профиль бойка валка стана периодической прокатки

Формула изобретения

Валок пилигримового стана с бойком, имеющий калибр с уменьшающимся по ходу прокатки поперечным сечением, длина бойка которого разделена на зоны, отличающийся тем, что длина бойка, принятая за 100%, разделена на три зоны, первая из которых составляет до 30%, вторая - до 65% и третья - остальное, при этом каждая зона выполнена с возможностью осуществления частных обжатий, определяемых по зависимостям:

первая зона

,

вторая зона

,

третья зона

,

где b=12÷16 - коэффициент, учитывающий пластичность металла деформируемой заготовки;

- текущие значения обжатий в первой, второй и третьей зонах, %;

- текущие значения длины бойка в первой, второй и третьей зонах, %;

- максимальные значения длины бойка I и II зоны;

i - текущий номер рассматриваемого сечения в соответствующих зонах.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к трубопрокатной области и касается, в частности, усовершенствования формы калибра бойка пилигримового валка. Может быть использовано на станах периодической прокатки труб.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является валок пилигримового стана, известный из литературы (SU 1077675 А1, 07.03.1984). В ней описан профиль бойка, имеющий калибр с уменьшающимся по ходу, длина которого разделена на части.

Недостатками таких валков являются низкое качество тонкостенных труб, так как при этом зачастую возникают прокатные дефекты "скворечник", "рванина", затруднена "затравка" заготовки в начале прокатки трубы, низкая производительность стана.

Технической задачей изобретения является разработка валка стана периодической прокатки, обладающего повышенными эксплутационными свойствами.

Технический результат - повышение качества выпускаемой продукции (тонкостенных труб), повышение производительности пилигримовых установок и снижение расхода металла при производстве горячекатаных труб.

Ожидаемый результат достигается тем, что боек пилигримового валка профилируется следующим образом.

Длина бойка валка принята за 100% и делится на 3 зоны:

- первая зона (X^I - зона "черновой" прокатки) протяженностью до 30% длины бойка;

- вторая зона (X^II - зона "предчистовой" прокатки) протяженностью до 65% длины бойка;

- третья зона (X ^III - зона "чистовой" прокатки) составляет остальную часть бойка.

В первой зоне деформация заготовки осуществляется с обжатиями, интенсивно возрастающими от "0" до максимального значения с понижением их к началу второй зоны в соответствии с выражением (1):

где - текущее значение обжатия в первой зоне, %;

- текущее значение длины бойка в первой зоне, %;

i - текущий номер рассматриваемого сечения в данной зоне;

b - коэффициент, учитывающий пластичность металла деформируемой заготовки, прямопропорционально от нее зависящий и равный 12-16.

Во второй зоне деформация заготовки осуществляется с интенсивно уменьшающимися обжатиями из-за того, что ресурс пластичности металла заготовки с нарастанием общей ее деформации и уменьшением толщины значительно снижается.

Обжатия здесь определяются зависимостью (2):

где

- текущее значение обжатия во второй зоне, %;

- текущее значение длины бойка во второй зоне, %;

- максимальное значение длины бойка I и II зоны;

i - текущий номер рассматриваемого сечения в данной зоне.

В третьей зоне деформация заготовки также осуществляется с уменьшающимися частными относительными обжатиями. При этом здесь скорость снижения обжатий значительно ниже, чем во второй зоне, что обеспечивает производство труб высокого качества при соотношении диаметра к толщине стенки 40 и более.

В третьей зоне обжатия определяются зависимостью (3):

где

- текущее значение обжатия в третьей зоне, %;

- текущее значение длины бойка в третьей зоне, %;

i - текущий номер рассматриваемого сечения в данной зоне.

На чертеже представлены распределения частных обжатий по зонам бойка при значениях b=12; 14 и 16.

Использование изобретения обеспечит производство труб высокого качества при соотношении диаметра к толщине стенки 40 и более, а также позволит снизить расход металла и повысить производительность пильгерстанов.

Пример расчета профиля бойка и профиля валка по дну калибра района бойка (копира)

Исходные данные и методика расчета.

1. Идеальный диаметр пилигримового валка D _{пв ид}=900 мм.

2. Диаметр трубы после пилигримового стана D_{тр п/ст}=232 мм.

3. Диаметр гильзы перед прокаткой D_г/о=376 мм.

4. Высота бойка номинальная

5. Увеличение диаметра гильзы в процессе прокатки на 10-15%. Принимаем эту величину равной 13%.

Таким образом, боек должен обеспечить максимальное уменьшение диаметра гильзы на 97 мм

6. Текущее (i) значение Н_б.расч. в районе первой зоны вычисляется по формуле определяющей режим обжатий гильзы на этом участке при

7. Текущее (i) значение Н_б.расч. в районе второй зоны вычисляется по формуле определяющей режим обжатий гильзы на этом участке при

8. Текущее (i) значение Н_б.расч. в районе третьей зоны вычисляется по формуле определяющей режим обжатий гильзы на этом участке.

9. Начиная с сечения 89, Н_б.расч. остается неизменной величиной и равной 1,8 мм. В связи с этим вводим коррекцию текущей (i) высоты бойка на 1,8 мм (Н_{б.корр.i} =Н_{б расч.i}-1,8 мм).

Полученные расчетные и откорректированные текущие (i) значения высоты бойка приведены в соответствующих столбцах таблицы.

10. Расчет профиля копира в зоне бойка.

10.1 Обозначим нулевую точку копира (валка), где высота бойка близка по значению Н _б.ном. В нашем случае такое значение соответствует сечению №8.

10.2 Числовые значения координатных углов копира со стороны зева валка отрицательны, возрастающие по модулю, а со стороны рабочего конуса валка являются частью положительного числового ряда.

10.3 Текущий (i) радиус копира вычисляется по формуле

10.4 Полученные значения радиусов копира и им соответствующие координатные углы приведены в таблице.

№ сечения	Длина бойка, %	№ зоны бойка	Н б.расч., мм	Hб.корр.i , мм	Rкоп.i, мм	Угол, соответствующий Rкоп.i , град
1	2	3	4	5	6	7
1	1	Первая зона бойка в интервале 0°-10°	97,0	95,2	238,7	-7
2	2		96,0	94,2	239,8	-6
3	3		94,0	92,3	241,7	-5
4	4		91,2	89,5	244,5	-4
5	5		87,8	86,0	248,0	-3
6	6		83,7	82,0	252,0	-2
7	7		79,2	77,5	256,5	-1
8	8		74,4	72,7	261,3	0
9	9		69,5	67,7	266,3	1
10	10		64,5	62,7	271,3	2
11	11	Вторая зона бойка в интервале 11°-65°	59,4	57,7	276,3	3
12	12		54,9	53,1	280,9	4
13	13		50,7	48,9	285,0	5
14	14		46,9	45,1	288,9	6
15	15		43,4	41,6	292,3	7
16	16		40,2	38,5	295,5	8
17	17		37,3	35,5	298,5	9
18	18		34,6	32,9	301,1	10
19	19		32,1	30,4	303,6	11
20	20		29,9	28,1	305,8	12
21	21		27,8	26,1	307,9	13
22	22		25,9	24,2	309,8	14
23	23		24,2	22,4	311,6	15
24	24		22,6	20,8	313,2	16
25	25		21,1	19,3	314,7	17
26	26		19,7	18,0	316,0	18
27	27		18,4	16,7	317,3	19
28	28		17,3	15,5	318,5	20
29	29		16,2	14,4	319,5	21
30	30		15,2	13,4	320,5	22
31	31		14,3	12,5	321,5	23
32	32		13,4	11,7	322,3	24
33	33		12,6	10,9	323,1	25
34	34		11,9	10,2	323,8	26
35	35		11,2	9,5	324,5	27
36	36		10,6	8,8	325,2	28
37	37		10,0	8,3	325,7	29
38	38		9,5	7,7	326,3	30
39	39		9,0	7,2	326,8	31
40	40		8,5	6,7	327,3	32
41	41		8,0	6,3	327,7	33
42	42		7,6	5,9	328,1	34
43	43		7,2	5,5	328,5	35
44	44		6,9	5,1	328,9	36
45	45		6,6	4,8	329,2	37
46	46		6,2	4,5	329,5	38
47	47		6,0	4,2	329,8	39
48	48		5,7	3,9	330,1	40
49	49		5,4	3,7	330,3	41
50	50		5,2	3,4	330,5	42
51	51		5,0	3,2	330,8	43
52	52		4,8	3,0	331,0	44
53	53		4,6	2,8	331,2	45
54	54		4,4	2,6	331,4	46
55	55		4,2	2,5	331,5	47
56	56		4,0	2,3	331,7	48
57	57		3,9	2,1	331,8	49
58	58		3,8	2,0	332,0	50
59	59		3,6	1,9	332,1	51
60	60		3,5	1,7	332,2	52
61	61		3,4	1,6	332,4	53
62	62		3,3	1,5	332,5	54
63	63		3,2	1,4	332,6	55
64	64		3,1	1,3	332,7	56
65	65		3,0	1,2	332,8	57
66	66	Третья зона бойка	2,9	1,1	332,9	58
67	67		2,8	1,1	332,9	59
68	68		2,7	1,0	333,0	60
69	69		2,7	0,9	333,1	61
70	70	(остальное)	2,6	0,8	333,2	62
71	71		2,5	0,8	333,2	63
72	72		2,5	0,7	333,3	64
73	73		2,4	0,7	333,3	65
74	74		2,3	0,6	333,4	66
75	75		2,3	0,5	333,4	67
76	76		2,2	0,5	333,5	68
77	77		2,2	0,5	333,5	69
78	78		2,2	0,4	333,6	70
79	79		2,1	0,4	333,6	71
80	80		2,1	0,3	333,7	72
81	81		2,0	0,3	333,7	73
82	82		2,0	0,3	333,7	74
83	83		2,0	0,2	333,8	75
84	84		2,0	0,2	333,8	76
85	85		1,9	0,2	333,8	77
86	86		1,9	0,2	333,8	78
87	87		1,9	0,1	333,9	79
88	88		1,9	0,1	333,9	80
89	89		1,8	0,1	333,9	81
90	90		1,8	0,1	333,9	82
91	91		1,8	0,1	333,9	83
92	92		1,8	0,0	333,9	84
93	93		1,8	0,0	334,0	85
94	94		1,8	0,0	334,0	86
95	95		1,8	0,0	334,0	87
96	96		1,8	0,0	334,0	88
97	97		1,8	0,0	334,0	89
98	98		1,8	0,0	334,0	90
99	99		1,8	0,0	334,0	91
100	100		1,8	0,0	334,0	92

Источник информации

1. П.Т.Емельяненко, Пильгерстаны, ДНВТУ, НКТП, 1937, с.47-66.