Аннотация
Развитие трубопрокатного производства привело к широкому использованию непрерывных станов с удерживаемой оправкой и 3-валковыми калибрами для раскатки гильз. В свою очередь, это потребовало уточнения ряда теоретических положений, связанных с изменением кинематики процесса. В процессе прокатки на непрерывном раскатном стане валки и оправка эксплуатируются при сложных температурных условиях и постоянных циклических знакопеременных нагрузках, в результате чего подвергаются значительному износу. В свою очередь, проведение прокатки при усилиях, достигающих критических значений, приводит к возникновению аварийных ситуаций, вызванных, в частности, разрушением материала рабочего инструмента (валки, оправка). Причем отмеченные обстоятельства наиболее выражены в первых клетях стана, где металл трубы подвергается большим обжатиям. Ввиду того, что деформация при прокатке труб в непрерывном стане распределяется в 5–6 клетях, это дополнительно накладывает определенные ограничения и снижает возможность варьирования технологическими параметрами процесса прокатки в более широком диапазоне. В связи с этим возникает необходимость в разработке и адаптации математических моделей для расчета, прогнозирования и выбора рациональных режимов обжатий для всего сортаментного ряда труб, производимого в непрерывном раскатном стане. В рамках данного исследования на основе энергетической теории разработана методика определения энергосиловых параметров процесса. При составлении уравнения равновесия проекций сил на продольную ось определены величины среднего давления на контакте с рабочими валками и оправкой. Разработанные математические модели и алгоритм расчета энергосиловых параметров процесса раскатки гильзы в непрерывном стане позволили с достаточно высокой точностью определить усилия прокатки труб в непрерывном стане. Поученные зависимости могут быть использованы как в исследовательских целях, так и при расчете таблиц прокатки на трубопрокатных агрегатах с непрерывными раскатными станами.
Ключевые слова
Непрерывная прокатка, трубы, кинематика, усилие прокатки.
1. Теоретические и практические проблемы процесса раскатки гильз на современном непрерывном стане / А.В. Выдрин, Д.О. Струин, И.Н. Черных, Е.А. Шкуратов, М.В. Буняшин. Санкт-Петербург: Изд-во Политехн. ун-та, 2015. С. 72–82.
2. Шкуратов Е.А. Оптимизация процесса непрерывной раскатки гильз с целью повышения точности горячекатаных бесшовных труб: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.05. Челябинск, 2017. 166 c.
3. Струин Д.О. Совершенствование технологии продольной прокатки труб на основе создания и использования новых научно обоснованных технических решений: дис. ... канд. техн. наук: 05.16.05. Челябинск, 2017. 170 c.
4. Wu, J. Characteristics of Manufacturing Process and Equipment of ø508 mm PQF 3 roll Mandrel Pipe Mill / J. Wu. Steel pipe. 2013(6), vol. 42, no. 3, pp. 44–50.
5. Li, X. Optimized Design and Application of Rolls of ø258 mm PQF Mandrel Mill / X. Li, Q. Bai, X. Zhou, X. Yin. Steel Pipe, 2012, vol. 41, no.1. pp. 64–68.
6. Sun, Sh. Development of technology of PQF process for rolling Heavy-wall, Extra-sort tube / Sh. Sun, X. Guan, H. Ding, Sh. Ma. Steel pipe, 2016, vol. 45, no.4, pp. 42–45.
7. Потапов И.Н., Коликов А.П., Друян В.М. Теория трубного производства. М.: Металлургия, 1991. 424 с.
8. Коликов А.П., Романцев Б.А. Теория обработки металлов давлением. М.: Изд. Дом МИСиС, 2015. 451 с.
9. Пьянков Б.Г., Выдрин А.В., Широков В.В. Разработка компьютерной модели ТПА со станом FQM для определения степени влияния возмущающих параметров на результаты процесса прокатки // Сборник докладов международного научно-технического конгресса «ОМД 2014. Фундаментальные проблемы. Инновационные материалы и технологии». Ч. 2. М.: ООО «Белый ветер», 2014. С. 95–102.
10. Друян В.М., Гуляев Ю.Г., Чукмасов С.А. Теория и технология трубного производства. Днепропетровск: РИА «Днепр-ВАЛ», 2001. 544 с.
11. Выдрин А.В., Широков В.В. Компьютерное моделирование скоростного режима непрерывной прокатки труб // Сталь. 2011. №2. С.56–58.
12. Технология и оборудование трубного производства / В.Я. Осадчий, А.С. Вавилин, В.Г. Зимовец, А.П. Коликов. М.: «Интермет Инжиниринг», 2007. 560 с.
13. Выдрин В.Н., Федосиенко А.С., Крайнов В.И. Процесс непрерывной прокатки. М.: Металлургия, 1970. 456 с.
14. Храмков Е.В. Повышение эффективности изготовления горячедеформированных труб на основе физического и математического моделирования процесса редуцирования: дис … канд. техн. наук: 05.16.05. / Храмков Евгений Владимирович. Челябинск, 2017. 165 с.
15. Ku, H. Development of Structure of 3-roll Mandrel Pipe Mills and Relevant Comparative Analysis / H. Ku, G. Xiao, Y. Chang, P. Zhang. Steel Pipe, 2015(6), vol. 44, no.3, pp. 59–62.
16. Wang, X. Optimization of process Equipment and production Practice of ø460 mm PQF Plant / X. Wang, W. Yang, F. Hu, K. Xia, C. Bai. Steel Pipe, 2014, vol. 43, no.3. pp. 49–54.
17. Fan, Q. Advanced technologies and equipment applied to ø159 FQM 3-roll mandrel mill plant // Sichuan Metallurgy. 2015(2), vol. 29, no. 1, pp. 19–22.