема производства ТПА-80

На рисунке 1 схематично показан процесс производства горечекатаных труб на ТПА-80.

Поступающая в цех заготовка в виде штанг складируется на внутреннем складе. Перед запуском в производство она на специальном стеллаже подвергается выборочному осмотру, если это необходимо - ремонту. На участке подготовки заготовки установлены весы для контроля веса, запущенного металла в производство. Заготовки со склада электромостовым краном подаются на загрузочную решетку перед печью и загружаются в нагревательную печь c шагающим подом в соответствии с графиком и темпом проката.

Нагретые до 1200 о С заготовки выдаются на внутренний рольганг выгрузки, и выдаются им на линию горячей резки.

Мерная заготовка рольгангом за ножницами передается на решетку перед прошивным станом, по которой скатывается к задержнику и при готовности выходной стороны передается в желоб, который закрывается крышкой. С помощью вталкивателя, при поднятом упоре заготовка задается в зону деформации. В зоне деформации осуществляется прошивка заготовки на оправке, удерживаемой стержнем.

После прошивки гильза по рольгангу транспортируется до передвижного упора. Далее гильза перемещается цепным транспортером на входную сторону непрерывного стана.

С наклонной решетки гильза сбрасывается в приемный желоб непрерывного стана с прижимами. В это время в гильзу при помощи одной пары фрикционных роликов вводится длинная оправка.

Прокатанные трубы с оправками попеременно передаются на ось одного из оправкоизвлекателей.

После извлечения оправки черновая труба поступает на пилы для обрезки заднего разлохмаченного конца.

После индукционного нагрева трубы задаются в редукционный стан, имеющий двадцать четыре трехвалковые клети. В редукционном стане количество работающих клетей определяется в зависимости размеров прокатываемых труб (от 5 до 24 клетей), причем исключаются клети, начиная с 22 в сторону уменьшения номеров клетей. Чистовые клети 23 и 24 участвуют во всех программах прокатки.

После редуцирования трубы поступают на реечный охладительный стол с шагающими балками, где они охлаждаются.

За охладительным столом трубы собираются в однослойные пакеты для обрези концов и порезки на мерные длины на пилах холодной резки.

При необходимости трубы правят на правильной косовалковой машине.

Готовые трубы поступают на стол осмотра ОТК, после осмотра трубы увязывают в пакеты и отправляют потребителю.

3. ОПИСАНИЕ ОСНОВНОГО И ВСПОМОГАТЕЛЬНОГО ОБОРУДОВАНИЯ НА УЧАСТКЕ ГОРЯЧЕГО ПРОКАТА ТРУБ

3.1 Печь с шагающим подом

Печь предназначена для нагрева перед прошивкой заготовок Ш 120 мм из углеродистых (10, 20, 35, 45), низколегированных и нержавеющих марок стали до t = 1120 - 1270 0C.

Печь представляет из себя жесткую сварную металлоконструкцию, зафутерованную изнутри огнеупорами и термоизоляционными материалами.

Под печи выполнен в виде подвижных и неподвижных балок, с помощью которых заготовки транспортируются через печь. На торцах загрузки и выгрузки печи установлены механизированные заслоны. Отопление печи производится природным газом с помощью горелок, установленных на своде. Воздух для горения подается двумя вентиляторами.

Дымовые газы удаляются по системе металлических футерованных дымопроводов и боровов, с помощью двух вентиляторов.

На дымопроводе борова установлен петлевой трубчатый рекуператор для подогрева воздуха, подаваемого на горелки.

Печь оборудована установками промышленного телевидения, обеспечивающих возможность дистанционного визуального контроля за загрузкой и выгрузкой заготовок.

В таблице 1 представлена техническая характеристика печи с шагающим подом.

Подлежащие нагреву заготовки подаются на стол загрузки, откуда по рольгангу загрузки транспортируются к загрузочному окну печи, где с помощью упоров фиксируются относительно балок подвижного пода. Консолями шагающих балок заготовки снимаются с рольганга выгрузки, транспортируются через печь и укладываются на неподвижные направляющие, по которым скатываются на внутрипечной рольганг выгрузки, которым выдаются из печи на рольганг линии горячей резки.

Таблица 1 - Техническая характеристика печи с шагающим подом

Характеристика	Единицы измерения	Значения
Размер и площадь пода		10,556*28,37=305
Размеры обрабатываемых заготовок:
Вес нагреваемых заготовок
Температура нагрева металла
Производительность печи
Напряжение площади габаритного пода
Тепловое напряжение пода
Теплота сгорания топлива
Нормальный расход топлива по зонам:
Максимальный расход воздуха при а=1,05
Максимальное количество продуктов горения при а=1,05
Вес пода с садкой
Темп выдачи заготовок
Вертикальный ход балок
Горизонтальный ход балок
Температура наружной поверхности стен
Тепловыделение

Заготовка в печь загружается поштучно в каждый, через один или несколько шагов направляющих плит подвижных балок в зависимости от темпа проката и кратности реза прокатываемых труб, посад металла в печь прекращается за 5 - 6 шагов до остановки стана, при остановке на перевалку металл отшагивается на 5 - 6 шагов назад. Перемещение заготовок через печь осуществляется тремя подвижными балками.

Для уменьшения подстуживания заготовок при простоях предусмотрен термостат на рольганге транспортировки нагретых заготовок к ножницам, а также возможность возврата (включением на реверс) не разрезанной заготовки в печь и нахождение ее в течении простоя.

Схема печи с шагающим подом представлена на рисунке 2

Рисунок 2 Схема печи с шагающим подом

1 - окно загрузки; 2 - подвижная балка; 3 - неподвижная балка; 4 - механизм вертикального перемещения балок; 5 - механизм горизонтального перемещения балок; 6 - ролик рольганга выдачи заготовок из печи.

Распределение температуры в печи по зонам приведено в таблице 2.

Таблица 2 - Распределение температуры в печи по зонам

Наименование контролируемого параметра	Единицы измерения	Величина контролируемого параметра	Допускаемые отклонения	Объем контроля или периодичность контроля
Температура печи по зонам:		от 1000 до 1150 от 1150 до 1230 от 1200 до 1260 от 1230 до 1280 от 1230 до 1280		Постоянно
Избыточное давление продуктов сгорания в печи		от 10 до 29,43		Постоянно

Во время работы возможна горячая остановка печи. Горячей остановкой печи считается остановка без отключения подачи природного газа. При горячих остановках подвижные балки печи устанавливаются на уровне неподвижных. Окна загрузки и выгрузки закрываются.

Нагревальщик металла каждый ремонтный день и при длительной остановке более двух часов, а также по мере необходимости производит чистку подины IV и V зон от окалины сжатым воздухом под давлением 29,4 кПа.

3.2 Линия горячей резки заготовок

После нагрева заготовка попадает на линию горячей резки заготовки. В состав оборудования линии горячей резки входят ножницы для резки заготовки, передвижной упор, транспортный рольганг, защитный экран для предохранения оборудования от теплового излучения из окна выгрузки ПШП. В таблице 3 представлена техническая характеристика линии горячей резки.

Таблица 3 - Техническая характеристика линии горячей резки.

Характеристика	Единицы измерения	Значения

Вес штанги
Длина заготовок
Температура штанг
Скорость транспортировки
Производительность
Упор передвижной, ход
Диаметр бочки Длина бочки Катающий диаметр
Шаг роликов
Расход воды на ролик водоохлаждаемый
Расход воды на ролик водоохлаждаемый с водоохлаждаемыми буксами
Расход воды на экран

Ножницы рассчитаны на безотходный раскрой металла, однако если в результате каких - либо аварийных причин образуется остаточная обрезь, то для ее сбора установлен желоб и короб в приямке около ножниц. После нагрева штанги и выдачи ее, она проходит через термостат, доходит до передвижного упора и разрезается на заготовки необходимой длины. После производства реза передвижной упор поднимается и с помощью пневмоцилиндра, заготовка транспортируется по рольгангу. После ее прохода за упор он опускается в рабочее положение и цикл реза продолжается. Для удаления окалины из под роликов рольганга, ножниц горячей резки предусмотрена система гидросмыва окалины. Заготовка после ухода с рольганга линии горячей резки попадает на приемный рольганг прошивного стана.

3.3 Участок обжимного стана

Рабочая клеть обжимного стана конструкции ЭЗТМ (рис. 3) состоит из станины 1, крышки 2, трёх валков 3 (расположенных под углом 120? друг к другу), подшипниковые опоры, которых установлены в опорных барабанах 4; барабаны размещены в цилиндрических расточках 5 станины и крышки и могут перемещаться при помощи нажимных механизмов 6, имеющих привод от электродвигателей через червячные редукторы; нажимные винты 14 вращаются в неподвижных нажимных гайках 8 и своими шлицевыми концами 7 соединены со втулками червячных колёс.

1 - станина; 2 - крышка; 3 - валок; 4 - барабан; 5 - расточка под барабан; 6 - нажимное устройство; 7 - шлицевой конец нажимного винта;8 - шлицевой конец нажимного винта; 9 - синхронизирующий вал нажимного устройства; 10 - регулировочная гайка; 11 - гидроцилиндр; 12 - шток гидроцилиндра; 13 - центральное осевое отверстие нажимного винта; 14 - нажимной винт; 15 - пята нажимного винта; 16 - тяга

Рисунок 3 Клеть обжимного стана

В центральном отверстии 13 каждого нажимного винта имеется подпружиненная уравновешивающая тяга 19 для прижима поворотного барабана через пяту 15 к нажимному винту. Для обеспечения постоянного совпадения центра клети с осью прокатки трубы механизмы установки 6 двух нижних валков синхронизированы между собой валом 9, который имеет привод от электродвигателя. Замена барабанов с валками осуществляется при снятии крышки 2. Под пятой нажимного винта находится гидроцилиндр 11, опирающийся на торец барабана 4; на нижней части штока 12 цилиндра установлена регулировочная гайка 10. Поворот каждого барабана осуществляется при помощи стопорных устройств, соединённых с двухплунжерными гидроцилиндрами.

При регулировании калибра валков между торцом гайки 10 и опорной поверхностью корпуса гидроцилиндра 11 предусматривается определенный зазор. При постоянном угле подачи и при постоянном (в процессе обжатия заготовки) калибре валков рабочая жидкость не подаётся в полость гидроцилиндра 11, поэтому этот корпус притягивается без зазора подпружиненной тягой 16 к торцу штока 12.

Входная сторона обжимного стана состоит из литой рамы с чугунным жёлобом и закрытой проводкой. На раме смонтирован механизм закрывания жёлоба, имеющий пневмопривод. Этот механизм сделан таким образом, что в закрытом состоянии он играет роль задержника последующей заготовки при передаче её к столу обжимного стана. Выходная сторона имеет вид длинной проводки с тремя парами выдающих фрикционных роликов. После окончания обжатия заготовки эти ролики под действием пневмоцилиндров сближаются до соприкосновения с заготовкой и транспортируют её на отводящий рольганг.

3.4 Участок прошивного стана

На ТПА-80 установлен двухвалковый прошивной стан с направляющими линейками. Стан оборудован выходной стороной с осевой выдачей гильзы, позволяющей вести прошивку на водоохлаждаемой оправке без вывода стержня и оправки из валков.

3.4.1 Входная сторона прошивного стана

Назначение входной стороны заключается в приеме заготовки с линии горячей резки, совмещения ее оси с осью стана задачи этой заготовки в рабочую клеть стана и ограничении биения заготовки в процессе прошивки.

Водоохлаждаемый рольганг перед прошивным станом предназначен для приема заготовки с линии горячей резки и транспортирования ее к зацентровщику. Рольганг состоит из 14 водоохлаждаемых роликов с индивидуальным приводом.

Зацентровщик предназначен для выбивки центрового углубления диаметром D = 20 - 30 мм глубиной 15 - 20 мм на торце нагретой заготовки и представляет собой пневмоцилиндр, в котором скользит ударник с наконечником. В настоящее время зацентровщик не функционирует.

Решетка перед прошивным станом предназначена для приема нагретой заготовки с водоохлаждаемого рольганга (после зацентровки) и передачи ее в желоб переднего стола прошивного стана. Решетка состоит из рельсов, опирающихся на стойки, одновременно являющихся опорой для валов выбрасывателя рычажного типа, снабженных электроприводом. На решетке также установлен задержник с пневматическим приводом, предназначенный для остановки и выравнивания оси заготовки параллельно оси прокатки. Перед задержником имеется настил для доступа вальцовщика к остановленной по какой-либо причине заготовке или заготовке аварийно выброшенной на решетку из приемного желоба.

Передний стол предназначен для приема нагретой заготовки, скатывающейся по решетке, совмещения оси заготовки с осью прошивки и удерживания ее во время прошивки. Передний стол состоит из литой рамы с чугунными желобами, которая установлена на двух стойках. При прошивке заготовок разного диаметра положение рамы регулируется прокладками. На раме смонтирован механизм закрывания желобов, имеющий также пневмопривод.

В раме установлены сменные центрующие желоба проводки. При поднятом механизме закрывания желоба заготовка свободно скатывается с решетки в желоб переднего стола. Внутренняя поверхность рычагов механизма закрывания выполняют функцию крыши - проводок, которые при опущенных рычагах образуют с проводками замкнутый контур, хорошо обеспечивающий центрирование заготовок. Нижнее положение рычагов устанавливается в зависимости от диаметра заготовок.

Вталкиватель предназначен для перемещения заготовки по желобу переднего стола стана к рабочим валкам и задачи ее в валки и представляет из себя пневматический цилиндр двустороннего действия, который монтируется перед желобом переднего стола. Ход толкателя составляет 4100 мм. На штоке вталкивателя закрепляется наконечник, который скользит по направляющим и соприкасается с горячей заготовкой. Наконечник является сменной частью и может иметь разную длину и диаметр, в зависимости от длины и диаметра заготовки. Вталкиватель управляется с помощью двух вентилей.

3.4.2 Прошивной стан

Рабочая клеть стана предназначена для прошивки заготовки в гильзу и состоит из следующих узлов и механизмов: двух барабанов с установленными в них валками с подушками; двух механизмов установки валков (нажимное и уравновешивающее устройство); двух механизмов поворота барабанов; механизмов установки линеек; механизма исчезающих линеек; механизма исчезающего упора; механизма подъема крыши клети; механизма перехвата стержня; узла станины. Барабаны предназначены для изменения углов подачи, а также для установки валков. Корпус устанавливается в расточку станины, на хвостовой его части имеется кольцевая выточка, в которой крепится зубчатый венец, входящий в зацепление с вал - шестерней механизма поворота барабана и одновременно являющийся фиксатором.

Рабочая клеть прошивного стана показана на рисунке 4.

1 - барабан; 2 - валок; 3 - крышка; 4 - станина; 5 - гидроцилиндр; 6 - нажимной винт; 7 - гайка; 8 - червячный редуктор; 9 - шестерня; 10 - направляющая колонна; 11 - траверса; 12 - линейкодержатель.

Рисунок 4 Рабочая клеть прошивного стана

Механизмы поворота барабанов служат для установки угла подачи. В расточках барабанов устанавливаются валки. Барабаны могут поворачиваться на угол от 0 до 150 с помощью электропривода через редукторы. Для ограничения крайних положений при повороте на максимальный угол предусмотрены конечные выключатели. Ограждение поворота барабана при подходе к рабочему положению не предусматривается. Управление механизмом поворота барабана - ручное. Стопорение барабана производится от гидроцилиндра управляемого ручным распределителем. Установленное положение барабанов фиксируется механизмом запирания крыши, состоящего из двух механизмов перемещения засова и двух механизмов эксцентрика. Приводы механизмов перемещения засовов и эксцентриков - пневматические.

Бочка рабочего валка насаживается по горячей посадке на вал, на который также с двух сторон устанавливаются подушки с вмонтированными в них четырехрядными подшипниками качения. Уплотнения подшипников со стороны бочки - лабиринтные бесконтактные, в процессе прокатки к ним периодически подается густая смазка от централизованной системы смазки. Перемещение валков осуществляется при помощи нажимного винта от электродвигателя через коническо-червячные редукторы. Для указания величины раствора рабочих валков служат сельсин - датчики и сельсин - приемники. С торцов станины установлены два механизма стопорения барабана. Оба механизма получают перемещение от пневмоцилиндров. Механизмы установки линеек, перехвата стержня и исчезающего упора состоят из нижнего стула с линейкодержателем и нижней линейкой, вводной проводки, которая устанавливается на выступ стула и крепится к нему с помощью крюка и тяги. Узел верхней линейки служит для удержания заготовки по центру прошивки в очаге деформации. Конструктивно узел верхней линейки представляет собой Т-образную траверсу, к нижней части которой крепится линейка. Траверза вместе с линейкой могут перемещаться в вертикальном направлении с помощью двух винтов с упорной резьбой от электродвигателя через червячные редукторы. Второй конец вала двигателя соединен через редуктор с сельсин - датчиком, один оборот которого соответствует 1 мм перемещения верхней линейки. Крепление верхней линейки, так же как и нижней осуществляется с помощью шарнирного механизма.

Механизм перехвата стержня с оправкой предназначен для сокращения вспомогательного времени прошивки и удержания стержня с оправкой в момент открывания упорно - регулировочного механизма и транспортирования гильзы через выходную сторону прошивного стана. Механизм исчезающего упора крепится на вводной проводке клети и предназначен путем удержания заготовки перед рабочими валками в вводной проводке сократить вспомогательное время задачи заготовки в валки прошивного стана. Механизм состоит из рычага, упорная часть которого входит в отверстие вводной проводки, преграждая путь заготовке. Вторым концом рычаг шарнирно соединен с пневмоцилиндром, установленным на крыше клети.

В расточках разъемной станины клети размещены барабаны, в нижней половине станины - площадки для установки стула линейкодержателя.

3.4.3 Выходная сторона прошивного стана

Прошивной стан работает с применением коротких оправок, укрепленных на конце стержня. Поэтому одной из основных операций, производящихся на выходной стороне, является снятие гильзы со стержня.

На выходной стороне установлены роликовые центрователи стержня, которые поддерживают и центрируют стержень, как перед прошивкой, так и в процессе прошивки, когда на него действуют высокие осевые усилия и возможен его продольный изгиб.

По ходу прокатки размещается четыре центрователя. Первый из них имеет возможность перемещаться на 560 мм, для удобства замены оправки, проводок и линеек прошивного стана. Остальные три центрователя установлены стационарно, на них смонтированы пять пар выдающих роликов для выдачи гильзы одна пара для отвода стержня. По мере подхода переднего торца гильзы ролики центрователя разводятся так, что между ними свободно проходит прошиваемая гильза. В таком положении центрователи превращаются в роликовые проводки. Закрываются и открываются роликовые центрователи при помощи систем рычагов от пневматических цилиндров.

Ролики центрователей холостые, они установлены на подшипниках качения и снабжены водяным охлаждением. Центрователи № 2 - 4 оборудованы фрикционными выдающими роликами, которые в момент прохождения гильзы находятся в развернутом положении. Выдающие ролики служат для снятия гильзы со стержня и передачи ее на рольганг за прошивным станом. Каждый ролик имеет привод вращения от электродвигателя, а каждая пара роликов имеет пневмопривод сведения. Режим работы двигателей роликов - длительный с кратковременной нагрузкой при сведении роликов для выдачи гильзы. Исходное положение роликов (ролики разведены) контролируется бесконтактным конечным выключателем. После выхода гильзы из клети сводятся первая пара выдающих роликов, и на пониженной скорости отводит гильзу от валков для возможности сведения рычагов перехвата на стержень и открытия замка и упорной головки, затем сводятся выдающие ролики к гильзе и выдают ее за пределы выходной стороны.

За центрователем № 4 установлен стационарный упорно - регулировочный механизм, служащий для восприятия осевых усилий, действующих на стержень с оправкой и для корректировки положения оправки в очаге деформации, с открывающейся головкой для пропуска гильзы за пределы выходной стороны. В рабочем положении упорная головка закрыта и фиксируется замком. Упорная головка откидывается на 700 и поворачивается в исходное положение пневмоцилиндром. Фиксация рабочего и откинутого положения упорной головки осуществляется двумя бесконтактными конечными выключателями. В упорную головку упирается стержень положение, которого в очаге деформации необходимо регулировать по мере износа оправки.

В таблице 4 представлена техническая характеристика прошивного стана.

Таблица 4 - Техническая характеристика прошивного стана.

Характеристика	Единицы измерения	Значения
Размеры прошиваемой заготовки:
Размер гильз: Толщина стенки Диаметр гильзы Длина гильзы
Давление металла на валок: Радиальное
Максимальный крутящий момент на валке
Диаметр рабочих валков
Ход траверсы механизма установки линеек
Наибольший ход нажимного винта
Скорость перемещения нажимного винта
Передаточное число шестеренной клети
Угол подачи
Число оборотов валков
Усилие на шпиндель упорной головки
Мощность главного привода

3.4.4 Общий принцип работы участка прошивного стана

Из печи с шагающим подом горячая заготовка передается на рольганг перед ножницами. Ножницы разрезают штанги заготовок на мерные длины, согласно установке передвижного упора. Мерная заготовка рольгангом за ножницами передается к зацентровщику. Зацентрованная заготовка выбрасывателем передается на решетку перед прошивным станом, по которой скатывается к задержнику и при готовности выходной стороны передается в желоб, который закрывается крышкой. Стержень упирается в стакан упорной головки упорно - регулировочного механизма, открытие которой не допускает замок. Продольный изгиб стержня от осевых усилий, возникающих при прокатке, предотвращается закрытыми центрователями, оси которых параллельны оси стержня.

В рабочем положении ролики сводятся вокруг стержня пневмоцилиндром через систему рычагов. По мере приближения переднего торца гильзы ролики центрователей последовательно разводятся. После окончания прошивки заготовки, пневмоцилиндром сводятся первые ролики трайб - аппарата, которые перемещают гильзу от валков для возможности захвата рычагами перехватчика стержня, затем откидывается замок и передняя головка, сводятся ролики выдающие и гильза на повышенной скорости выдается за упорную головку на рольганг за прошивным станом.

3.5 Участок непрерывного стана

Непрерывный стан является ступенью, определяющей производительность всего трубопрокатного агрегата.

В таблице 5 представлена техническая характеристика непрерывного стана.

Схема участка непрерывного стана представлена на рисунке 6.

1 - транспортёр перед непрерывным станом; 2 - входная сторона непрерывного стана; 3 - непрерывный 8 - клетевой трубопрокатный стан; 4 - привод клетей; 5 - выходная сторона непрерывного стана; 6 - транспортёр за непрерывным станом; 7 - входная сторона извлекателя оправок; 8 - сдвоенный извлекатель оправок; 9 - рольганг за извлекателем оправок; 10 - решётка передаточная перед ванной; 11 - ванна для охлаждения оправок; 12 - упор стационарный; 13 - решётка передаточная за ванной; 14 - рольганг за ванной; 15 - печь для подогрева оправок; 16 - установка для смазки оправок; 17 - рольганг перед непрерывным станом.

Рисунок 6 Схема участка непрерывного стана

После прошивки гильза по рольгангу транспортируется до передвижного упора. Далее гильза перемещается цепным транспортером на входную сторону непрерывного стана. После транспортера гильза по наклонной решетке скатывается к дозатору, задерживающему гильзу пред входной стороной непрерывного стана. Под направляющими наклонной решетки расположен карман для сбора бракованных гильз. С наклонной решетки гильза сбрасывается в приемный желоб непрерывного стана прижимами. В это время в гильзу при помощи одной пары фрикционных роликов вводится длинная оправка. По достижении передним концом оправки переднего торца гильзы прижим гильзы отпускается, на гильзу сводятся две пары тянущих роликов и гильза с оправкой задается в непрерывный стан. При этом скорость вращения тянущих роликов оправки и тянущих роликов гильзы рассчитана таким образом, чтобы в момент захвата гильзы первой клетью непрерывного сана выдвижение оправки из гильзы составляло 2,5-3,0м. В связи с этим линейная скорость тянущих роликов оправок должна быть в 2,25-2,5 раза выше линейной скорости тянущих роликов гильзы.

Настройку механизмов входной стороны непрерывного стана производят следующим образом: перед началом работы вальцовщик обязан проверить калибров тянущих роликов гильзы и оправки с помощью кронциркуля и металлической измерительной линейки. Расстояние тянущих роликов гильзы устанавливают на 3-5 мм меньше диаметра гильзы, а расстояние тянущих роликов оправки на 1 мм меньше диаметра оправки, на которой предстоит работать. При правиль¬ной настройке тянущих роликов исключается смятие гильзы и оправки; регулируются прижимы гильзы так, чтобы исключить смятие гильзы либо перемещение последней в момент зарядки; обеспечивается визуально выдвижение свободного заднего конца оправки из черновой трубы на выходе из стана не менее, чем на 0,8 м выдвижением переднего конца оправки из гильзы при задаче в стан..

Таблица 5 - Краткая техническая характеристика непрерывного стана.

Наименование	Величина
Наружный диаметр черновой трубы, мм
Толщина стенки черновой трубы, мм
Максимальная длина черновой трубы, м
Диаметр оправок непрерывного стана, мм
Длина оправки, м
Диаметр валков, мм
Длина бочки валка, мм
Диаметр шейки валков, мм
Расстояние между осями клетей, мм
Ход верхнего нажимного винта при новых валках, мм

Ход нижнего нажимного винта при новых валках, мм

Скорость подъёма верхнего валка, мм/с
Частота вращения двигателей главного привода, об/мин

3.5.1 Рабочая клеть непрерывного стана

Рабочая клеть включает в себя станину, узел валков, верхний и нижний нажимные механизмы и механизм осевой регулировки. Станина рабочей клети закрытого типа. Опоры валков - четырехрядные подшипники качения, подушки валков - литые.

Верхние подушки имеют встроенное в них пружинное устройство, благодаря которому обеспечивается постоянное прижатие подушек к нижним и верхним нажимным винтами выборка зазоров в системе подушка - стакан - винт.

Верхний нажимной механизм предназначен для регулирования раствора между верхним и нижним валками. Сближение с помощью нажимных винтов, которые приводятся во вращение от электродвигателя через червячные редукторы, соединенные между собой зубчатой муфтой. Привод нижнего нажимного устройства - ручной.

Валки приводятся во вращение наклонно расположенными под углом 45 0 спаренными двигателями мощностью 2х500 кВт через промежуточные редукторы.

3.5.2 Настройка непрерывного стана

Пред началом работы вальцовщик на холостом ходу проверяет фактические зазоры между ребордами валков, для чего между ребордами валков прокатывается проволока диаметром 6-8мм из мягкого металла (низкоуглеродистая сталь). Толщина прокатанного участка проволоки замеряется микрометром. При этом величина зазора между ребордами валков должна составлять: для первой клети 6 (+0,1; -0,1)мм; для клетей со второй по шестую 4 (+0,5; -1,0)мм; для седьмой - восьмой клети 6 (+1,5; -1,5)мм. При этом запрещается сводить и разводить валки при прокатке.

Установку зазоров между ребордами валков производят только перемещением верхнего валка путем включения привода верхнего нажимного устройства. Производить настройку клети перемещением нижнего валка - запрещается. На пульте управления №3 вальцовщик устанавливает по клетям непрерывного стана частоту вращения валков в зависимости от толщины стенки в соответствии с таблицей 6.

При невозможности устранения брака по стенке путем настройки в линии стана, клети снимают и проверяют их настройку на стенде. Производить осевую регулировку валков в линии стана - запрещается.

Оправки по диаметру выбираются в зависимости от толщины стенки черновой трубы в соответствии с таблицей 7.

Таблица 6 - Число оборотов валка непрерывного стана

	Толщина стенки черновой трубы

	Число оборотов валков, об/мин

Таблица 7 - Выбор диаметров оправок в зависимости от толщины стенки черновой трубы.

Если при запуске в работе нового или бывшего в употреблении комплекта длинных оправок в течении одного часа не удалось исключить кривизну оправок путем корректировки зазоров и скоростных режимов, необходимо: остановить прокат; проверить состояние поверхности и размеры всего комплекта оправок; последовательно проверить на стенде размеры калибра и настройку каждой клети, при необходимости произвести замену или их настройку; очистить от грязи, окалины, металла посадочные места станины и клетей; установить настроенные клети в стан.

Перевалку клетей непрерывного стана производят после прокатки в среднем следующего количества труб, указанного в таблице 8.

Таблица 8 - Количество прокатанных труб до перевалки клетей непрерывного стана

3.5.3 Подготовка непрерывного стана к прокату

Перед началом смены мастер стана горячего проката труб в соответствии с заданием ПРБ цеха выдает вальцовщику сменное задание на прокат труб. Перед запуском в работу комплекта оправок вальцовщик обязан:

* проверить скобой диаметр оправок. В комплекте допускается разность диаметров оправок до 0,3 мм;

* проверить количество оправок в комплекте, количество оправок в комплекте - 24 шт. минимальное количество оправок в работе - 12 шт.

* осмотреть на загрузочном столе печи подогрева оправок состояние поверхности оправок (Запрещается запуск в производство оп¬равок, имеющих трещины, задиры, волосовины, навар металла и другие дефекты, которые могут дать отпечатки на внутренней поверхности чер¬новых труб или привести к поломке оправки в процессе работы на оп¬равках, бывших в работе, допускаются дефекты на расстоянии не более 0,8 м от заднего конца оправки. Отбракованные оправки в прокат не задаются. Кривизна оправок должна соответствовать ТИ 161-ТЗ-1725);

* нагреть комплект оправок в печи подогрева согласно ТИ 161-ТЗ-1723;

* выдавать из печи подогрева 18 оправок, остальные оправки комплекта задавать в работу после нагрева их до заданной температуры по ТИ 161-ТЗ-1723.

Во время работы стана вальцовщик обязан:

* выдерживать соотношения между размерами заготовки, гильзы, черновой и готовой трубы;

* проверять в начале и середине смены состояние поверхности оправок, износ оправок по диаметру с помощью скобы; величина износа не должна превышать 0,3 мм от номинального размера.

* следить за интенсивным охлаждением валков водой.

Все отброшенные из потока черновые трубы (недокат) режутся газорезчиком с помощью автогена, увязываются и укладываются в специальный карман. Запрещается задавать в непрерывный стан гильзы, имеющие: местные охлажденные участки в виде темных пятен; полос; разорванные концы; видимые дефекты поверхности в виде плен, трещин; по геометрическим размерам несоответствующие ТК 161-ТЗ-1716. Температура труб на выходе из непрерывного стана должна быть 1030-1130 0 С. Замена оправок производится комплектом. Комплект должен иметь бирку с действительными размерами оправок. При наблюдаемом вращении трубы при прокатке снять клети стана и настроить их.

3.6. Извлекатель оправок

При выходе из непрерывного стана труба с оправкой должна быть немедленно направлена к сдвоенному извлекателю для извлечения оправки, техническая характеристика которого приведена в таблице 9.

Оператор поста, управления на сдвоенном извлекателе оправок обязан прекратить извлечение оправки если:

* на заднем конце трубы образуется «гофр»;

* свободный конец оправки выдвигается из черновой трубы менее

чем на 0,8 м (об этом немедленно сообщить старшему вальцовщику непрерывного стана, закатанную оправку с трубой отправить на извлечение);

* попытка извлечения оправки из охлажденной трубы производилась два раза.

Таблица 9 - Краткая техническая характеристика извлекателя оправок.

Параметр	Величина
Максимальный диаметр извлекаемых оправок, мм
Максимальная длина извлекаемых оправок, мм
Минимальная длина вылета хвостовика оправки из трубы перед извлечением, мм
Максимальная масса извлекаемой оправки, кг
Скорость извлечения оправки, м/с
Усилие извлечения, тс, не более
	В установившемся режиме
Передаточное число редуктора привода
Крутящий момент на тихоходном валу, кН/м, не более

3.7 Пила для обрезки заднего разлохмаченного конца

В таблице 10 представлена краткая техническая характеристика пилы обрезки заднего конца черновой трубы.

Таблица 10 - Краткая техническая характеристика пилы обрезки заднего конца черновой трубы.

Параметр	Величина
Выбрасыватель шнековый
Время сброса трубы, с
Частота вращения шнека, об/мин
Скорость подводящего рольганга, м/с

Эксцентриситет коленчатого вала, мм
Укладыватель
Скорость подачи трубы, мм/с
Частота вращения обрезного диска, об/мин
Выравнивающий рольганг

Отводящий рольганг
Скорость транспортирования, м/с

После извлечения оправки черновая труба поступает на пилы для обрезки заднего разлохмаченного конца. Перед началом работы резчик горячего металла обязан проверить состояние пильного диска, который не должен иметь биений, трещин, поломанных зубьев. Замена пильного диска производится после проката 6000 тонн труб или при обнаружении дефектов. Длина обрези должна составлять 50-120 мм.

3.8 Нагревательная установка ИНЗ - 9000/2,4

В процессе изготовления температура прокатываемой трубы падает, поэтому перед редуцированием ее подвергают индукционному нагреву до 850 0 С.

В таблице 11 представлена техническая характеристика нагревательной установки.

Таблица 11 - Техническая характеристика нагревательной установки.

Параметр	Величина
Размеры нагреваемых труб	Наружный диаметр, мм
	Толщина стенки, мм

Основные параметры	Установленная мощность средней частоты, кВт
	Номинальная частота тока, Гц
	Максимальная производительность т/ч
	Скорость перемещения труб через индуктор, м/с
	Расход охлаждающей воды, м 3 /ч, не более
	Блоков нагревательных, шт
	Индукторов, шт
	Преобразователей частоты ОПЧ 500-1-6000, шт

3.9 Редукционный стан агрегата ТПА - 80

На ТПА-80 установлен 24-клетьевой редукционный стан с 3-х валковыми клетями. Преимущество 3-х валковых клетей заключается в том, что они обеспечивают более высокую точность труб по толщине стенки. Другое достоинство 3-х валковых клетей заключается в том, что приводные валы во всех клетях можно располагать горизонтально (в 2-х валковых - под углом 45 0), а привод - по одну сторону от оси проката, что облегчает обслуживание стана.

Схема рабочей клети редукционного стана конструкции агрегата ТПА-80 представлена на рисунке 7.

Рисунок 7 Трёхвалковая рабочая клеть редукционного стана

Оборудование данного участка предназначено для индукционного нагрева, проката ее в редукционном стане, охлаждения и дальнейшей транспортировки к участку пил холодной резки.

В состав данного оборудования входят следующие механизмы: ролики тянущие; индукционная установка; стенд для прокрутки скоб; стенд для кантовки скоб; редукционный стан; рольганг за редукционным станом; рольганг с клапанным сбрасывателем; клапанный сбрасыватель; рейки подвижные; рольганг выравнивающий; рольганг отводной.

Труба тянущими роликами транспортируется через индукционные нагреватели и задается в редукционный стан. После выхода из последней клети редукционного стана труба передается подводящими роликами в сторону клапанного сбрасывателя. В таком положении находится труба на рольганге перед началом работы клапанного сбрасывателя.

По сигналу датчика, установленного перед клапанным сбрасывателем, он включается, захватывает трубу с консольных роликов подводящего рольганга и передает ее в приемный желоб. В зависимости от длины поступающей трубы могут включаться две секции клапанного сбрасывателя (длинная труба) или одна секция (короткая труба).

Для повышения надежности захвата трубы клапанами и чтобы избежать удара трубы, в клапан при возможном рассогласовании скорости подъема клапанов 1и 2 секции, привод второй секции включается с выдержкой времени 0,5 с.

После отключения приводов клапанных сбрасывателей дается сигнал на включение приводов реек подвижных, которые переносят трубу из приемного желоба на первую трубу неподвижных реек. Отключение привода после поворота вала на 360 0 . При каждом последующем шаге подвижных реек трубы передаются с позиции на позицию неподвижных реек и охлаждаются.

Трубы, поступающие на ролики выравнивающего рольганга, выравниваются в режиме буксования трубы по роликам и передаются подвижными рейками на позиции неподвижных реек и далее накапливаются на тележке перекладывающего устройства. После того, как на тележке будет набрано необходимое количество труб (в зависимости от наружного диаметра) трубы в виде плоского пакета перекладывающим устройством укладываются на рольганг за холодильником.

3.9.1 Устройство рабочей клети

Станы продольной безоправочной прокатки могут иметь клети с двумя или тремя валками. На ТПА-80 установлен 24-х клетьевой редукционный стан с трехвалковыми клетями, 22 клети с нерегулируемым положением валков, две последние - с регулируемым. Техническая характеристика стана представлена в таблице 12.

Установка 24-х клетьевого редукционного стана состоит из следующих основных узлов и механизмов:

* клетей черновых;

* клетей чистовых;

* скобы в сборе;

* перевалочного устройства;

* дифференциального редуктора;

* раздаточного редуктора, редуктора вспомогательного привода и редуктора клетей №1-3;

* соединительных устройств;

* установки плитовин;

* проводок;

* привода 2-х чистовых клетей.

Таблица 12 - Краткая техническая характеристика редукционного стана.

Параметр	Величина
Идеальный диаметр валков, мм
Расстояние между осями смежных клетей, мм
Мощность двигателей, кВт
Максимальная частота вращения двигателей, об/мин
Максимальная скорость редуцирования на входе в стан, м/с
Передаточные отношения редукторов
1…3 клети;
4…6 клети;
7-я клеть;

10,11 клети;
12…22 клети;
23,24 клети;

Клеть рабочая черновая, предназначена для редуцирования трубы по диаметру и по толщине стенки. Клеть рабочая, трехвалковая. Валки в клети расположены под углом 120 0 друг к другу. Клеть имеет овальный калибр. Расточка калибра производится на специальном станке в собранно клети. Клеть представляет собой стальной литой корпус, в шести расточках которого смонтированы три узла валков. Буксы валков крепятся к корпусу посредством трех литых крышек при помощи девяти болтов.

Буксы представляют собой подшипниковые узлы, собранные в стаканах, причем в каждой буксе смонтированы два конических подшипника с промежуточным калибровочным кольцом и уплотнения.

На каждый из трех валков посредством шлицов, насажаны зубчатые муфты, при помощи которых момент от скобы (привода клети) передается валкам. Корпус имеет специальные захваты для перевалки клетей.

На корпусе крепится труба для подвода охлаждающей воды к ва...

Подобные документы

Сущность проблемы по дефекту "внутренняя плена". Сортамент продукции трубопрокатного цеха. Механические свойства и технологический процесс производства бесшовных труб. Виды брака при производстве гильзы. Подогрев труб в печи с шагающими балками.

дипломная работа , добавлен 12.12.2013

Описание свойств различных видов стали. Анализ продукции, оборудования и инструментов ОАО "Междуреченский Трубный Завод", предложения по совершенствованию его технологии по заготовке труб. Общая характеристика брака проката, меры, по его устранению.

дипломная работа , добавлен 24.07.2010

Технологические операции агрегата непрерывного горячего цинкования АНГЦ-1, требования к горячеоцинкованному прокату. Построение диаграммы Парето и диаграммы Исикавы. Формирование, отжиг и правка цинкового покрытия. Дефекты горячеоцинкованного проката.

курсовая работа , добавлен 20.11.2012

Расчет калибров прокатного инструмента. Калибровка линеек прошивного стана. Энергосиловые параметры продольной прокатки. Горизонтальная проекция контактной поверхности металла, параметры прокатки. Расчет и заполнение нормативно-технологических карт.

дипломная работа , добавлен 18.06.2015

Сортамент и требования нормативной документации к трубам. Технология и оборудование для производства труб. Разработка алгоритмов управленияы редукционным станом ТПА-80. Расчет прокатки и калибровки валков редукционного стана. Силовые параметры прокатки.

дипломная работа , добавлен 24.07.2010

Продукция трубопрокатного цеха №2, ее назначение и потребители. Технология производства труб на ТПА-140. Описание оборудования, его основные характеристики, указания по эксплуатации и уходу за ним. Участок подготовки трубной заготовки и горячего проката.

отчет по практике , добавлен 03.06.2015

Общие сведения о трубах, их виды, размеры и особенности установки. Оборудование для производства современных труб водоснабжения и газоснабжения, основные материалы для их изготовления. Технология и установки для производства полиэтиленовых труб.

реферат , добавлен 08.04.2012

Виды и характеристики пластмассовых труб, обоснование выбора способа их соединения, принципы стыковки. Общие правила стыковой сварки пластиковых и полипропиленовых труб. Технология сварки враструб. Принципы и этапы монтажа полипропиленовых труб.

курсовая работа , добавлен 09.01.2018

Применение и классификация стальных труб. Характеристика трубной продукции из различных марок стали, стандарты качества стали при ее изготовлении. Методы защиты металлических труб от коррозии. Состав и применение углеродистой и легированной стали.

реферат , добавлен 05.05.2009

Характеристика сырья и материалов. Характеристика готовой продукции - труб кольцевого сечения, изготавливаемые из полиэтилена. Описание технологической схемы. Материальный баланс на единицу выпускаемой продукции. Нормы расхода сырья и энергоресурсов.

В 2015 году исполнилось 130 лет с момента изобретения и получения патента на использование прошивного стана при получении бесшовных труб.
Это революционное открытие в технике послужило мощным импульсом в развитии передовых технологий. Авторами открытия являются выдающиеся инженеры, учёные-изобретатели братья Маннесман.

прошивной стан — двух или трехвалковый стан поперечно винтовой прокатки для горячей прошивки деформированной заготовки или слитка на короткой, удерживаемой оправке и получении толстостенной гильзы; устанавливается перед раскатными станами в линии трубопрокатного агрегата.

стан-элонгатор — стан поперечно винтовой прокатки с двухконусными валками для прошивки дна стакана, выравнивания стенки по поперечному сечению, уменьшения толщены стенки и удлинения толстостенной гильзы на короткой удерживаемой оправке.

(нем. Reinhard Mannesmann , 13 мая 1856, Ремшейд — 20 февраля 1922, там же) — немецкий инженер, изобретатель и предприниматель, более всего известный изобретением совместно с братом Максом способа производства бесшовных труб.

Родился в семье Рейнхарда Маннесмана-старшего, владельца фабрики по производству напильников и прочего инструмента, существовавшей с 1776 года, и, как и его младший брат Макс, начал работать в семейном бизнесе. В 1884 году он изобрёл совместно с братом валковый прошивной стан, на который ими был получен патент в 1885 году. В 1891 году братья создали пилигримовый стан, с помощью которого можно было изготавливать бесшовные трубы, что стало настоящей революцией в трубной промышленности, поскольку сварные стальные трубы производились при высоком давлении, что было причиной многочисленных аварий с человеческими жертвами. К 1899 году технология бесшовных стальных труб уже была широко распространена в Германской империи, Австро-Венгрии и Великобритании.
В 1890 году Маннесманы создали очередное новшество — поперечный способ прокатки, на который получили патент 16 июля 1890 года и который стал очередным важным этапом в развитии трубной промышленности и нашёл применение не только в производстве труб, но и в архитектуре. Полученные за оба патента деньги в том же 1890 году позволили братьям основать собственный металлургический концерн «Маннесманрёрен верке», который стал крупнейшим предприятием трубопрокатного производства в мире на тот момент и, имея три производственных площадки в Германии и Австрии и уставный капитал в 35000000 марок, являлся одним из десяти крупнейших немецких концернов.

Существующие способы прокатки металла могут быть разде-лены в зависимости от направления вытяжки обрабатываемой заготовки и направления окружной скорости валков на три вида:

Продольная прокатка характеризуется совпадением основного направления те-чения металла с направлением движения деформирующих поверхностей.
Поперечная прокатка характеризуется тем, что основное течение металла (удли-нение штуки) происходит в направлении, перпендикулярном движению деформи-рующего инструмента.
Валки при поперечной прокатке сбли-жаются, обжимая заготовку на задан-ную величину. При некоторой величине обжатия в центральной части заготовки нарушается сплошность металла и проис-ходит образование центральной полости
Косая прокатка занимает промежуточное положение между продольной и поперечной прокаткой. В этом случае удлинение де-формируемого металла происходит под некоторым углом к на-правлению движения деформирующего инструмента. В станах ко-сой прокатки, применяющихся в производстве, угол между на правлением перемещения деформирующих поверхностей и на-правлением основной деформации составляет 79—85°, т. е. весь-ма близок к прямому. Поэтому косая прокатка по характеру де-формации близка к поперечной прокатке.

Рейнхард Маннесман известен и рядом изобретений в других областях техники: телефонии, производстве напильников, цементации стали.

Прошивной стан - трубопрокатный стан, предназначенный для получения из сплошной заготовки или слитка толстостенной полой гильзы методом поперечно-винтовой прокатки.
Прошивной стан на большинстве трубопрокатных агрегатов состоит из двух косорасположенных рабочих валков, вращающихся в одном направлении, а заготовка при этом вращается в другом напрвлении. Для удержания заготовки между валками предусматривают специальные устройства (чаще линейки, реже - ролики). Рабочие валки имеют конусы прошивки и раскатки, а в середине — калибровочный пояс. Между валками на пути движения получающейся полой гильзы устанавливается оправка. При расположении рабочих валков под некоторым углом между их осями достигается вращение заготовки относительно своей оси и одновременно ее поступательное движение, благодаря чему заготовка надвигается на оправку и прошивается.

Прошивной стан - - двух- или трехвалковый стан поперечно-винтовой прокатки для горячей прошивки деформированной заготовки или слитка на короткой, удержививаемой оправке и получения толстостенной гильзы. Устанавливается перед раскатными станами в составе ТПА. Прошивной стан состоит из главного привода с уравновешивающим устройством входной стороны, с механизмом вталкивания заготовок, рабочей клети и выходной стороны. На станах прошивают заготовки соответственно до 140, 250 и 400 мм с массой 0,5, 1,7 и 2,5 т.
Прошивной стан — прокатный стан, служащий для образования продольного круглого отверстия в заготовке, слитке.

Изобретение относится к трубопрокатному производству, а точнее к прошивным станам поперечно-винтовой прокатки.
В настоящее время на всех трубопрокатных агрегатах страны и за рубежом для получения гильз распространены два типа станов: двухвалковые прошивные станы и трехвалковые прошивные станы. Главным критерием применения того или иного типа стана является качество прошиваемых гильз по геометрии, наличию внутренних и наружных плен, разностенности и точности размеров по диаметру, криволинейности и т.д. Главным преимуществом двухвалкового прошивного стана является сравнительно низкая разностенность гильз, недостатком - наличие плен на их внутренней поверхности. Главным достоинством трехвалкового прошивного стана является отсутствие плен на внутренней поверхности гильз, недостаток - повышенная разностенность.
Как уже отмечалось,- широко известен прошивной стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с двумя рабочими валками и приводом вращения валков от двигателя постоянного тока. Особенность напряженно-деформированного состояния на входном конусе очага деформации двухвалковых станов определяет возможность разрушения металла в сечениях до носка оправки, что и приводит к образованию дефектов, а именно к появлению плен на внутренней поверхности гильз, особенно при неравномерном нагреве или перегреве заготовок. Более благоприятные условия для прошивки, с точки зрения кинематики, возможны на станах, где имеет место нагружение не в двух, а в трех точках по периметру заготовки.
Известен также стан поперечно-винтовой прокатки, содержащий рабочую клеть с тремя валками, симметрично расположенными (под углом 120°) относительно оси прокатки, и групповой привод вращения валков.
В трехвалковых прошивных станах поперечно-винтовой прокатки допускается любое обжатие перед носком оправки без разрыхления в центре заготовки, уменьшается склонность к образованию внутренних плен и увеличивается коэффициент осевого скольжения. Однако,так как процесс прошивки в трех валках отличается высокими требованиями к сочетаниям параметров, то трехвалковые прошивные станы применяют для ограниченного сортамента исходной заготовки и при этом не исключается разностенность гильз. Кроме того, в трехвалковых станах с симметричным очагом деформации пока сложно применить индивидуальный привод - более мобильный, надежный и экономичный.
Наиболее существенный вклад в исследование процесса прошивки, развитие передовых способов получения полых гильз и совершенствование конструкции прошивных станов внесли учёные и инженеры- конструкторы Украинской школы трубопрокатчиков П.Т.Емельяненко, А.П.Чекмарёв, И.А.Фомичев, М.И.Ханин, В.М.Друян, В.Ф.Балакин. Важно отметить, прошивной стан позволяет производить не только поперечную, но и косую прокатку.

Процесс косой прокатки нашел широкое применение в трубопрокатной промышленности при производстве бесшовных труб. Он применяется для основной операции — получения полой гильзы из сплошной заготовки.

Деформация стенки при косой прокатке полой заготовки без оправки зависит в основном от величины обжатия и угла подачи. Несмотря на то, что не все вопросы, связанные с изучением теоретических основ процесса получения полых гильз при прошивке из сплошной заготовки окончательно решены, многие практические выводы, сделанные на основании исследований и разработанные теоретические положения способствовали успешному развитию отечественной трубной промышленности.
Вопрос о причинах образования внутренней полости до сих пор не нашел достаточно полного освещения. Исследования, про-водившиеся рядом авторов за границей, характеризуются в боль-шинстве своем почти полным отсутствием экспериментального материала, и поэтому выводы являются умозрительными и недо-статочно убедительными. Экспериментальные данные имеются только в работе Зибеля, определявшего напряжения в цилиндре при сжатии его двумя плитами. Зибель пришел к выводу, что на-рушение сплошности металла является результатом скалывающих напряжений, величина которых максимальна в центре заготовки. Вывод этот неубедителен и опровергается опытами самого Зибеля.

Рис. Образование полости при поперечной прокатке

Обстоятельные и весьма ценные работы по изучению процес-сов поперечной и косой прокатки были проведены украинскими учеными.Исследования украинских ученых и их выводы характеризуют-ся принципиально новой трактовкой вопроса, основанной на цен-ных экспериментальных данных, и стремлением найти исчерпы-вающее решение проблемы. Ученые чл.-корр. АН Украины П. Т. Емельяненко, докт. техн. наук В. С. Смирнов, кандидаты технических наук И. А. Фомичев, А. Ф. Лисочкин и другие впервые дали действи-тельно научную трактовку сложных явлений, происходящих при поперечной и косой прокатке. Несмотря на то, что ряд вопросов в этих работах окончательно не решен, многие практические вы-воды, сделанные на основании проведенных исследований, и раз-работанные теоретические положения способствовали успешному развитию трубной промышленности. Рассмотрим их взгляды подробнее
П.Т.Емельяненко в своё время высказано предположение об образовании полости в результате знакопеременных напряжений и непрерывных сдвигов в центральной зоне заготовки, обусловленных перемещениями частиц металла по эллиптическим траекториям.

Рис. Образование плен и трещин при прошивке

Вследствие действия этих напряжений в сердцевине металла наблюдается образование радиальных трещин и рванин. После появления трещин в осевой зоне заготовки поперечная прокатка рассматривается П. Т. Емельяненко как процесс непрерывного пластического изгиба. Эта гипотеза является весьма ценной, так как позволила автору сделать важный вывод о значительном влиянии степени овализации заготовки на образование полости, что подтверждается многочисленными опытами и практикой производства.
Явлением пластического изгиба при косой прокатке полых тел объясняется появление иногда при вторичной прошивке трещин на внутренней поверхности гильз.
Исследователь процесса прошивки В.С. Смирнов, на основании большого количества тщательно поставленных экспериментов, разработал теорию о возникновении полости в результате действия всесторонних растягивающих напряжений. Разрушение сердцевины заготовки и образование полости, по мнению автора, объясняется тем, что действующие напряжения превосходят значения хрупкой прочности металла, и поэтому разрушение является хрупким, а не вязким, как полагали другие авторы. Гипотеза В. С. Смирнова является оригинальной и трактует вопрос по-новому. Однако в этой теории трудно доказуема возможность создания всесторонних растягивающих напряжений в сердцевине заготовки при воздействии внешних сжимающих сил от валков.
Изучая макроструктуру образцов, взятых из различных участков очага деформации при прошивке, И. А. Фомичев пришел к выводу, что образование полости является результатом неравномерности деформации по сечению и длине заготовки и связанного с этим явления осевой утяжки. По мнению И. А. Фомичева, скручивание заготовки, происходящее в станах косой прокатки, также способствует вскрытию полости. Несколько позднее И. А. Фомичев, исследуя характер истечения металла при прошивке, дал эпюры радиальных, тангенциальных и осевых напряжений. Радиальные растягивающие напряжения, возникающие вследствие наличия тангенциальных сил, смещающих металл -по окружности заготовки, при большой их величине, по мнению автора, могут привести к разрывам сердцевины. И. А. Фомичев придает также большое значение наличию оправки, возбуждающей силы утяжки. Фомичев сделал вывод большой практической важности о необходимости вести процесс прошивки без образования полости перед оправкой, поскольку вскрытие полости перед оправкой приводит к появлению внутренних плен и трещин на гильзе. К такому же выводу пришли несколько позднее И. В. Дубровский и Л. И. Матлахов, специально изучавшие влияние положения оправки в очаге деформации на образование внутренних плен.

Рис. Схема радиально-растяги- вающих напряжений при прошивке (по И. А. Фомичеву)

Характерно, что при прокатке полых заготовок наиболее частым является кольцевое разрушение (расслоение). С уменьшением обжатия в первой зоне очага деформации (перед оправкой) сопротивление оправки продвижению заготовки возрастает, так что при определенных условиях уменьшение обжатия может быть не только бесполезным, но даже вредным, так как при этом увеличивается число знакопеременных нагрузок, повышающих склонность к вскрытию полости.
Величина деформации во второй зоне очага также оказывает определенное влияние на качество внутренней поверхности трубы. Чем больше эта деформация, тем больше вероятность получения дефектов при прочих равных условиях. Это особенно отчетливо проявляется при косой прокатке полых заготовок из высоколегированной стали.
Следует отметить, что на вскрытие полости существенное влияние оказывает число рабочих валков. Еще А. Ф. Лисочкиным указывалось, что трехвалковые станы в этом отношении предпочтительнее станам с двумя валками. В последнее время это теоретическое предположение подтверждено прямыми экспериментами.
В практике трубопрокатного производства применяются прошивные станы с двумя валками. В тех случаях, когда при прошивке получают тонкостенные гильзы и очаг деформации должен быть плотно закрытым, применение двухвалковых станов с линейками неизбежно. Если же при прошивке всегда получают толстостенную гильзу, то можно применять станы с тремя валками. В таких станах нельзя иметь закрытый очаг, но при прошивке толстостенных гильз это необязательно. В наиболее общем случае косой прокатки в валковом стане оси валков наклонены к оси прокатки под углом, который называется углом раскатки. Кроме того, оси валков имеют перекос относительно оси прокатки. Угол перекоса валков называется углом подачи.

Рис. Схема танген-циальных и радиальных напряжений (по А. Ф. Лисочкину)

На основании работ ученых и данных практики производства можно указать следующие основные факторы, вли-яющие на образование полости:

уменьшение относительного обжатия снижает склонность к образованию полости;
уменьшение овализации заготовки в очаге деформации снижает склонность к вскрытию полости;
легированные стали более склонны к образованию полости;
с понижением температуры склонность к образованию по-лости увеличивается, однако перегрев стали приводит к преждевременному вскры-тию полости.

Рис. Скорости при прошивке в валковом стане

Кинематика процесса прошивки
Круглая заготовка, задаваемая в валки, вращаю-щиеся в одну сторону, вследствие возбуждающихся сил трения получает вращатель-ное движение. Одновременно вследствие наклонного положения валков по отношению к оси заготовки она имеет также осевое перемещение. Таким образом, каждая точка поверхности заготовки со-вершает в очаге деформации движение по винтовой линии.

Очаг деформации в прошивном стане можно условно разде-лить на две зоны. Первая зона — от начала захвата заготовки до места наибольших диаметров (пережима) валков — называется конусом прошивки. Только в конце этой зоны, когда заготовка встречается с установленной в очаге деформации оправкой, на-чинает образовываться внутренняя полость. Далее, во второй зоне, оправка вместе с валками увеличивает сечение полости и стенка гильзы уменьшается. Вторая зона называется конусом раскатки.
По мере продвижения заготовки в очаге деформации площадь ее сечения уменьшается и особенно сильно с момента образования внутренней полости. Поэтому скорость заготовки в очаге деформации возрастает, а скорости валков изменяются незначи-тельно или совсем не изменяются, как в дисковом стане. Вследствие этого между деформируемым металлом и валками неиз-бежно возникает скольжение.
Скольжение металла относительно валков — один из наиболее важных факторов в процессе прошивки заготовки. Оно влияет на производительность установки и качество получаемых гильз.
На основе многочисленных измерений установлено, что коэф-фициент осевого скольжения практически находится в пределах 0,35—0,85. Для ориентировочных расчетов Ю. М. Матвеев и Я. Л. Ваткин рекомендуют пользоваться эмпирическими зависи-мостями для определения коэффициента осевого скольжения как функциями диаметра заготовки при различных скоростях прошивки.

На основании многочисленных исследований установлено, что осевое скольжение увеличивается:

при увеличении скорости прошивки, с повышением числа оборотов и в меньшей степени с увеличением угла наклона вал-ков или эксцентриситета;
при увеличении диаметра заготовки;
с уменьшением толщины стенки ГИЛЬЗЫ;
с уменьшением обжатия перед оправкой;
при снижении температуры прошивки.
Нужно отметить, что хотя с понижением температуры коэф-фициент трения металла о валки увеличивается, все же сопротивление оправки возрастает более интенсивно, вызывая увеличение осевого скольжения.

На коэффициент скольжения в значительной мере оказывает влияние форма инструмента.
Исследованиями С. П. Грановского, а также опытами О. А. Пляцковского установлено, что на всей длине очага деформации осевая скорость заготовки меньше скорости валков, т.е. происходит отставание металла. Нейтрального или критического сече-ния, в котором скорости валков и заготовки равны, не существует. Это положение иллюстрируется измерениями С. П. Грановского, проводившего опыты на лабораторном стане.
Большая разни-ца в скоростях валков и заготовки в начальный момент прошивки и в конце процесса и наибольшее скольжение на этих участках очага деформации приводят к более интенсивному износу валков в этих местах, что подтверждает известное из практики явление неравномерного износа валков по длине бочки.
Скольжение в тангенциальном направлении изучено в зна-чительно меньшей степени, что объясняется трудностями определения коэффициента тангенциального скольжения.

Рис. Схема очага деформации при прошивке
Каждая точка поверхности заготовки-гильзы совершает дви-жение по винтовой лини.
При определении расхода энергии для продольной прокатки результаты аналитических расчетов можно сопоставлять с установленными практикой величинами. Для косой прокатки такое сопоставление весьма затруднительно, так как в литературе по-чти совершенно отсутствуют систематизированные данные по расходу энергии. Имеются лишь данные П. Т. Емельяненко и 10. М. Матвеева, относящиеся к прошивке слитков. Несмотря на большое количество проведенных экспериментов, достаточно надеж ной закономерности изменения расхода энергии как функции величины деформации до сих пор не найдено.
Экспериментально установлено, что выдвижение оправки за пережим валков в известных пределах приводит к некоторому уменьшению расхода энергии, а ее чрезмерное выдвижение приводит к увеличению расхода энергии. Из опытов известно, что расход энергии уменьшается при увеличении угла наклона валков Например, с увеличением угла с 7 до 9° расход энергии уменьшается на 20—25%, что объясняется, в первую очередь, уменьшением машинного времени.
Представлена нагрузочная диаграмма, на которой хорошо выражены три участка. Первый участок — от момента захвата до полного заполнения очага деформации металлом — характеризуется постепенным нарастанием нагрузки с более или менее явным перегибом кривой, соответствующим моменту встречи металла с оправкой, пос-ле чего рост нагрузки происходит более интенсивно. Второй участок соответствует установившемуся процессу, при котором на-грузка изменяется мало. Третий участок характеризуется возрастанием нагрузки в конце процесса. Начало пика совпадает с мо-ментом попадания заднего конца заготовки в валки.

Рис. 51. Нагрузочная диаграмма при прошивке заготовки
По мере освобождения конуса прошивки от металла вследствие уменьшения осевого скольжения увеличивается подача за полуоборот. Увеличенная подача приводит к возрастанию частных обжатий за каждый полуоборот, что вызывает увеличение мощности прошивки при выходе заготовки из очага деформации. Величина средней мощности и пиковое ее значение резко меняются при из-менении скорости прошивки, температуры прошивки, формы применяемого инструмента и других технологических факторов. В частности, возрастание скорости деформации вследствие увеличения числа оборотов или угла наклона валков вызывает возрастание нагрузки. В отдельных случаях пиковые значения нагрузки могут даже ограничивать возможность повышения скорости прошивки, если мощность двигателя недостаточна.
Таким образом, учитывая все вышеизложенное, можно смело утверждать,
что прошивной стан стал величайшим изобретением и незаменимым средством работы для всей мировой металлургии, позволяющим производить продольную, поперечную и косую прокатку.

Наибольшее распространение получили прошивные станы (рабочие клети) с бочкообразными валками. Двухопорное крепление валков на таких станах позволяет применять их для получения гильз не только мелких размеров (диам. до 140 мм), для прокатки которых используют также станы с дисковыми и грибовидными валками, но и для гильз более крупных профилей с максимальным диам. до 630 мм. Прошивка гильз больших размеров сопровождается высокими давлениями на валки и консольное крепление валков не может быть надежным.

Конструкция рабочей клети прошивного стана в значительной мере определяется конкретным назначением стана. В случае использования его только для получения толстостенных гильз рабочая клеть оборудована двумя вспомогательными холостыми валками или одним вспомогательным валком и неподвижной проводкой (линейкой). При необходимости получения на стане тонкостённых гильз клеть имеет две неподвижные проводки - линейки, плотно прилегающие к рабочим валкам. В этом случае необходимость плотного прилегания линеек к рабочим валкам диктуется тем, что тонкостенные гильзы характерны малой устойчивостью по поперечному сечению и металл может затекать в щель между рабочи^ валком и инструментом, ограничивающим поперечную деформацию. Если этим инструментом является вспомогательный валок, то щель оказывается значительной; применение линеек позволяет избежать больших зазоров. В то,же время прошивка толстостенных гильз вследствие их большой жесткости по поперечному сечению может протекать успешно даже при значительных зазорах между рабочим и вспомогательным валком. Применение вспомогательных валков целесообразно, так как это обеспечивает меньшее осевое скольжение металла. Кроме того, заметно сокращается расход инструмента, особенно при прокатке высоколегированной стали, когда стойкость линеек невелика.

Важной характеристикой рабочей клети прошивного стана является возможность изменения угла подачи применением разного наклона рабочих валков. В станах старой конструкции этот угол не регулировался и находился в пределах 4°30"-6°30". В рабочих клетях, созданных в более поздний период, как правило, предусматривается регулирование угла подачи. Это хотя и усложняет конструкцию рабочей клети, но целиком оправдывает себя, так как значительно повышает маневренность стана, необходимую при широком сортаменте труб как по размерам, так и по маркам стали.

Современные рабочие клети прошивных станов (24) имеют массивную литую станину коробчатой формы со съемной крышкой. Внутрь станины закладываются пустотелые цилиндрические барабаны с проемами, в которых помещаются подушки рабочих валков. Барабаны могут поворачиваться вокруг оси, перпендикулярной оси прошивки, изменяя тем самым угол подачи. При- вод для поворота барабанов может применяться разных конструкций. В зарубежных конструкциях для поворота барабанов обычно используют четыре установочных винта, упирающихся в выемки на барабанах и вращающихся в гайках, которые вставлены в отверстия станины. После установки барабанов на необходимый угол подачи их положение фиксируют контргайками установочных винтов и зажимными колодками, которые прижимаются к поверхности барабанов клиньями. Угол подачи обычно регулируется в пределах 5-12°.

В отечественных конструкциях для поворота барабанов используют специальные механизмы. Один из таких механизмов осуществляет поворот барабана охватывающей его пластинчатой цепью. Привод цепи осуществляется электродвигателем через двойной червячный редуктор и ведущую звездочку, установленные на крышке станины.

В другой конструкции поворотного механизма установка необходимого угла наклона валков производится от электродвигателя через червячный редуктор и цилиндрическую пару, ведомое колесо которой^асаживается непосредственно на барабан. Барабаны в заданномНоложении фиксируются пружинами, а отторма- живаются гидроцилиндром. Фиксация барабанов может осуществляться также специальными зажимами, электропривод которых располагается на крышке станины.

В отечественных конструкциях барабаны могут поворачиваться на угол от 0 до 90°. Это значительно упрощает смену рабочих вал- ков стана (перевалку), так как нет необходимости извлекать барабаны из станины. Установив барабаны так, чтобы валки находились в вертикальном положении, кассеты с валками извлекают из барабанов через, окна в крышке станины. В зарубежных конструкциях при перевалке предварительно необходимо снять крышйу, а затем извлечь барабаны вместе"с валками. Длительность перевалки в этом случае на 30-40 мин больше.

Рабочие валки смонтированы в кассетах на конических роликоподшипниках, помещенных в стаканы и надежно защищенных, от попадания окалины.

Кассеты с валками могут перемещаться по направляющим барабанов с помощью нажимных винтов. Каждый валок имеет самостоятельный механизм перемещения нажимных винтов, состоящий из двух червячно-цилиндрических редукторов, передающих вращение от одного электродвигателя. Механизмы установлены на торцах барабанов с боковых сторон рабочей клети. Одновременное и одинаковое перемещение обоих валков относительно оси стана обеспечивается синхронизацией работы двигателей механизмов установки валков по системе электрического вала. Для настройки стана возможно также независимое перемещение каждого винта. Положение валков относительно оси стана указывается на циферблатах.

Нижняя линейка устанавливается в линейкодержателе на стационарный стул. К стулу крепятся также входная и выходная направляющие воронки. Верхняя линейка крепится к фасонной траверсе, которая может перемещаться вверх или вниз с помощью механизма, установленного на крышке станины. Этот механизм состоит из двух нажимных винтов, прикрепленных к траверсег проходящих через гайки, вмонтированные в червячные колеса редукторов, которые получают вращение от электродвигателей. Синхронизация работы двух двигателей для равномерного перемещения линейки осуществляется по системе электрического вала. Специальный счетчик указывает на циферблате фактическое расстояние между линейками.

При прокатке толстостенных гильз вместо верхней линейки может быть установлен холостой вспомогательный валок (ролик) с разворотом его оси в горизонтальной плоскости на угол до 7° относительно оси прокатки.

Привод рабочих валков прошивного стана находится со стороны подачи в них заготовки и состоит из электродвигателя, шестеренной клети и шарнирных шпинделей (25).

Шестеренная клеть предназначена для распределения крутящего момента двигателя между рабочими валками стана при одновременном уменьшении числа оборотов от двигателя к рабочим валкам. Обычно корпус шестеренной клети представляет собой двухразъемиую коробку. В нижнем разъеме на подшипйиках качения помещают ведущий вал-шестерню и одну ведомую, шестерню; в верхнем разъеме монтируют другую ведомую шестерню. В корпусе шестеренной клети имеется сквозное отверстие для установки пневматического цилиндра вталкивателя заготовки.

Каждый шарнирный шпиндель имеет две головки, одна из которых плотно посажена на ведомый вал шестеренной клети, а другая крепится на рабочий валок ходовой посадкой. Это позволяет несколько изменять длину шпинделей при регулировании угла наклона валков.

При прошивке заготовок диам. до 140 мм применяют прошивные станы с дисковыми и грибовидными валками. Несмотря на технологические преимущества прошивных станов с грибовидными валками, они не получали в последнее время развития из-за ряда конструктивных недостатков: нерегулируемые углы раскатки и подачи, что уменьшает производительность и снижает гибкость в работе стана; громоздкая, неудобная в эксплуатации клеть, объединяющая в себе шестеренную и рабочую клети в одной станине; консольное крепление рабочих валков, в сильной степени снижающее жесткость клети.

Разработанная Электростальским заводом тяжелого машиностроения новая конструкция стана с грибовидными валками лишена этих недостатков. Основным отличием этого стана является двухопорное крепление валков и индивидуальный привод валков (26), осуществляемый от двигателей постоянного тока мощностью 1750 кет каждый. Рабочая клеть (27) имеет два поворотных барабана, в которые закладываются кассеты с валками. Применение сменных кассет позволяет использовать различный угол раскатки в пределах 4-17°.

Механизм разворота барабана состоит из двигателя и червячного редуктора, установленных вне клети, которые приводят вал-шестерню, находящуюся в зацеплении с зубчатым венцом, закрепленным на барабане. Поворот барабанов обеспечивает регулирование угла подачи в п]ределах от 4 до 15°. Смена валков осуществляется путем извлечения кассет через окна в крышке станины. Положение валков относительно оси прокатки регулируется нажимными винтами, а их уравновешивание производится тарельчатыми пружинами.

Конструкция рабочей клети, таким образом, весьма сходна с современными конструкциями клетей с бочкообразными валками, однако она может обеспечивать более высокую выходную скорость гильзы как благодаря меньшему осевому скольжению, так и благодаря применению более высоких окружных скоростей валков. |

Рабочие валки прошивных станов приводятся во вращение от электродвигателей постоянного или переменного тока.

В последнее время все чаще применяют двигатели постоянного тока, позволяющие регулировать скорость прокатки в широких пределах. Возможность изменения скорости прошивки целесообразно иметь при большом разнообразии сортамента прокатываемых труб, особенно по маркам сталей, значительно отличающихся пластическими свойствами и сопротивлением деформации.

Мощность двигателей рабочих клетей прошивных станов в большой мере зависит от сортамента стана и скорости прокатки- При прокатке заготовок диам. до 150 мм мощность двигателей составляет 1000-1500 кет. Для станов последних конструкцийу рассчитанных на большую скорость валков (до 8 м/сек), мощность двигателя увеличена почти вдвое. Для станов, прокатывающих заготовку более крупных размеров, мощность двигателей достигает 3500-4000 кет.

Прошивка круглой заготовки или слитка производится при. помощи оправки, которую надевают на конец длинного стержня. Стержень укрепляют на выходной стороне стана в головке упорного подшипника, воспринимающего все осевые усилия. Для прошивки применяют оправки двух типов. Литые или кованые сплошные оправки надевают на конец стержня-оправкодержателя и после каждой прошивки снимают для охлаждения их в ванне с проточной водой. Такие оправки называют сменяемыми

и лишь для оправок больших размеров применяют приспособления, частично облегчающие эту тяжелую работу.

Оправки другой конструкции (28, б) выполнены в виде полого тела и охлаждаются изнутри водой, которая подается через стержень-оправкодержатель под давлением 98-118 я/ж2 (10-12 am). В паузах между прошивками оправка дополнительно охлаждается снаружи водой специальным душирующим устройством. Снимают такую оправку только после полного ее износа (после 500-600, а иногда и значительно большего числа проходов). Оправки этого типа, которые называют несменяемыми или водоохлаждаемыми, повышают производительность стана, а глав-

пое - позволяют полностью автоматизировать весь процесс, освободиться от тяжелых ручных операций.

Выходная сторона стана (29) оборудована механизмом 1 для центрирования стержня 2 оправкодержателя, извлечения этого стержня из гильзы и выдачи гильзы из прошивного стана для последующей обработки. Выдача гильз может быть боковой (а) или осевой (б).

При боковой выдаче гильза после прошивки, находясь на стержне, несколько отводится вперед до упора. Затем из гильзы извлекается стержень с несменяемой оправкой. Для этого головка упорного подшипника 5, в которой закреплен задний конец

стержня, перемещается по направляющим 4, увлекая за собой стержень. После выведения стержня из гильзы последняя круговыми сбрасывателями 5 убирается с оси прокатки на наклонную решетку б, а головка упорного подшипника вместе со стержнем возвращается в переднее рабочее положение.

При работе на сменяемой оправке последнюю надевают на стержень в момент подхода его переднего торца к рабочей клети стана, а оправку убирают после отвода гильзы из прошивных валков.

При осевой выдаче гильз стержень с несменяемой оправкой все время находится в рабочем положении. Гильза получает осевое перемещение от фрикционных роликов 7, а головка упорного подшипника откидывается, пропуская гильзу на приемный роль-

ганг 8, ось которого совпадает с осью прошивного стана. После возвращения головки упорного подшипника в исходное положение и заклинивания ее может начинаться прошивка следующей заготовки. ^

При осевой выдаче гильз прошивка может осуществляться и на сменяемой оправке. Для этого специальным механизмом стержень при откинутой головке упорного подшипника подают назад на 1,5-2,0 м для замены оправки, а затем вновь возвращают В: рабочее положение.

Головка может перемещаться с помощью зубчатых реек, канатной передачи или пневматического длинноходового цилиндра. На больших установках перемещение осуществляется специальным тягачом (31), который представляет собой платформу, передвигающуюся по направляющим. Привод тягача осуществляется от двух вертикальных двигателей.

В рабочем положении головка упорного подшипника удерживается клиновым механизмом, смонтированным на кулисе. Открывание и закрывание клинового запора удерживающего устройства осуществляется пневматическим цилиндром. Кулиса в нижней части шарнирно крепится к станине, а в верхней удерживается винтом, регулируя который можно изменять положение кулисы вместе с запирающим клином. При этом изменяется рабочее положение головки упорного подшипника" и, следовательно, положение стержня с оправкой относительно рабочих валков. Подвод воды для охлаждения, стержня поправки осуществляется через / клапанный механизм и корпус головки.

При осевой выдаче гильз упорно-регулирующий механизм (32) состоит из упорной головки с вращающимся шпинделем, пневматического цилиндра для подъема и опускания головки при пропуске гильзы, устройства для осевого перемещения каретки, необходимого для регулирования положения оправки в очаге деформации, и, наконец, запора, фиксирующего головку в заданном положении. Через специальный клапан и упорную головку подается вода для охлаждения стержня и оправки во время прошивки.

Центрирование стержня производят роликовыми центровате- лями (33). В зависимости от длины гильз, получаемых на стане, число центрователей колеблется в пределах от 3 до 6. Каждый цептрователь имеет три или четыре холостых ролика (четырех- роликовые центрователи применяют при прошивке гильз большого диаметра). С помощью рычажной системы и пневматического привода ролики плотно прижимаются к стержню. К моменту подхода к цептрователю переднего торца гильзы ролики разводятся на величину, необходимую для пропуска гильзы. Рычажную систему настраивают так, чтобы при разведении роликов зазор между ними и гильзой был незначителен (5-10 мм), что и обеспечивает хорошее центрирование гильзы.

При осевой выдаче перемещение гильз осуществляется фрикционными выдающими роликами, получающими вращение через карданные валы и редуктор от электродвигателя. Сближение и разведение роликов производится пневмоприводом. Фрикционные ролики устанавливают за каждым центрователем.

При боковой выдаче гильзы оттаскиваются приводным подъемным роликом, устанавливаемым между рабочей клетью и первым центрователем.

Технологический процесс прошивки происходит в следующей последовательности. Нагретая заготовка по наклонной решетке скатывается в приемный желоб прошивного стана и пневматическим толкателем подается до упора, установленного перед валками. Затем после отвода упора заготовка задается в рабочие валки стана. Упор отводится только после того, как выходная сторона стана полностью подготовлена к приему очередной гильзы, что определяется заклиниванием головки упорного подшипника.

Заготовка, захваченная валками, получает вращательно-по- ступательное движение и прошивается на оправке в гильзу нужного размера. Когда передний торец гильзы подходит к первому цептрователю, последний раскрывается для пропуска и центрирования гильзы; затем последовательно по мере подхода гильзы раскрываются другие центрователи. По окончании прошивки в стане с осевой выдачей гильзы автоматически сближаются выдающие ролики, и гильза подается по направлению к упорной головке. Как только задний конец гильзы пройдет первый центрова- тель, его ролики сближаются и удерживают стержень до осевого перемещения, так как одновременно открывается замок головки упорного подшипника и включается механизм для ее подъема. Гильза выдающими роликами транспортируется на приемный рольганг. В некоторых станах удержание от осевого перемещения совершается специальным рычажным механизмом, установленным между первым центрователем и рабочими валками. Это сокращает время извлечения гильзы из стана. После выдачи гильзы на рольганг выдающие ролики разводятся, ролики центрова- телей зажимают стержень, а головка упорного подшипника занимает рабочее положение. Как только произойдет ее заклинивание, дается импульс на уборку упора па входной стороне стана и происходит прокатка следующей заготовки.

Осевая выдача гильз, принятая на отечественных станах новых конструкций, позволяет сократить время вспомогательных операций и тем самым обеспечить наиболее высокий темп работы прошивного стана. Производительность прошивного стана при прокатке заготовки диам. 140 мм в гильзу.сечением 136x16 мм и длиной 5,4 м достигает 340 шт/ч. При прокатке гильз меньшей длины темп может быть выше.

Аннотация

1. Обоснование реконструкции ТПА 2003

1.1 Общая характеристика завода, состав основных производственных цехов, структура производства ВТ

1.1.2 Трубопрессовый цех

1.1.3 Трубопрокатный цех с ТПА 159-426

1.1.4 Трубоэлектросварочный цех (ТЭСЦ)

1.1.5 Трубопрокатный цех с ТПА 200

1.2 Краткое описание стана ТПА-200

1.3 Обоснование расширения сортамента производимых труб

2. Техника производства

2.1 Исходная заготовка

2.2 Сортамент до и после реконструкции

2.3 Оборудование для производства труб на ТПА 200

2.3.1 Пресс холодной ломки

2.3.2 Кольцевая печь

2.3.3 Прошивной стан винтовой прокатки

2.3.4 Оборудование входной стороны

2.3.5 Клеть прошивного стана

2.3.6 Оборудование выходной стороны

2.3.7 Рабочая клеть трехвалкового раскатного стана1

2.3.8 Редукционно-калибровочный стан

2.4.1 Раскатка гильз на непрерывном стане PQF

2.5.1 Прокатная клеть

2.5.2 Контейнер прокатной клети

2.5.3 Приводы валков

2.5.4 Перевалка прокатных клетей

2.5.5 Технологический инструмент стана PQF

3. Специальная часть

3.1 Расчет таблицы прокатки

3.2 Расчет усилия металла на валок

3.3 Расчёт валкового узла на прочность

3.4 Расчет дисковой пилы

труба тонкостенная стан перевалка

Аннотация

В представленном дипломном проекте приведены результаты разработки технологического процесса производства тонкостенных бесшовных труб на ТПА 50-200 с трехвалковым непрерывным PQF станом в условиях ТПЦ-1 ОАО «ВТЗ».

В разделе 2 приведены таблицы сортамента выпускаемой продукции.

В специальной части дипломного проекта выполнены расчёты таблицы прокатки, также произведён расчёт усилия металла на валки непрерывного стана PQF, расчёт валка на прочность.

В разделе 4 проведён расчёт электродвигателя главного привода и

проверочный расчёт его мощности.

В разделе 5 произведены расчёты годового объёма выпуска продукции,

штатов рабочих, руководителей и служащих и их заработной платы.

В разделе 6 представлены расчёты капитальных затрат на производство, себестоимость продукции, а так же рассчитываются показатели экономической эффективности.

В разделах 7 и 8 предложены необходимые мероприятия по охране труда и окружающей среды.

Пояснительная записка изложена на 175 страницах, содержит 43

рисунков, 40 таблиц и 222 формулы. При составлении пояснительной

записки использовано 19 источников.

1. Обоснование реконструкции ТПА 200

1 Общая характеристика завода, состав основных производственных цехов, структура производства ВТЗ

Волжский Трубный Завод (ОАО «ВТЗ») является одним из крупнейших предприятий Южного Федерального округа Российской Федерации. На заводе работает около 12000 человек, что позволяет считать «ВТЗ» крупным градообразующим предприятием города.

ВТЗ расположен в промышленной зоне города Волжского, находящегося на левом берегу реки Ахтубы в 20 километрах северо-восточнее центра Волгограда.. Положительным фактором размещения является нахождение на пересечении транспортных путей Южно-Европейской части России. Рядом с ВТЗ находятся железнодорожная станция и автомобильная федеральная трасса, что снижает затраты при отгрузке потребителям готовой продукции внутри страны. В 10 километрах от завода находится грузовой речной порт на реке Волга. По системе каналов река Волга связывает город с портами Каспийского, Черного, Балтийского, Северного и Азовского морей. Это позволяет осуществлять доставку продукции самым экономичным водным путем. Удобное географическое расположение «ВТЗ» также позволяет осуществлять доставку сырья, вспомогательных материалов и прочих грузов, необходимых для производства труб.

Основными потребителями ОАО ВТЗ являются такие компании как ОАО «Газпром», АК «Транснефть», в состав которых входят множество дочерних предприятий, которых насчитывается несколько десятков. Кроме того, это ведущие компании по добыче нефти: «Тюменская нефтяная компания», «LUKOIL», «Сибнефть», «Роснефть», которые являются монополистами по добыче и переработке «черного золота». Также партнерами завода являются нефтегазовые компании стран Персидского залива Ирак, Бахрейн, Катар и Египет, где активно ведутся разработки прибрежных шельфовых и сухопутных месторождений нефти и газа.

С апреля 2001г. Волжский трубный завод входит в Трубную Металлургическую Компанию (ТМК). Трубная Металлургическая Компания - крупнейший в российской трубной отрасли холдинг, объединивший ведущие российские трубные предприятия - Волжский (Волгоградская обл.), Северский, Синарский (Свердловская обл.) трубные заводы Таганрогский металлургический завод (Ростовская обл.).

Завод производит более 800 типоразмеров труб:

сварные спиральношовные трубы большого диаметра, в том числе с покрытием;

трубы общего назначения;

бесшовные нефтегазопроводные трубы;

обсадные трубы и муфты к ним;

трубы для паровых котлов и паропроводов;

трубы для нефтеперерабатывающей и химической промышленности

трубы из коррозионностойкой стали (нержавеющие);

трубы для изготовления подшипников;

стальную заготовку круглого и квадратного сечения.

Потребителями продукции ВТЗ являются машиностроительные, химические, нефтеперерабатывающие, строительные предприятия и предприятия других отраслей как отечественные, так и зарубежные.

На ВТЗ находятся пять цехов основного производства: трубопрокатный цех №1 (ТПЦ-1), трубопрессовый цех №2 (ТПЦ-2), трубопрокатный цех №3 (ТПЦ-3), трубоэлектросварочный цех (ТЭСЦ), электросталеплавильный цех (ЭСПЦ).

1.1.1 Электросталеплавильный цех (ЭСПЦ)

Мощность - 900 тыс. тонн стали в год.

Основное оборудование:

электродуговая сталеплавильная печь, масса плавки 150 тонн

установка «печь-ковш»

установка вакуум-кислородного рафинирования стали

установки непрерывного литья заготовок криволинейного типа

ЭСПЦ производит стальную непрерывнолитую заготовку:

круглого сечения диаметров 150мм, 156мм, 190мм, 196мм, 228мм,

мм, 360мм и 410мм для производства труб и сортового проката по ТУ 14-1-4992-2003 /33/, СТОТМК 566010560008-2006 , и др.;

квадратного сечения размеров 240мм, 300мм и 360мм для производства труб и сортового проката по ТУ 14-1-4944-2003 .

Основным сырьем для производства стали в ЭСПЦ является металлолом, поступающий в переработанном виде в копровом цехе (КЦ).

Для осуществления межцеховых транспортных операций используется

автомобильный транспорт автотранспортного цеха (АТЦ) и подвижной

состав железнодорожного цеха (ЖДЦ).

Волжский трубный завод представляет собой современное предприятие сориентированное на потребителей труб практически всех отраслей, в том

числе потребителей труб нефтегазовой отрасли.

1.2 Трубопрессовый цех

Мощность - 68 тыс. тонн горячепрессованных труб в год.

В составе цеха: участок подготовки заготовки к прессованию; линия прессования с горизонтальным прессом усилием 55МН для производства труб размерами 133 - 245х6-30мм, а при использовании редукционного стана труб диаметром 42 - 114 мм; линия прессования с горизонтальным прессом усилием 20МН для производства труб размерами 60-114x4-10 мм и отделение отделки труб.

Состав оборудования линии с прессом усилием 20 МН имеет некоторые изменения по сравнению с прессовой линией 55 МН: отсутствует кольцевая печь, а нагрев перед прошивкой осуществляется в индукционных установках; вместо редукционного установлен правильный стан, а также отсутствует подогревательная печь с шагающими балками.

Горячий передел труб заканчивается участком химической обработки, который состоит из двух отделений - для обработки труб из углеродистых сталей и для обработки труб из коррозионностойких сталей.

В цехе установлены три поточные линии отделки и контроля качества труб: две линии для обработки труб диаметром 43 - 133 мм и одна линия для обработки труб диаметром 50 - 245 мм. В составе каждой линии имеется следующее оборудование: правильный шестивалковый стан, два трубоотрезных станка для обрезки концов труб; установка для снятия наружной фаски и торцовки концов; установка продувки труб от окалины; линия неразрушающего контроля качества труб для выявления поперечных наружных дефектов и проверки соответствия марки стали; ультразвуковая установка для выявления продольных и поперечных дефектов; установка визуального контроля качества поверхности, геометрических размеров труб и стилоскопирования; установка для измерения длины труб.

ТПЦ-2 производит горячепрессованные трубы, предназначенные для: общего назначения, машиностроения с последующей механической обработкой, нефтехимической промышленности, паровых котлов и трубопроводов, работы в сероводородной среде, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений, атомных электростанций, работы в коррозионных средах, эксплуатации при высоких температурах и др. Для производства труб в ТПЦ-2 используется заготовка круглого сечения диаметром от 145мм до 360мм производства ЭСПЦ и покупная заготовка производства ОАО «Волгоградского металлургического завода «Красный Октябрь», Северсталь, Запорожский завод специальных сталей и других производителей.

Рисунок 2. Технологическая схема производства труб на линии прессования с горизонтальным прессом усилием 55МН.

Рисунок 3. Технологическая схема производства труб на линии прессования с горизонтальным прессом усилием 20МН.

1.3 Трубопрокатный цех с ТПА 159-426

Технология и оборудование позволяет производить до 1,2 млн. тонн горячекатаных труб в год.

Рисунок 4. Технологическая схема производства труб в ТПЦ-3.

Основное оборудование:

печь с шагающими балками для нагрева заготовки

стан пресс-валковой прошивки

стан-элонгатор

непрерывный стан ТПА159-426 с непрерывно удерживаемой оправкой

калибровочный стан

линии отделки обсадных и нефтепроводных труб

После прокатки труб на ТПА 159-426, охлаждения, обрезки и правки

трубы проходят неразрушающий контроль геометрических размеров. Далее трубы поплавочно - магнитным краном укладываются в контейнеры и

поступают на промежуточный склад, откуда в зависимости от назначения,

поступают в отделение отделки. ТПЦ-3 производит стальные горячекатаные трубы диаметром от 159мм до 426мм с толщиной от 8мм до 35мм. Трубы предназначены для общего назначения, применяемые в качестве обсадных и насосно-компрессорных труб для скважин, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений, котельных установок и трубопроводов, строительства, капитального ремонта и реконструкции подводных переходов.

Для производства труб в ТПЦ-3 используется заготовка квадратного

сечения размеров от 240мм до 360мм производства ЭСПЦ.

1.4 Трубоэлектросварочный цех (ТЭСЦ)

Достигнутая мощность - 500 тыс. тонн сварных труб с антикоррозионным покрытием в год.

Основное оборудование:

трубоэлектросварочные станы автоматической сварки труб под слоем

флюса, для производства труб диаметром 530-1420 мм

трубоэлектросварочный стан автоматической сварки труб под слоем

флюса, для производства труб диаметром 1420-2520 мм

участок объемной термообработки труб

печь для нагрева труб под закалку,

отпускная печь

линия отделки труб.

Мощность - 100 тыс. тонн покрытых труб диаметром 102-1020 мм.

В 1976г. в цехе впервые в стране был освоен выпуск труб для строительства газо-, нефтепроводов с антикоррозийным покрытием на основе эпоксидных порошков. Технологический поток производства данных труб состоит из следующих операций: очистки поверхности щетками и иглофрезами от окалины; дробеструйной обработки; нагрева труб до температуры 400°С в газовой секционной печи, нанесения на поверхность

антикоррозийного покрытия из эпоксидного порошка толщиной 300 - 500

мкм; 30-мин выдержки в термостате с цепным транспортером для обеспечения полимеризации при температуре 150 - 200°С; контроля диэлектрической сплошности покрытия; контроля адгезии и толщины покрытия; ремонта дефектных участков труб.

После этого на готовые трубы наносят дополнительную маркировку и

надевают защитные резиновые кольца для предотвращения повреждения

покрытия при транспортировке. Срок службы труб с антикоррозионным

покрытием в 2 - 3 раза выше обычных.

ТЭСЦ производит спиральношовные стальные трубы диаметром от

530мм до 2520мм с толщиной от 6мм до 25мм. В цехе имеется участок термической обработки труб и участок два участка нанесения на трубу

антикоррозийного покрытия. Трубы большого диаметра предназначены для:

общего назначения, магистральных газонефтепроводов, трубопроводов

атомных электростанций.

Для производства труб в ТЭСЦ используется штрипс шириной от 1050мм до 1660мм и лист шириной 2650мм. Поставщиками металла является

Магнитогорский металлургический комбинат, металлургический комбинат Азовсталь, металлургический комбинат Северсталь, Новолипецкий металлургический комбинат и другие производители. Кроме того, металл

Рисунок 5. Технологическая схема сварки труб диаметром 530-1420мм

из рулонного проката.

Рисунок 6. Технологическая схема сварки труб диаметром 1420-2520мм из листовой стали.

1.1.5 Трубопрокатный цех с ТПА 200

Мощность - 225,5 тыс. тонн горячекатаных труб в год.

Основное оборудование:

две кольцевые печи для нагрева заготовки;

прошивной стан;

два трехвалковых раскатных стана ТПА-200 с длинной плавающей оправкой;

две печи с шагающими балками для подогрева труб;

два трехвалковых калибровочных стана;

линии отделки подшипниковых труб и труб общего назначения.

ТПЦ-1 производит стальные горячекатаные трубы диаметром от 57мм до 245мм с толщиной от 6мм до 50мм, предназначенных для: общего назначения, подшипниковой отрасли, машиностроения с последующей механической обработкой, авиационной техники, котельных установок и трубопроводов, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений

Для производства труб в ТПЦ-1 используется заготовка круглого сечения диаметром от 90мм до 260мм производства ЭСПЦ и покупная заготовка производства ОАО «Волгоградского металлургического завода «Красный Октябрь», Оскольского металлургического комбината и других производителей.

Рисунок 7. Технологическая схема производства труб в ТПЦ-1.

2 Краткое описание стана ТПА-200

Трубопрокатный агрегат 200 Волжского трубного завода предназначен для выпуска горячекатаных бесшовных труб повышенной точности размерами DTхST = 70...203x9...50 мм следующего сортамента: общего назначения DTxST = 73...203x9...50 мм из углеродистых и среднелегированных марок стали, подшипниковые трубы DTxST = 70,4...171x7...21 мм из стали марок ШХ15, ШХ15СГ, ШХ15Ш, ШХ15В.

В состав цеха входят трубопрокатный агрегат 70-200 с трёхвалковым станом, линия отделки труб общего назначения, участок отделки подшипниковых труб, четыре роликовые печи для проведения сфероидизирующего отжига подшипниковых труб, участок изготовления технологического инструмента.

Основное оборудование:

кольцевые печи для нагрева заготовки;

прошивной стан;

трубопрокатный агрегат Асселя с трехвалковым раскатным станом ТПА-200 с длинной плавающей оправкой;

печь с шагающими балками для подогрева труб;

трехвалковый калибровочный стан;

Ти клетьевой редукционно-калибровочный стан;

роликовые печи для отпуска и отжига труб;

линии отделки подшипниковых труб и труб общего назначения;

участок консервационного покрытия труб.

Валки; 2-Оправка; 3-Труба,

Степень тонкостенности сортамента труб, производимого на установках данного типа, определяет трехвалковый раскатной стан. Поэтому в последнее время в технически развитых странах большое внимание уделялось и уделяется совершенствованию технологии прокатки и конструкций традиционных трехвалковых раскатных станов, а также созданию новых процессов с обеспечением возможности производства высокоточных тонкостенных горячекатаных труб.

3 Обоснование расширения сортамента производимых труб

Мощности трубных заводов по выпуску бесшовных труб для нефтегазовой промышленности и машиностроения в настоящее время задействованы не на полную и дальнейшее увеличение объёмов их производства возможно при условии дополнительного ввода оборудования или модернизации существующего оборудования.

ТПА-200 - трубопрокатный агрегат с трехвалковым раскатным станом. Отличительной особенностью данного агрегата является наличие двух линий раскатки гильз, получаемых на прошивном стане. Это позволяет значительно увеличить производительность стана. Трубопрокатный стан ТПА-200 располагается в ТПЦ-1 ОАО «ВТЗ».

ТПЦ-1 производит стальные горячекатаные трубы диаметром от 70мм до 203мм с толщиной от 9мм до 50мм, предназначенных для: общего назначения, подшипниковой отрасли, машиностроения с последующей механической обработкой, авиационной техники, котельных установок и трубопроводов, газопроводов газлифтных систем и обустройства газовых месторождений.

Оборудование цеха позволяет производить трубы нестандартных размеров, трубы со смещенными допусками по геометрическим размерам, особо толстостенные трубы, трубы с повышенной точностью по толщине стенки. Имеется возможность обточки труб по наружной поверхности.

ТПА с трехвалковым раскатным станом применяют для производства толстостенных труб, используемых в машиностроении с отношением диаметра к толщине стенки (D/S) меньше 12.

Несмотря на различные попытки расширения возможностей станов ТПА 200 и аналогичных отечественных трубопрокатных агрегатах получать тонкостенные трубы на них не удавалось, так как при прокатке концов труб (особенно задних) в трехвалковых станах развивается интенсивная поперечная деформация и образуются треугольные концевые раструбы, не позволяющие нормально осуществлять раскатку труб с отношением диаметра к толщине стенки более 12.

Основная особенность ТПА с трехвалковых раскатным станом - получение требуемой толщины стенки готовых труб в основном на раскатном стане, а наружного диаметра на редукционном и калибровочном. Каждый из этих размеров может независимо изменяться, обеспечивая требуемое сочетание диаметра и толщины стенки.

Рисунок 8. Образование раструба при прокатке

Рисунок 9. Затекание металла между валками.- Конус захвата; II-Гребень; III-Раскатной участок;Выходной участок;

Валки; 2-Оправка; 3-Труба,

Применение в агрегатах трёхвалковых раскатных станов вносит определенные ограничения в сортамент - на этих агрегатах можно получать только толстостенные трубы с отношением диаметра к толщине стенки D/S ≤ 12. И хотя предпринимаются различные попытки расширить их возможности в том отношении, все же получать тонкостенные трубы пока не удается, поскольку в этом случае при прокатке концов труб развивается поперечная деформация и образуются треугольные концевые раструбы, не позволяющие нормально осуществлять прокатку. Возможны разные пути решения проблемы концевых раструбов: раскатка гильз на малых углах подачи, применение специальных калибровок валков раскатного стана, уменьшение толщины стенки гильзы и другие. На практике утонение стенки гильзы производится за счет сведения валков при прокатке заготовки или за счет изменения положения оправки в очаге деформации. Перемещение валков в процессе прокатки является менее предпочтительным из-за конструктивной сложности и повышенного износа сопрягаемых поверхностей постели клети и барабана с валком.

Для прокатки тонкостенных труб с использованием свободно плавающей длинной оправки французская фирма «Dujardin-Montbard-Somcnor» разработала конструкцию клети трехвалкового раскатного стана (клеть «Трансваль»), оборудованной специальными механизмами для осуществления процесса с переменным углом подачи и изменением исходных размеров калибра. Прокатка концевых участков тонкостенных труб в клети данной конструкции осуществляется по технологии, предусматривающей изменение углов подачи до минимальных значений с одновременным разведением валков для образования концевых утолщений.

В настоящее время за рубежом работает несколько трубопрокатных агрегатов с трехвалковыми раскатными станами типа «Трансваль». Один из них эксплуатируется на заводе фирмы «Babcock and Wilcox Co.» в г. Эмпридже (США).

Трехвалковый раскатной стан типа «Трансваль» установлен параллельно непрерывному длиннооправочному стану и предназначен для производства высокоточных труб с D/S от 4,5 до 15. При этом для осуществления прокатки наиболее тонкостенной части сортамента предусмотрено автоматическое изменение углов подачи, а также размеров калибра, чтобы при формировании переднего концевого участка трубы отношение D/S на нем не превышало 10, а заднего концевого участка - 8.

На заводе фирмы «Falck» в г. Милане (Италия) введен в эксплуатацию трубопрокатный агрегат с трехвалковым раскатным станом «Трансваль» для производства труб из подшипниковых и легированных марок сталей диаметром 60-70 мм с D/S =4-17.

На заводе фирмы «Tubesex» в Бильбао (Испания) эксплуатируется трубопрокатный агрегат с трехвалковым раскатным станом «Трансваль», предназначенный для производства редуцированных горячекатаных труб диаметром 21-64 с толщиной стенки 2,2-10 мм. При этом непосредственно после трехвалкового раскатного стана прокатывают трубы диаметром 72 мм, длиной до 14 м и отношением D/S <18.

На трехвалковых раскатных станах «Трансваль» устойчиво получают трубы с отношением размеров диаметра к стенке не более 15, используют в основном свободно плавающую оправку.

В зарубежной практике применяют ТПА, в которых раскатка происходит в двухвалковых станах винтовой прокатки с направляющими дисками (станы Дишера). Однако применение станов Дишера ограничено прежде всего из-за сложности конструкции рабочей клети, схема рабочей клети изображена на рисунке 8. Кроме того, снижается маневренность агрегата, так как для прокатки труб различного диаметра требуется определенный профиль дисков, что приводит к дополнительным затратам времени на перевалку.

Рисунок 10 - Схема рабочей клети раскатного стана с дисковыми проводками

Рабочие валки; 2 - приводные диски; 3 - привод дисков

Конструкция раскатного стана Дишера не отличается от конструкции прошивного стана с дисковыми проводками. На входной стороне стана расположен желоб и выталкиватель для задачи длинной оправки в гильзу и подачи гильзы с оправкой в рабочие валки. На выходной стороне стана имеется рольганг для приемки трубы на оправке.

В стане Дишера раскатка трубы осуществляется на длинной оправке, движущейся вместе с трубой вдоль оси прокатки. Дисковые проводки 2 способствуют ускорению процесса прокатки, получению большей вытяжки, более тонкой стенки, повышению точности труб. Мощность главного привода при прокатке труб диаметром до 200 мм составляет 1470 кВт, а двигателя для вращения дисков - 650 кВт. Этот стан более энергоемок, чем трехвалковый раскатной стан.

Основное достоинство агрегатов со станами Дишера возможность раскатки труб с отношением диаметра к толщине стенки D0/S0 до 35.

Коэффициент вытяжки в стане Дишера несколько меньше, чем в трехвалковом раскатном стане: μ= 1,2-1,5 при раскатке толстостенных и μ = 2,2-2,8 при раскатке тонкостенных труб.

Предлагается провести реконструкцию одной из линий, заменив трехвалковый раскатной стан непрерывными клетями PQF, которые будут производить тонкостенные трубы общего назначения.

Метод непрерывной прокатки в трехвалковой клети последовательно продвигался фирмой SMS Demag Innse на рынок уже с начала 90-х годов XX века. Преимущества процесса были очевидны, так как уже на редукционно-растяжном участке замена двухвалковых клетей на трехвалковые привела к существенному улучшению качества бесшовных труб. Оборудование стана PQF расположено очень компактно, что существенно сокращает время прокатки от прошивного стана до прокатки на оправке, что приводит к минимальной потере температуры на пустотелой заготовке. В то же время, благодаря предварительной установке заготовки на основную линию прокатки, пустотелую заготовку можно катать за очень максимально короткое время, которое сокращает время контактного охлаждения внутренней поверхности гильзы и поверхности оправки. При трехвалковой конструкции клети неравномерная деформация сечения сводится к минимуму при одновременном обеспечении точности геометрического размера трубы, что приводит к снижению потерь при обрезании конца трубы, устранению дефектов качества, вызываемых общепринятыми станами для прокатки на оправке, сокращению коэффициента отверстия, вогнутости и неравномерности толщины. Также при использовании трехвалковой конструкции клети в сочетании с одним приводом, гидравлическим нажимным устройством и автономным устройством для калибровки калибра для контроля точности калибра на прокатном стане всегда можно поддерживать высокую точность введения и регулировки заданных значений, что обеспечивает стабильность контроля всего процесса прокатки и качества продукции. Стан состоит из пяти трехвалковых клетей и является компактным станом для прокатки на оправке. Для каждой клети имеется отдельное гидравлическое нажимное устройство, которое действует на центральную линию валка и позиционирует его. Валки соединяются с клетью с помощью качающейся консоли, который по сравнению с трехвалковыми клетями другой конструкции более прост по конструкции и в эксплуатации, более удобен для регулировки, а регулировка более эффективна. По сравнению с распространенной двухвалковой конструкцией трехвалковый калибр более круглый, что играет большую роль в деформации трубы. Стан для прокатки на оправке с трехвалковыми клетями оснащен системами HCCS и PSS для осуществления контроля технологического процесса. Система HCCS используется для контроля действий гидравлического нажимного устройства стана, чтобы проконтролировать зазор между валками. Кроме того, контроль и расчет технологических данных помогает осуществить такие функции как компенсация температуры, контроля удара при врезании, отбрасывание переднего и заднего конца. С помощью системы PSS осуществляется расчет технологических значений, в то же время, благодаря получению и визуализации сигналов о прокатном усилии, имеется возможность наблюдения, анализа и архивирования данных по каждой трубе во время процесса прокатки. Вся линия горячей прокатки оснащена многочисленными встроенными устройствами для контроля всего производственного процесса, особенно специальными приборами для измерения температуры, толщины стенки, внешнего диаметра и длины, установленными на выходе из вытяжного стана и редукционного стана. Результаты таких замеров отправляются назад через систему на главный компьютер стана PQF и редукционного стана для регулировки нажимной системы и скорости прокатки, чтобы получить оптимальное качество трубы.

Прокатку труб на непрерывном стане ведут на плавающей оправке, хотя известны агрегаты, в которых применяют удерживаемую оправку, но так как максимальная длина готовых труб не превышает 12 м из-за особенностей холодильной камеры, то применяется плавающая оправка. Такая оправка значительно короче, но стойкость ее ниже. В связи с тем, что производительность агрегата при использовании удерживаемой оправки заметно ниже, она не получила распрастранения, не смотря на то, что не требует оправкоизвлекателя.

Редукционно-калибровочный 12 - ти клетьевой стан позволяет существенно расширить сортамент. Редуцирование происходит без подпора и без натяжения, за счёт тянущего усилия, создаваемого вращающимися валками клетей. Величина обжатия зависит от числа клетей, установленных в стане. Одновременно в стане может быть установлено 12 клетей, Редукционно-калибровочный стан позволяет работать с высокой производительностью при прокате труб одного диаметра, однако при переходе на другой размер диаметра требуется перевалка группы клетей, или всех клетей, что снижает производительность ТПА 50 ÷ 200. минимальное количество клетей - 6. Суммарное обжатие в РКС обычно не превышает 20 %, частное обжатие в одной клети составляет 2,8 %. При редуцировании тонкостенных труб наблюдается увеличение их разностенности, при редуцировании толстостенных труб происходит гранение внутреннего диаметра, стремящегося по форме к квадрату. Последний дефект можно устранить, снизив частное обжатие до 1,5 %. Общее суммарное обжатие в редукционно-калибровочном стане обычно не превышает 20 %. Последние два калибра валков предназначены для получения наружного профиля трубы, соответствующего готовому размеру, а небольшая овальность труб устраняется в калибровочном стане винтовой прокатки.

2. Техника производства

1 Исходная заготовка

На Волжском трубном заводе используется горячекатаная заготовка квадратного и круглого сечения из углеродистых и легированных сталей со специальными свойствами, предназначенная для изготовления труб, сортового проката и специальных изделий.

Трубная заготовка должна иметь точные размеры. Несоблюдение размеров вызывает увеличение брака при производстве труб. Значительное отклонение наружного диаметра заготовки по сравнению с номинальным значением или большая овальность приводят к ухудшению условий захвата заготовки валками прошивного стана. Допускаемые для круглой заготовки отклонения по диаметру колеблются от 1,8% для производства труб диаметром менее 90 мм и до 3% для труб диаметром Dт < 220 мм.

Трубную заготовку, поступающую в трубопрокатный цех длиной от 5м до 9м, укладывают в штабеля с разделением по маркам стали, размерам и плавкам.

Таблица 1.Марки стали для трубных заготовок

Марка сталиДиаметрРазмеры, ммДокументацияДопустимые отклоненияДлина10,20,30,40,45 ГОСТ 1050-88 36Г2С, Д.ОСТ14-21-77 20Х, 35Х, 40Х, 40ХН, 30ХГСА, 35ХГСА, 38Х2МЮА и другие ГОСТ 4543-7150+1,2 -22000- 6000ОСТ 14-21-77 Заготовка трубная из углеродистых, низколегированных и легированных сталей. Технические требования.160 170 180 190+1,5 -2,5200 210±2,5230 250 270±1,5

Таблица 2. Химический состав стали

Марка сталиМассовая доля элементов, %углеродакремниямарганцахрома, не более350,32-0,400,17-0,370,50-0,800,25400,37-0,450,17-0,370,50-0,800,25450,42-0,500,17-0,370,50-0,800,25500,47-0,550,17-0,370,50-0,800,2555 15Х 15ХА 20Х 30ХРА 40Х 45Х0,52-0,60 0,12-0,18 0,12-0,17 0,17-0,23 0,27-0,33 0,36-,44 0,41-0,490,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,37 0,17-0,370,50-0,80 0,40-0,70 0,40-0,70 0,50-0,80 0,50-0,80 0,50-0,80 0,50-0,800,25 1 1 1 1,3 1,1 1,1

2 Сортамент до и после реконструкции

Таблица 3. Сортамент труб до реконструкции

Наружный диаметр, ммТолщина стенки, мм7,0-9,09,1-11,011,1-13,013,1-15,015,1-17,017,1-19,019,1-21,021,1-23,023,1-25,050,0-60,060,1-70,070,1-80,080,1-90,090,1-100,0100,1-110,0110,1-120,0120,1-130,0130,0-140,0140,1-150,0150,1-160,0160,1-170,0170,1-180,0

В результате замены трехвалкового раскатного стана на непрерывные клети PQF в сочетании с редукционно-калибровочным станом расширился сортамент выпускаемой продукции.

Таблица 4. Сортамент труб после реконструкции

Наружный диаметр, ммТолщина стенки, мм567891011121350,0-60,060,1-70,070,1-80,080,1-90,090,1-100,0100,1-110,0110,1-120,0120,1-130,0130,0-140,0140,1-150,0150,1-160,0160,1-170,0170,1-180,0180,1-190,0190,1-200,0200,1-210,0

До реконструкцииПосле реконструкции

Таблица 4. Технические требования международных стандартов к точности труб по наружному диаметру

Диапазон сортамента, дюймAPI 5CT API 5DAPI 5LASTM A53ASTM A106DIN 17121DIN 1629DIN 1630DIN 171752⅜ - 4½±0,79мм± 0,75%± 1%± 0,79мм± 1%± 1%± 1%± 0,75%4½ - 8+1/-0,5%± 0,75%± 1%+1,59/-0,79мм± 1%± 1%± 1%± 0,9%>8- >12+1/-0,5%± 0,75%± 1%+2,38/-0,79мм± 1%± 1%± 1%± 0,9%12 - 18+1/-0,5%± 0,75%± 1%+2,38/-0,79мм± 1%± 1%± 1%± 1%

Таблица 5. Предельные отклонения по наружному диаметру и толщине стенки труб

Наружный диаметр, ммПредельные отклонения для труб точности изготовленияПовышеннойобычнойДо 50 включ.±0,5 мм±0,5 ммСв. 50 до 219 »±0,8%±1,0%»219±1,0%±1,25%

Таблица 6. Предельные отклонения толщины стенки

Наружный диаметр, ммТолщина стенки, ммПредельные отклонения по толщине стенки труб точности изготовления, %повышеннойобычнойДо 219До 15 включ.±12,5+12,5 -15,0Св. 15 до 30+10,0 -12,5±12,530 и выше±10,0+10,0 -12,5

3 Оборудование для производства труб на ТПА 200

3.1 Пресс холодной ломки

На заготовке, задаваемой в пресс, плазмотроном делается надрез шириной 4 -10 мм и глубиной до 20 мм, с последующим охлаждением водой очага ломки. Надрез должен находиться на стороне противоположной призме.

Контроль надреза проводится визуально.

Таблица 7. Техническая характеристика пресса деления штанг

ТипГоризонтальный, гидравлический, четырехколонныйНоминальное усилие630 тПроизводительность прессаДо 230 изломов в часРазмеры используемых заготовокДиаметр90-260 ммДлина штангОт 3300 мм до 12000 ммДлина получаемых заготовок после ломкиОт 1100 мм до 4100 ммМасса заготовкиДо 1300 кгПредел прочности используемого металлаОт 50 кгс/мм2 до 100 кгс/мм2

После раскроя заготовка по направляющим рольгангам поступает на

устройство загрузки заготовок в печь.

3.2 Кольцевая печь

Кольцевая печь - это промышленная печь, в которой нагрев изделий

происходит на кольцевом вращающемся поде. Кольцевые печи применяют

главным образом для нагрева заготовок при прокатке труб и для термической

обработки металлических изделий

Перед прошивкой исходная заготовка нагреваются в кольцевых печах с

вращающимся подом. В этих печах благодаря всестороннему нагреву

заготовок несколько снижается удельная продолжительность процесса нагрева и сравнении с методическими печами, где нагрев заготовок идет в

основном со стороны свода печи. Производительность кольцевых печей

достигает 75 т/ч. Максимальная температура нагрева 1250-1300° С.

Печь имеет форму замкнутого пустотелого кольца, образуемого внутренней и наружной стенками, сводом и подом.

Печь разделена на четыре зоны: подогревательную, нагревательную,

сварочную и томильную. В некоторых случаях третью зону делят еще на две

части. Благодаря вращению пода заготовка перемещается от окна загрузки к

окну выдачи. Она проделывает путь, соответствующий повороту подины на угол 330…340°, так как окна загрузки и выгрузки расположены близко друг к другу.

Скорость вращения подины, температурный режим по зонам печи и

температура нагрева заготовки устанавливаются в соответствии с требованиями технологической инструкции по нагреву.

Загрузка и выгрузка заготовки осуществляется двумя специальными машинами (шаржир-машинами) одинаковой конструкции, они представляют собой тележку, несущую длинный «хобот» с клещами на переднем конце.

Таблица 8. Техническая характеристика кольцевой печи.

Тип печиКольцевая с вращающимся подомНаружный диаметр, мм25450Внутренний диаметр, мм14550Ширина пода, мм4180Высота рабочего пространства, мм1740Производительность, шт/час10-30Единовременная загрузка, штНе менее 84 (1 ряд)Вид топливаПриродный газУдельный расход топлива кг/т57,0 - 81,225Мощность печи, Гкал/ч4,549-13,965КПД печи, %35,87-45,5Максимальная масса садки250тУгол между осями загрузки и выгрузки24 град

прошивки.

2.3.3 Прошивной стан винтовой прокатки

Прошивной стан - это трубопрокатный стан, предназначенный для

получения из сплошной заготовки или слитка толстостенной полой гильзы

методом поперечно-винтовой прокатки. Прошивка заготовки на прошивном

стане - это первый этап получения бесшовных труб.

Оборудование для зацентровки трубной заготовки:

Для уменьшения разностенности переднего конца гильзы и улучшения условий захвата заготовки валками прошивного стана применяется центровка заготовки. Центровка переднего торца заготовки осуществляется в горячем состоянии пневматическим зацентровщиком. Центровка заготовки осуществляется одним ударом бойка с большой скоростью, что обеспечивает получение отверстия в торце заготовки диаметром до 30 мм и глубиной до 35 мм.

Такая конструкция позволяет при широком сортаменте заготовок по диаметру точно и автоматически совмещать их ось с продольной осью пневматической пушки, так как центрователь при захвате очередной заготовки своими кулачками осуществляет одновременно подъем рычагов выбрасывателя, а эти рычаги приподнимают с роликов заготовку, выводя ее на ось центрирования. После операции зацентровки заготовка выталкивается из рычажного центрователя толкателем, закрепленным на стволе пневмопушки, благодаря чему полностью исключается застревание бойка пневмопушки в металле заготовки. Все это обеспечивает высокую точность зацентровки, достаточное быстродействие механизма и позволяет сократить время при переходах на прокатку заготовок другого диаметра.

Таблица 9. Техническая характеристика зацентровщика заготовки

Диаметр заготовки90-250 ммХод ударника3.2 МУсилие зацентровки800кНВремя операции зацентровки7 сСкорость подачи заготовки к зацентровщику0,5 м/сДавление охлаждающей воды0,2-0,3 МПаГидроцилиндры зажима заготовки 100х2003 штГидроцилиндр выдавливания центрового отверстия- 320х1001 шт

Устройство для зацентровки заготовок содержит подводящий рольганг 1, выбрасыватель 2 с встроенными рычагами 3 между роликами рольганга и пневматическую1 пушку 4. Между рольгангом и 62 пневматической пушкой размещен трехрычажный центрователь с консольными роликами 5. На оси 6 рычажного центрователя закреплен кулачок 7 так, что он находится под ближним к центрователю рычагом 8 выбрасывателя. На стволе 9 пневмопушки 4 параллельно оси закреплен толкатель 10, представляющий собой пневмоцилиндр 11, на штоке которого установлен упор 12, этот упор размещен в прорези шайбы 13 ствола 9 пневмопушки. Особенностью конструкции центрователя заключается в том, что центрирующие ролики 5 выполнены консольно с внешней стороны корпуса 14. Это позволяет зажимать заготовку непосредственно у ее торца, благодаря чему достигается высокая точность центрирования.

Работа зацентровщика данной конструкции осуществляется следующим образом. Заготовка по рольгангу 1 подается к пневматической пушке 4 до упора в шайбу 13. При включении пневмоцилиндра 15 рычаги 16 центрователя сводятся для зажатия заготовки. Одновременно с движением рычагов 16 центрователя, поворачивается кулачок 7, который, воздействуя на один из рычагов 5 выбрасывателя 2, поднимает их вместе с заготовкой над роликами рольганга 1 до совмещения оси заготовки с осью бойка 17. При включении пневмопушки за счет энергии, развиваемой бойком, выбивается отверстие. В то же время подается воздух в пневмоцилиндр 11. Как только произойдет зацентровка заготовки, раскрываются рычаги 16 центрователя и заготовка толкателем 10 выбрасывается за его пределы на рольганг 1. Затем зацентрованная заготовка выбрасывается к прошивному стану, а в механизм подается очередная заготовка и цикл повторяется.

2.3.4 Оборудование входной стороны

Основным оборудованием входной стороны прошивного стана является передний стол, на который во время прокатки воздействует температура, вода, окалина и знакопеременные ударные нагрузки, возникающие в результате ударов быстро вращающегося заднего конца заготовки. Конструкция стола ТПА 50-200 имеет следующие особенности: подъем и опускание приемного желоба для совмещения оси заготовки с осью прошивки осуществляется путем его поворота относительно оси, расположенной на некотором расстоянии от оси прокатки; опорой желоба служат ось качания желоба и подушки эксцентрикового механизма; стол снабжен механизмом выбрасывания заготовок из желоба, которые по каким-либо причинам не прокатали на стане.

На рисунке 11 показана такая конструкция стола, который состоит из массивного желоба со сменными чугунными вставками 2, оси качания, механизма регулирования желоба по высоте, механизма открывания проводок и механизма выбрасывания заготовок. Желоб опирается на подушки 4, закрепленные на эксцентриках 5, которые свободно поворачиваются относительно подушек. Эксцентрики размещены на валу б, опирающемся через втулки и подшипники скольжения на стойку 8, являющуюся опорой и для оси 3 качания желоба 1. Вращение эксцентриков при изменении высоты желоба осуществляется через опорный вал 6 от привода, состоящего из коническо-цилиндрического редуктора и электродвигателя с тормозом. Для устранения вибраций желоба при работе стана подушка снизу прижимается к желобу с помощью планок 12, а для облегчения перемещения желоба относительно подушек при повороте эксцентрика к подушкам прикреплены бронзовые прокладки 13. Механизмы открывания проводок и выбрасывания непрокатанных заготовок смонтированы на оси 14, которая установлена на качающемся желобе. Приводом этих механизмов является пневмоцилиндры. Достоинством разработанной конструкции являются ее высокая жесткость и компактность.

Рисунок 11. Передний стол с эксцентриковым механизмом и опорными

подушками прошивного стана ТПА 50-200.

3.5 Клеть прошивного стана

Основным деформирующим инструментом прошивного стана является

оправка и валки, вращающиеся в подшипниках, установленных в станине рабочей клети. В качестве вспомогательного (направляющего) инструмента используют неподвижные линейки.

Рабочие валки прошивных станов приводятся во вращение от электродвигателей постоянного или переменного тока. В последнее время все чаще применяют двигатели постоянного тока, позволяющие регулировать скорость прошивки в широких пределах.

Рабочая клеть включает два узла барабанов с валками, узел станины, механизм откидывания крышки, два механизма установки валков, два механизма поворота барабанов, механизм установки верхней линейки, механизм перехвата стержня. Барабаны 1 одновременно являются и кассетами, так как непосредственно в их расточках устанавливаются и жестко крепятся узлы валков 2. Для откидывания крышки 3 станины 4 при перевалке валков 2 в станине установлены два гидроцилиидра 5, штоки которых шарнирно соединены с крышкой чтобы предохранить узел станины от истирания и облегчить поворот и перемещение барабанов, в станине и в крышке предусмотрены направляющие планки, расположенные под углом 45°. Каждый барабан снабжен механизмом осевого перемещения для изменения раствора между валками и механизмом поворота валков на угол подачи. Механизм осевого перемещения включает нажимной винт 6 с гайкой 7 и привод. В свою очередь, привод выполнен из червячного редуктора 8 и электродвигателя (они крепятся к торцу станины). Механизм поворота барабана состоит из шестерни 9 и механического привода, установленного отдельно от клети. Механизм установки верхней линейки, он состоит из двух

цилиндрических направляющих колонн 10, установленных через втулки в расточках крышки станины. Между собой колонны жестко соединены в верхней части траверсой 11, а нижней - линейкодержателем 12. Для перемещения линейкодержателя с колоннами и траверсой предусмотрены два нажимных винта с гайками. Вращение нажимных винтов осуществляется колесами червячных редукторов, имеющих с винтами шлицевое соединение. В свою очередь, приводом червячных редукторов служит электродвигатель.

Таблица 10. Параметры настройки прошивного стана

Диаметр заготовки, ммУгол подачи валков, град.Окружная скорость валков, м/cДо 15011,5-135,3-5,6До 16011,5-135,1-5,317011,54,9-5,018011,04,919010,54,3-4,62609,53,2-3,6

Рисунок 12. Рабочая клеть прошивного стана.

Таблица 11. Техническая характеристика прошивного стана.

3.6 Оборудование выходной стороны

На выходной стороне стана проходит большое число сложных операций: центрирование быстровращающегося (более 1000 об/мин) упорного стержня, центрирование гильзы, имеющей во время прокатки вращательное и поступательное движение, восприятие осевых усилий прокатки, выдача прокатанных гильз из стана и т.д. Для выполнения этих операций устанавливается комплекс оборудования.

Принцип действия выходной стороны с осевой выдачей гильз заключается в следующем: после окончания процесса прокатки первая пара роликов выдающего устройства у рабочей клети сводится на гильзу и перемещает ее на небольшой скорости (до 1,7 м/с) за первый центрователь. Освобожденный таким образом стержень с оправкой зажимается роликами первого центрователя. После этого открывается замок упорно-регулировочного механизма и упорная головка быстро отводится вверх, обеспечивая свободное перемещение гильзы, которая выдающим устройством на большой скорости транспортируется по ходу прокатки за выходную сторону. Как только закончится выдача гильзы из стана, возвращается и запирается упорная головка, закрываются все центрователи и в стан подается очередная заготовка.

Важное значение имеет центрирование упорного стержня. При неправильном центрировании стержня оправка непрерывно перемещается

во время прокатки, в результате чего гильза получается с повышенной разностенностью. Кроме того, вибрация стержня усиливает вибрацию стана,

что увеличивает разностенность гильзы, а также скольжение металла и, следовательно снижает производительность стана.

Двухрычажный центрователь содержит основание (корпус), шарнирно

смонтированный на основании нижний с двумя роликами и верхний с роликом, тягу шарнирно соединяющую нижний и верхний рычат для

обеспечения кинематической связи всех трех центрирующих роликов, опору с рамой для шарнирного закрепления пневмоцилиндра.

Выбрасывание гильзы осуществляется с помощью фрикционных роликов, установленных с двух сторон центрователей; при этом каждый ролик приводится в движение отдельным электродвигателем, установленным на раме. Для синхронного качания роликов применена рычажная шарнирная система с тягой. Привод качания роликов пневматический и устанавливается на центрователе (выше оси прокатки).

Устройство для выдачи гильз состоит из фрикционных роликов, механизма качания роликов и привода. Механизм качания роликов имеет рычаги, оси качания, рычажную шарнирную систему, в состав которой входят два рычага, жестко соединенные с осями, и тяга. Система рычагов и тяги выбираются и устанавливаются так, что ось гильз при их выбрасывании роликами практически не смещается от оси прокатки независимо от размера гильз (смещение не превышает 1 мм даже при прокатке гильз предельных размеров). Оси качания роликов находятся в неразъемных корпусах, которые прикреплены к специальным боковым площадкам центрователя. Пневмоцилиндр качания роликов установлен на центрователе. Шток пневмоцилиндра шарнирно соединен с рычагом, жестко связанным с одной из осей качания роликов.

Конструкция упорно-регулировочного механизма имеет следующие особенности:

каретка с упорной головкой опирается непосредственно на станину на

уровне оси прокатки; это позволяет сделать конструкцию механизма жесткой и надежной в работе;

упорная головка снабжена подшипниковым узлом, состоящим из мощного встроенного радиально-упорного подшипника;

механизм имеет небольшое количество подвижных соединений, выполненных на подшипниках качения, что обеспечивает высокую точность

установки механизма и центрирования головки по оси прокатки;

просто и надежно обеспечена защита подшипникового узла от воды.

Осевые усилия прокатки воспринимают нажимные винты с упорными

гайками. Осевое регулирование каретки с упорной головкой также осуществляется через нажимные винты специальным механизмом, который перемещает каретку в направляющих станины.

Механизм перемещения каретки с упорной головкой установлен на

хвостовой части станины.

Каретка в упорно-регулировочном механизме предназначена для

перемещения вдоль оси прокатки упорной головки с механизмом отпирания

и запирания. Она выполнена литой, имеет жесткую, коробчатого типа,

конструкцию. К станине каретка прижимается через направляющие

специальными планками.

3.7 Рабочая клеть трехвалкового раскатного стана

Рисунок 13. Рабочая клеть трехвалкового стана винтовой прокатки

Клеть состоит из корпуса 1, крышки 2, барабанов 3, кассет с валками 4,

нажимных винтов 5, нажимной гайки и приводов барабана от гидроцилиндров.

Данная клеть оснащена тремя устройствами для разворота барабанов с рабочими валками (рис. 23). Каждое устройство разворота барабана имеет установленные на станине клети силовые цилиндры, воздействующие на ограничители 3 и 4 и регулируемые упоры 7 и 8 для ограничения хода соответствующих силовых цилиндров 1 и 2. Ограничительный упор включает нажимной винт 9 с упорной гайкой 10, вмонтированной в корпусе упора. Привод нажимного винта - электромеханический, включающий червячный редуктор, соединенный с электродвигателем зубчатой муфтой. Полости силовых цилиндров соединены с гидросистемой (насосной станцией с гидроаккумулятором, тремя распределителями, трубопроводами высокого давления, связывающими полости цилиндров системой питания.

Рабочий валок трехвалкового раскатного стана состоит из бочки, насаженной на опорный вал 2, цапфы которого установлены в подшипниках, размещенных попарно в подушках 3 и 4. Между торцами подушек и внешними обоймами опорных подшипников предусмотрены зазоры для свободного перемещения бочки валка с опорными подшипниками относительно подушек, которые крепятся в барабане. В одной из подушек за радиальными подшипниками установлена резьбовая втулка 5 с внутренним буртом, с обеих сторон которой размещены упорные подшипники, зафиксированные на цапфе гайкой. Втулка фиксируется относительно подушки контргайкой. Обе подушки по глухой посадке без возможности перемещения и поворота устанавливаются в расточках барабана. Настройка гребня осуществляется резьбовой втулкой - перемещением ее относительно подушки.

Рисунок 14. Рабочий валок трехвалкового раскатного стана.

При подготовке клети к работе упоры устройства для разворота барабанов необходимо настроить следующим образом: одна - на малый угол подачи рабочих валков, при котором осуществляется начало и окончание процесса прокатки труб; второй - на больший, для прокатки основной части трубы. После настройки упоров подают жидкость в гидроцилиндр, который разворачивает барабан с валком на малый угол подачи. Далее с помощью механизмов перемещения рабочих валков настраивают калибр валков на необходимый диаметр труб. При этом гребни рабочих валков должны находиться в одной плоскости.

Как только рабочие валки захватят гильзу и прокатают ее передний конец, барабаны с рабочими валками разворачиваются набольший угол подачи, при котором прокатывается основная часть трубы.

Окончание прокатки проводится на малом угле подачи, для чего барабан с валками поворачивают в исходное положение. Изменение угла подачи в процессе прокатки одной трубы может осуществляться в ручном и автоматическом режимах.

3.8 Редукционно-калибровочный стан

Калибровка труб производится для окончательного формирования

наружного диаметра труб после проката.

Многоклетьевой непрерывный трубопрокатный стан продольной прокатки труб без оправки, предназначен для уменьшения диаметра труб без изменения или с изменением толщины стенки и повышения точности размеров по диаметру.

Таблица 12. Техническая характеристика редукционно-калибровочного стана

Диаметр валков450 ммМежклетьевое расстояние600 ммПривод валковИндивидуальныйЭлектродвигатели мощностью12 х 250 кВтЧастота вращения электродвигателей0-500-1000 мин-1Передаточное число редуктора7,06Число работающих клетей, макс.12 штУсилие прокатки, наибольшее60 т/cМакс. рабочий крутящий момент при прокатки на клеть230 МН*м

2.4 Оборудование для производства труб после реконструкции

4.1 Раскатка гильз на непрерывном стане PQF

После удаления окалины готовая к прокатке гильза подаётся манипулятором на входной участок раскатного непрерывного стана. Процесс раскатки черновой трубы на непрерывном стане PQF основан на принципе непрерывной прокатки в пяти 3-х валковых клетях, расположенных под углом 60˚ относительно друг друга, и цилиндрической плавающей оправке. Рейка толкает оправку через полую заготовку, которая удерживается валком и центровочной вилкой до начала прокатки в первой клети непрерывного стана.

В начале, гильза подается в черновую клеть, где происходит ее посадка на оправку, что необходимо для выравнивания наружного диаметра и уменьшения зазора между ее внутренней поверхностью и оправкой. Обжатие в первой клети несколько меньше, чем во второй. При прохождении гильзы с оправкой через каждую последующую клеть непрерывного стана происходит уменьшение наружного диаметра и толщины стенки гильзы вследствие комбинированного действия прокатных валков и оправки. Во 2-ой - обеспечивается максимальное обжатие, а в 4 - 5 клети выполняется калибровка черновой трубы.

Рисунок 15. Схема процесса раскатки.

Установка валков осуществляется гидравлическими устройствами, что позволяет осуществлять полный контроль над процессом и регулирование толщины стенки во время прокатки с целью достижения высшего качества продукции.

Рисунок 16. Поперечный разрез клети раскатного стана PQF.

Ввод гильзы в непрерывный стан PQF осуществляется верхним тянущим роликом. В процессе раскатки оправка работает на постоянной скорости. После этого стержень оправки возвращается на входную сторону стана и подается оттуда в систему циркуляции.

1. Подготовка заготовки, визуальный контроль2. Ломка заготовки3. Нагрев заготовки4. Центровка заготовки5. Прошивка заготовки6. Раскатка гильз на PQF стане7.Извлечение оправки8. Обрезка концов9. Подогрев труб в печи10.Редуцирование труб11.Охлаждение труб12. Термообработка13. Правка труб14. Обрезка концов15. Контроль качества16. Резка труб на мерные длины17. СкладированиеРисунок 17. Технологическая схема производства труб в ТПЦ-1 после реконструкции.

2.5 Особенности конструкции непрерывного стана PQF

Агрегат PQF представляет собой непрерывный стан, состоящий из пяти трехвалковых клетей.

Стан PQF включает следующие четыре основных элемента:

прокатные клети

контейнер прокатных блоков

приводы валков

систему перевалки валков

5.1 Прокатная клеть

Прокатная клеть состоит из трех приводных валков, установленных в кассете.

Рисунок 18. Общий вид прокатной клети непрерывного стана PQF.

Каждый валок опирается на подушки, закрепленные на рычажном держателе. Рычаг поворачивается на штифте, закрепленном в кассете. Для перевалки смонтированная система поворачивается вне кассеты, где подушки отсоединяются от рычагов. Поэтому рычаги остаются всегда установленными на штифте в кассете.

Рисунок 19. Схема развернутых рычагов.

Штифтовая система позволяет регулировать зазор между валками и определяет ось очага деформации раскатного стана. Поэтому штифт имеет ту же функцию, что и система зажима подушек в традиционной двухвалковой клети. Поворот валкового блока на штифте позволяет регулировать зазор между валками на различную толщину труб. Вариант с поворотом валкового блока на штифтах позволяет использовать только один гидроузел для каждого валка.

Установка оси валков после переточки достигается заменой шайб между подушками валков и рычагом для обеспечения правильной радиальной позиции.

Единственной функцией кассеты является восприятие осевых нагрузок, в то время как разделяющие усилия поддерживаются гидрокапсулами, размещенными вне кассет в расточках клети.

Во время прокатки подушки прижимаются к стенке кассет. Стенка реагирует на эти нагрузки и передает их контейнеру через внешние кольца контейнера. На выходной стороне каждой кассеты подушки проскальзывают к задней части стенки смежной кассеты.

Рисунок 21. Схема туннельного контейнера.

5.2 Контейнер прокатной клети

Контейнер имеет двойную функцию поддержки и размещения прокатных клетей и опор оправок и восприятия усилий прокатки.

Рисунок 22. Схема туннельного контейнера прокатной клети.

Прокатная клеть и опорные узлы оправок вводятся в контейнер в виде пакета. Валковые узлы соединяются друг с другом и с замыкающей плитой скобами. Пакет толкается к входной стороне контейнера, посредством замыкающей плиты.

Структура контейнера состоит из нескольких плоских колец, соединенных друг с другом сварными балками, на которых установлены гидравлические узлы с соответствующими сервоклапанами для регулировки валков. Контейнер закреплен на фундаменте посредством башмаков.

Прокатные узлы зажаты на опорах внутри контейнера во время прокатки, в то время как они перемещаются по направляющим во время перевалки.

Кроме того, в контейнере установлены следующие узлы:

узлы блокировки прокатных клетей;

узлы гидравлического уравновешивания подушек валков;

узлы разъединения винтов и соответствующих опор.

После ввода прокатных узлов в контейнер и их блокировки три валка соединяются с приводами через шпиндели. Каждый валок проверяется в позиции посредством гидроузлов через устройство противовеса.

5.3 Приводы валков

Каждый валок прокатных клетей имеет привод от двигателя трехфазного тока. В состав привода входят: двигатель, редуктор и шпиндель. Три двигателя трехфазного тока одной прокатной клети имеют регулируемую скорость.

Рисунок 23.