29 мая 2016г.
Непрерывные процессы прокатки труб на длинной оправке до настоящего времени не нашли большого применения в отечественной промышленности для изготовления стальных труб малого диаметра. Между тем высокая производительность непрерывных процессов и другие их преимущества являются основанием для их использования, особенно для изготовления крупных партий труб из углеродистых сталей одного или близких типоразмеров, потребность в которых возрастает.
Работа над созданием высокопроизводительных непрерывных процессов получения точных труб малого диаметра началась еще в конце пятидесятых - начале шестидесятых годов под руководством академика Александра Ивановича Целикова. Именно тогда были сформулированы основные требования к станам, получившим название НХПТ, и непрерывным волочильным станам. Исследования проводились в МВТУ им Н.Э. Баумана по заданию и совместно с ВНИИМЕТМАШ. Одной из первых следует отметить работу по непрерывной холодной прокатке конденсаторных труб из медных и латунных прессованных заготовок. Опыты проводились в лаборатории кафедры "Машины- автоматы и прокатное производство" на стане ЦКБ ММ-2. Прокатка велась в четырех калибрах, однако число пропусков при этом составляло 20. Были определены основные технологические параметры процесса прокатки на длинной оправке с коэффициентом вытяжки для медных труб - 8, а для латунных - 5, предложен способ прокатки на неподвижных ступенчатых оправках, проведены замеры усилия и момента прокатки. Опытная прокатка труб на непрерывном 12-ти клетевом стане была проведена по заказу института "Гипроцветметобработка" на заводе "Электросталь" в начале шестидесятых годов. Был реконструирован непрерывный проволочный стан, создано устройство для удержания и регулирования положения неподвижной оправки, мерилось осевое усилие на оправку. Использовалась та же латунная заготовка, что и при прокатке на длинной оправке. Исследования подтвердили жизнеспособность указанного способа. На этом же стане были прокатаны стальные трубы диаметром 10 мм толщиной стенки 1мм из стали 20 из заготовки 20 мм с той же толщиной стенки. Задачей данных экспериментов являлось осуществить значительное редуцирование труб без увеличения толщины стенки. Компенсировать значительное утолщение стенки при холодном редуцировании предполагалось обжатием последней на ступенчатых неподвижных оправках. Обжатие стенки происходило за счет того, что в каждом калибре кольцевой зазор между оправкой и валками сохранялся постоянным от первого до последнего - двенадцатого калибра. Во время прокатки производились замеры основных технологических параметров. Результаты исследования и рекомендации были использованы при создании непрерывного стана холодной прокатки труб из цветных металлов НХПТ - 40 конструкции ВНИИМЕТМАШ.
На стане НХПТ - 40 был произведен комплекс работ по исследованию нового технологического процесса, в результате которых была освоена технология прокатки труб диаметром 25-40 мм. толщиной стенки 0,8-2,5 мм из стали и медных сплавов. Сейчас стан успешно эксплуатируется на Артемовском заводе (Украина) для прокатки латунных труб.
Необходимо отметить следующие особенности созданного в СССР нового технологического процесса и оборудования:
- при непрерывной прокатке труба одновременно деформируется не более, чем в трёх клетях стана;
- при шаге клетей 1400мм возникают значительные продольные усилия подпора в трубе между клетями, которые приводят к увеличению нагрузок;
-применение трёхвалковых регулируемых клетей с опорными валками для увеличения жесткости;
-процесс промышленно освоен для изготовления труб из цветных металлов. Успешная эксплуатация стана для прокатки труб из цветных металлов и сплавов и положительные результаты лабораторных исследований позволили перейти к разработке непрерывного стана для прокатки стальных труб. Использование одного такого стана смогло бы заменить 10-15 станов ХПТ аналогичного сортамента. Исследования при участии сотрудников кафедры были продолжены в лаборатории трубных станов ВНИИМЕТМАШ сначала на редукционно-растяжном стане 6-30, а затем на специально созданном 16-ти клетевом лабораторном стане. Были сделаны выводы, что качество труб во многом зависит от технологической смазки, геометрии калибров, точности учета при их изготовлении изменения раствора калибра под нагрузкой в стане, от отклонения оси калибров от оси прокатки и др. Проведенные работы подтвердили принципиальную возможность осуществления высокопроизводительного процесса непрерывной прокатки холоднодеформированных труб из углеродистых сталей и явились основой для создания первого опытного стана. Кроме того, были сделаны важные выводы о возможности одновременной деформации трубы во всех клетях обжимного стана и прокатки в клетях с нерегулируемым раствором валков. Лабораторные условия оставили неразрешенными ряд важных вопросов, от которых в конечном счете зависит целесообразность промышленного использования новой технологии. К этим вопросам относятся прежде всего стабильность процесса, стойкость дорогостоящего инструмента, технологическая смазка, допустимые деформации по толщине стенки, максимальная длина прокатываемых труб, надежное извлечение оправки после прокатки. Эти исследования проводились на промышленном стане НХПТ 15-38, изготовленном в России и установленном на VEB Rohrkombinat г. Риза (Германия).При создании стана были проведены исследования с целью промышленного применения процесса для изготовления стальных труб. Проведенные исследования позволили получить новые важные результаты:
-процесс возможен при одновременной деформации трубы во всех обжимных клетях стана;
-процесс прокатки возможен в клетях с нерегулируемым раствором валков;
В заключение отметим что, сочетание указанных непрерывных процессов прокатки обеспечивает:
а) высокую степень деформации, которая составляет до 65-70% по толщине стенки и до 50% по наружному диаметру при коэффициенте вытяжки до 5,0;
б) прокатку труб всего сортамента из заготовок одного - двух размеров по диаметру;
в) прокатку в непрерывном стане труб двух размеров по диаметру, что позволяет сократить число дополнительных клетей и простой при смене сортамента труб.
Таким образом впервые в мире в России были созданы агрегаты непрерывной холодной прокатки труб, позволяющие производить холоднокатаные трубы в условиях массового производства.
Список литературыы
1. Соколова, О.В. История создания станов для производства холоднодеформированных труб/ О.В. Соколова, Т.Ю. Комкова, А.П. Молчанов. – Москва: Заготовительное производство №6, 2010.
2. Соколова, О.В. Особенности процесса волочения труб на длинной оправке/ О.В. Соколова, Т.Ю. Комкова. Москва: Учебное пособие - М, 2013.
3. Соколова, О.В. Способы производства прецизионных труб/ О.В. Соколова, А.Е. Комков. – Москва: Электронное научно-техническое издание «Наука и образование» №6, июнь 2011.
4. Соколова, О.В. Тенденции развития станов холодной прокатки труб/ О.В. Соколова, И.А. Федорова. – Москва: Сборник трудов второй всероссийской научно-технической конференции «Машиностроительные технологии» - М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2009.
5. Соколова, О.В. Технология и оборудование производства труб волочением/ О.В. Соколова, А.А. Восканьянц, Т.Ю. Комкова. – Москва: Учебное пособие – М, 2013.
6. Соколова, О.В. Трубное производство/ О.В. Соколова, А.П. Молчанов, Н.А. Целиков. – Москва: Металлургия 21 века. Сборник трудов второй конференции молодых специалистов – М.: ВНИИМЕТМАШ, 2006.
