Пилигримовая прокатка
Производство труб на агрегатах с пилигримовыми станами является одним из основных и достаточно распространенных способов. В настоящее время во всем мире находится в промышленной эксплуатации свыше 70 трубопрокатных агрегатов с пилигримовыми станами. Широкое применение эти агрегаты получили в странах Европы и в России. Существенным нововведением определившим современное развитие пилигримовой прокатки явилось изменение способа получения гильзы.
До второй мировой войны гильзу из слитка для пилигримовых станов получали путем прошивки на двухвалковых станах винтовой прокатки. Однако вследствие неблагоприятной схемы напряженно-деформированного состояния металла в осевой зоне прошиваемого слитка на внутренней поверхности гильз часто возникали дефекты разрушения в виде плен. Кроме того для этих гильз характерна повышенная разностенность.
После второй мировой войны итальянским инженером Кальмесом (A. Calmes) совместно с фирмой "INNOCENTI" был предложен новый способ получения гильз из слитка (патент Великобритании №710893). Чтобы снизить количество внутренних плен слитки стали прошивать на гидравлическом прессе. При этом получают полую толстостенную заготовку с донышком, напоминающую по форме стакан. Для прошивки донышка, уменьшения толщины стенки и снижения разностенности стакана последний затем подвергают раскатке на короткооправочном стане винтовой прокатки- элонгаторе (удлинителе).В итоге качество гильз, получаемых по этому способу, а следовательно, и качество труб, изготовленных на ТПА с пилигримовыми станами, улучшилось как по чистоте поверхности, так и по точности толщины стенки. При новом способе получения гильзы вместо обычного круглого слитка используют слиток многогранный, что приводит к улучшению качества наружной поверхности гильз и труб.
Новый способ получения гильз из слитка послужил мощным толчком для дальнейшего еще более широкого распространения горячей пилигримовой прокатки. В послевоенные годы были введены в эксплуатацию и реконструированы по схеме Кальмеса более 23 трубопрокатных агрегатов с пилигримовыми станами.
Обычно на старых пилигримовых установках калибровка труб по диаметру осуществлялась в одной клети. Новые пилигримовые установки оснащены многоклетевыми калибровочными и редукционными станами, что позволяет существенно расширить сортамент получаемых труб и одновременно повысить производительность ТПА путем перевода их на прокатку черновых труб больших диаметров.
Несмотря на указанные выше преимущества новая схема производства труб имеет ряд недостатков, таких как необходимость иметь дополнительное дорогостоящее оборудование - гидравлические пресс и печи для подогрева стакана. Одним из вариантов дальнейшего совершенствования технологии пилигримовой прокатки является использование непрерывнолитой полой заготовки в качестве гильзы, что позволит значительно упростить процесс, улучшить качество и еще больше снизить себестоимость труб. Другой вариант развития данной технологии связан с освоением прошивки непрерывнолитой сплошной заготовки на трехвалковом стане винтовой прокатки, исключающем образование плен на внутренней поверхности гильз, а также обладающим более высокой производительностью и маневренностью по сравнению с гидравлическим прессом. В отечественной практике трубного производства первый опыт использования непрерывнолитой круглой заготовки на пилигримовых станах осуществлен в 1967 г. ЦНИИЧМ-НДТЗ. Однако до настоящего времени в России на ТПА с пилигримовым станом не используются непрерывнолитые заготовки. При совершенствовании технологии раскатки большое внимание уделяется созданию новых конструкций быстроходных подающих аппаратов, обеспечивающих постоянство величины подачи гильзы в валки. Применение последних позволит увеличить скорость вращения валков и повысить производительность пилигримовых станов, а также существенно улучшит качество труб. При пилигримовой прокатке большое значение имеет затравка переднего конца гильзы на которую расходуется до 15% машинного времени прокатки, а обрезь затравочного конца составляет 30-40% общих потерь металла. В связи с этим перспективными являются технологии профилирования переднего конца гильзы при помощи матриц, бойков или валков.
Применение таких гильз позволило бы не только уменьшить машинное время прокатки снизить расход металла, но и облегчило бы автоматизацию станов пилигримовой прокатки. Наконец повышение технико-экономических показателей процесса может быть достигнуто за счет совершенствования привода рабочих клетей. Известно предложение Ю.Ф.Шевакина и Б.Н.Матвеева, согласно которому скорость валков изменяется в течение каждого их оборота. Достигается это при помощи специального механизма, преобразующего постоянную скорость двигателя в переменную скорость валков. При таком приводе имеется возможность повысить скорость валков во время обжатия трубы и снизить их скорость в момент холостого хода. Последнее позволит сократить холостой участок ручья валка и ,соответственно, удлинить его рабочую часть. Последнее приведет к повышению подачи гильзы за один оборот валков ,а следовательно, к увеличению производительности пилигримовых станов. При этом также может быть повышено качество труб за счет увеличения длины полирующего участка валка.
На ряде зарубежных заводов применяют водоохлаждаемые дорны, что позволяет сократить время вспомогательных операций и повысить производительность пилигримовых станов Одновременно уменьшается температурный перепад на стадиях нагрева и охлаждения дорнов. Это приводит к повышению их стойкости, а также к повышению точности толщины стенки трубы. Для расширения сортамента и улучшения качества черновых и готовых труб, выпускаемых на ТПА с пильгер-станами прокатку на пилигримовых станах сочетают с последующей обработкой на раскатных и расширительных станах.
