RU2208491C2

RU2208491C2 - Method for making rectangular straight-seam welded tubes

Info

Publication number: RU2208491C2
Application number: RU2001123772A
Authority: RU
Inventors: А.М. Ламухин; Г.Е. Барабанцев; А.Н. Тюляпин; В.Л. Черноусов; А.В. Колобов; В.К. Рябинкова; В.В. Кузнецов; В.С. Юсупов; А.И. Трайно
Original assignee: Открытое акционерное общество "Северсталь"
Priority date: 2001-08-27
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2003-07-20

Abstract

FIELD: rolled stock production, namely manufacture of welded straight-seam tubes. SUBSTANCE: method comprises steps of shaping rectangular tubes of round cross section tubes by two transitions in rough and finish four-roll grooved passes; in rough pass shaping tube with convex rectangular cross section; in finish pass shaping tube with regular rectangular cross section; forming tube in rough pass by means of concave rolls with concavity radius R =(3.1 - 4.1)A, where A - respective side of ready rectangular tube; forming large sides of tube in finish pass by means of concave rolls with concavity degree 0.2 -0.4 mm and forming small sides of rectangular tube by means of cylindrical rolls. Invention prevents concavity of sides of rectangular tubes. EFFECT: improved strength of rolls in rough and finish passes, increased efficiency of method, enhanced quality of rectangular tubes. 1 tbl, 1 ex

Description

Изобретение относится к прокатному производству, конкретнее к профилированию сварных прямошовных труб. The invention relates to rolling production, and more particularly to the profiling of longitudinal welded pipes.

Известен способ производства сварных квадратных и прямоугольных профилей на непрерывном профилегибочном стане, включающий формование из полосы замкнутого квадратного или прямоугольного профиля в последовательно расположенных клетях и последующую сварку [1]. A known method for the production of welded square and rectangular profiles on a continuous roll forming mill, comprising forming from a strip of closed square or rectangular profile in successively arranged stands and subsequent welding [1].

Недостатками известного способа является то, что для производства каждого профилеразмера прямоугольных труб необходима замена комплекта валков всех клетей профилегибочного стана. Кроме этого, данный способ не обеспечивает получение малых радиусов скругления по углам профиля. The disadvantages of this method is that for the production of each profile size of rectangular pipes, it is necessary to replace the set of rolls of all stands of the profile bending mill. In addition, this method does not provide small rounding radii at the corners of the profile.

Известен способ изготовления прямоугольных труб из круглых в устройстве, содержащем две последовательно расположенные четырехвалковые клети с фасонным черновым калибром, имеющим цилиндрические участки бочки валков, и прямоугольным чистовым калибром [2]. A known method of manufacturing rectangular pipes from round in a device containing two sequentially located four-roll stands with shaped draft caliber having cylindrical sections of the roll barrel, and a rectangular finishing gauge [2].

Недостатками данного способа являются повышенный износ валков чернового калибра по цилиндрической образующей фасонного калибра и возможность образования вогнутости, особенно по большей стороне прямоугольной трубы, как в черновом, так и в чистовом калибрах. The disadvantages of this method are the increased wear of the draft rolls along the cylindrical generatrix of the shaped gauge and the possibility of concavity, especially on the larger side of the rectangular pipe, both in draft and in final calibers.

Наиболее близким к предлагаемому изобретению по своей технической сущности и достигаемым результатам является способ изготовления прямоугольных труб, включающий их формовку из труб круглого поперечного сечения за два прохода в черновом и чистовом четырехвалковых калибрах, причем в черновом проходе формуют трубу выпуклого прямоугольного сечения, а в чистовом - правильного прямоугольного сечения [3] - прототип. The closest to the proposed invention in its technical essence and the achieved results is a method of manufacturing rectangular pipes, including forming them from pipes of circular cross-section in two passes in rough and finish four-roll calibers, and in the rough passage they form a pipe of convex rectangular section, and in the finishing - correct rectangular section [3] - prototype.

Недостатками известного способа являются повышенный износ валков в черновом проходе, сложность определения радиуса вогнутости валков чернового калибра, необходимость изменения вогнутости валков в зависимости от сопротивления деформации материала трубы и толщины ее стенки. Это приводит к необходимости наличия большого количества технологического инструмента, снижает производительность формовки из-за частых перевалок. Кроме того, существует опасность образования вогнутости большей стороны прямоугольной трубы. The disadvantages of this method are the increased wear of the rolls in the roughing passage, the difficulty of determining the radius of concavity of the rolls of draft caliber, the need to change the concavity of the rolls depending on the deformation resistance of the pipe material and the thickness of its wall. This leads to the need for a large number of technological tools, reduces molding performance due to frequent transshipments. In addition, there is a risk of concavity on the larger side of the rectangular pipe.

Техническая задача, решаемая изобретением, состоит в снижении износа валков чернового калибра, увеличении производительности формовочного агрегата и повышении качества прямоугольных труб. The technical problem solved by the invention is to reduce the wear of the draft rolls, increase the productivity of the molding unit and improve the quality of rectangular pipes.

Для решения поставленной технической задачи в известном способе изготовления прямоугольных прямошовных сварных труб, включающем их формовку из труб круглого поперечного сечения за два прохода в черновом и чистовом четырехвалковых калибрах, причем в черновом проходе формуют трубу выпуклого прямоугольного сечения, а в чистовом проходе - правильного прямоугольного сечения, согласно предложению в черновом проходе трубу формуют вогнутыми валками с радиусом вогнутости R=(3,1-4,1)•A, где А - соответствующая сторона готовой прямоугольной трубы, а в чистовом проходе большие стороны прямоугольной трубы формуют вогнутыми валками с вогнутостью 0,2-0,4 мм, при этом меньшие стороны прямоугольной трубы формуют цилиндрическими валками. To solve the technical problem in the known method for manufacturing rectangular longitudinal welded pipes, including forming them from pipes of circular cross-section in two passes in draft and finish four-roll calibers, moreover, in a draft passage a pipe of convex rectangular section is formed, and in the finishing passage - the correct rectangular section according to the proposal, in a rough passage, the pipe is formed by concave rolls with a concavity radius R = (3,1-4,1) • A, where A is the corresponding side of the finished rectangular pipe, in the finishing pass large sides of the rectangular tube formed by concave rollers concavely 0.2-0.4 mm, the smaller side of the rectangular tube formed by cylindrical rollers.

Сущность изобретения состоит в следующем. Формование трубы выпуклого прямоугольного сечения в черновом проходе вогнутыми валками с радиусом вогнутости R=(3,1-4,1)•A, где А - соответствующая сторона готовой прямоугольной трубы, позволяет рационально распределить деформацию между черновым и чистовым калибрами, более равномерно распределить давление по периметру формуемой трубы при полном заполнении калибра. Это приводит к уменьшению износа чернового калибра, увеличению его стойкости и производительности агрегата за счет сокращения количества перевалок. The invention consists in the following. Forming a convex rectangular pipe in a rough passage with concave rolls with a concave radius R = (3,1-4,1) • A, where A is the corresponding side of the finished rectangular pipe, allows you to rationally distribute the deformation between the rough and finish gauges, more evenly distribute the pressure along the perimeter of the pipe being formed when the caliber is completely filled. This leads to a decrease in the wear of the draft gauge, an increase in its durability and unit productivity due to a reduction in the number of transhipments.

В чистовом проходе большие стороны прямоугольной трубы формуют вогнутыми валками с вогнутостью 0,2-0,4 мм. Такая величина вогнутости валка повышает устойчивость стороны прямоугольной трубы против образования вогнутости и тем самым компенсирует образование вогнутости на самой трубе таким образом, что труба имеет форму правильного прямоугольника. Устойчивость сторон профиля трубы позволяет также обеспечить заполнение чистового калибра и получить заданный радиус скругления углов прямоугольной трубы. In the finishing passage, the large sides of the rectangular pipe are formed by concave rolls with a concavity of 0.2-0.4 mm. This value of the concavity of the roll increases the stability of the side of the rectangular pipe against the formation of concavity and thereby compensates for the formation of concavity on the pipe itself so that the pipe has the shape of a regular rectangle. The stability of the sides of the pipe profile also allows you to ensure the filling of the finishing gauge and to obtain a given radius of rounding of the corners of a rectangular pipe.

Меньшие стороны прямоугольной трубы формуют цилиндрическими валками, так как на них потери устойчивости и образования вогнутости не наблюдается. The smaller sides of a rectangular pipe are formed by cylindrical rolls, since there is no loss of stability and concavity on them.

Экспериментально установлено, что при формовке трубы вогнутыми валками с радиусом вогнутости R более 4,1•А, где А - соответствующая сторона готовой прямоугольной трубы, существенно увеличивается износ валков чернового калибра из-за неравномерности распределения нагрузки по периметру трубы, наблюдается незаполнение калибра. It was experimentally established that when forming pipes with concave rolls with a concavity radius R of more than 4.1 • A, where A is the corresponding side of the finished rectangular pipe, the wear of the rough gauge rolls increases significantly due to the uneven load distribution along the pipe perimeter, non-filling of the gauge is observed.

При радиусе вогнутости R менее 3,1•А происходит потеря устойчивости больших сторон прямоугольной трубы в чистовом проходе и образование вогнутости на готовой трубе. When the radius of concavity R is less than 3.1 • A, there is a loss of stability of the large sides of the rectangular pipe in the finishing passage and the formation of concavity on the finished pipe.

Формовка в чистовом проходе больших сторон прямоугольной трубы вогнутыми валками с вогнутостью менее 0,2 мм не оказывает влияние на их устойчивость и приводит к образованию вогнутости больших сторон на прямоугольной трубе. The molding in the finishing passage of the large sides of the rectangular pipe with concave rollers with a concavity of less than 0.2 mm does not affect their stability and leads to the formation of concavity of the large sides on the rectangular pipe.

Формовка в чистовом проходе больших сторон прямоугольной трубы вогнутыми валками с вогнутостью более 0,4 мм снижает точность выполнения прямоугольного профиля трубы. Большие стороны прямоугольной трубы приобретают выпуклую форму, что недопустимо, так как снижает качество труб. The molding in the finishing passage of the large sides of the rectangular pipe with concave rolls with a concavity of more than 0.4 mm reduces the accuracy of the rectangular profile of the pipe. The large sides of a rectangular pipe become convex, which is unacceptable, as it reduces the quality of the pipes.

Примеры реализации способа
Для изготовления прямоугольных прямошовных сварных труб используют трубу круглого сечения диаметром 114 мм из стали Ст3 с толщиной стенки 3,6 мм, полученную на профилегибочном стане 2-8•100-600 из листовой заготовки шириной 352 мм. После последней калибровочной клети стана труба диаметром 114 мм формуется в двух последовательно расположенных черновом и чистовом четырехвалковых калибрах в прямоугольную трубу размерами сечения 120•60 мм.Method implementation examples
For the manufacture of rectangular longitudinal welded pipes, a circular pipe with a diameter of 114 mm is used from St3 steel with a wall thickness of 3.6 mm, obtained on a roll-forming mill 2-8 • 100-600 from a sheet blank of a width of 352 mm. After the last calibration stand of the mill, a pipe with a diameter of 114 mm is formed in two successively arranged rough and finishing four-roll calibers into a rectangular pipe with a section size of 120 • 60 mm.

Причем в черновом калибре из круглой трубы формуют трубу выпуклого прямоугольного сечения вогнутыми валками с радиусами вогнутости R₁=3,6•A=432 мм для большей стороны прямоугольной трубы и R₂=3,6•A=216 мм для меньшей стороны прямоугольной трубы. После чернового калибра выпуклую прямоугольную трубу обжимают в чистовом калибре по большим сторонам (120 мм) вогнутыми валками с вогнутостью 0,3 мм, а по меньшим сторонам (60 мм) цилиндрическими валками.Moreover, in a draft gauge from a round pipe, a convex rectangular section pipe is formed by concave rolls with concavity radii R ₁ = 3.6 • A = 432 mm for the larger side of the rectangular pipe and R ₂ = 3.6 • A = 216 mm for the smaller side of the rectangular pipe . After the draft gauge, the convex rectangular pipe is squeezed in the finishing gauge on the large sides (120 mm) with concave rolls with a concavity of 0.3 mm, and on the smaller sides (60 mm) with cylindrical rolls.

Готовую трубу разрезают дисковыми пилами на мерные длины, разбраковывают и пакуют в пачки. The finished pipe is cut with circular saws to measured lengths, sorted out and packaged in bundles.

Варианты реализации способа и показатели эффективности различных вариантов формовки труб приведены в таблице. Method implementation options and performance indicators of various pipe forming options are shown in the table.

Из таблицы следует, что при использовании предложенного способа формовки (варианты 2-4) достигается повышение стойкости валков и выход годного при этом максимален. From the table it follows that when using the proposed molding method (options 2-4), an increase in roll resistance is achieved and the yield is maximized.

При запредельных значениях заявленных параметров (варианты 1 и 5) и реализации способа-прототипа (вариант 6) наблюдается снижение выхода годного из-за появления вогнутости сторон прямоугольной трубы, снижение стойкости валков. With exorbitant values of the declared parameters (options 1 and 5) and the implementation of the prototype method (option 6), there is a decrease in yield due to the appearance of concavity of the sides of a rectangular pipe, a decrease in the roll resistance.

Технико-экономические преимущества предложенного способа состоят в том, что параметры чернового и чистового проходов обеспечивают максимальную стойкость валков чернового и чистового калибров при отсутствии вогнутости на сторонах прямоугольных труб. Этим обеспечивается повышение производительности агрегата в целом из-за уменьшения количества перевалок и снижение себестоимости продукции за счет уменьшения расходов на валки. The technical and economic advantages of the proposed method consist in the fact that the parameters of the roughing and finishing passes provide maximum resistance to the rolls of roughing and finishing calibers in the absence of concavity on the sides of rectangular pipes. This ensures an increase in the productivity of the unit as a whole due to a decrease in the number of transhipments and a decrease in the cost of production due to a decrease in the cost of rolls.

В качестве базового объекта при определении технико-экономической эффективности предложенного способа был выбран способ-прототип. Использование предложенного способа обеспечит повышение рентабельности производства стальных прямоугольных сварных труб на 15-20%. As a basic object in determining the technical and economic efficiency of the proposed method, the prototype method was selected. Using the proposed method will increase the profitability of the production of steel rectangular welded pipes by 15-20%.

Источники информации
1. А.П. Грудев и др. Технология прокатного производства. - М.: Металлургия, 1994, с.625-628.Sources of information
1. A.P. Grudev et al. Rolling production technology. - M.: Metallurgy, 1994, S. 625-628.

2. Патент РФ 1793976,1993, В 21 В 17/02, 13/10, В 21 С 3/08. 2. RF patent 1793976,1993, B 21 V 17/02, 13/10, B 21 C 3/08.

3. Сталь, 6, 1981, с.58 - прототип. 3. Steel, 6, 1981, p. 58 - prototype.

Claims

A method of manufacturing rectangular longitudinal welded pipes, including molding them from pipes of circular cross-section in two passes in a rough and finish four-roll gauge, and in the rough passage a pipe of convex rectangular section is formed, and in the finishing passage is a regular rectangular section, characterized in that in the draft the passage is formed by concave rolls with a concavity radius R = (3,1-4,1) • A, where A is the corresponding side of the finished rectangular pipe, and in the finishing passage the large sides of the rectangular pipe ormuyut concave rollers concavely 0.2-0.4 mm, the smaller side of the rectangular tube formed by cylindrical rollers.