Раскатка на автомат-стане
Агрегаты с автоматическим станом широко распространены в мировой практике трубного производства и характеризуются относительно высокой производительностью (150-700 тыс. т./год), в том числе из непрерывнолитой заготовки, высокой маневренностью оборудования, обеспечивающая возможность производства малотоннажных партий труб широкого сортамента, простотой изготовления и относительно низкими затратами на изготовление инструмента, умернными энергозатратами и достаточно высокой степенью механизации и автоматизации производственного процесса. В 1896 г. был построен первый ТПА с автоматическим станом, который имел в своем составе дисковый прошивной стан конструкции Штифеля. В 1899 г. был построен первый ТПА с автоматическим станом, который имел прошивной стан с бочкообразными валками. Его отличительной особенностью являлась возможность регулировки валков в вертикальной плоскости. Первые установки с автоматическим станом подобные современным, были введены в строй в 1906-1929 гг. На агрегатах для производства труб большого диаметра (273 и 406 мм) применены станы - расширители с косорасположенными грибовидными валками и обкатные машины, что позволило производить трубы диаметром 273-339 и 406-660 мм. Полная механизация и автоматизация этих агрегатов была осуществлена в 1954 г. В настоящее время имеются малые, средние и большие ТПА с автомат-станом, на которых получают трубы, соответственно, диаметром 70-168, 102-250 и 159-426 мм с толщиной стенки 3,5-20, 5-45 и 6-75 мм. На этих агрегатах прокатывают весь сортамент труб максимальной длиной 12-15 м из углеродистых и легированных сталей. Прокатка труб на установках с автомат-станом получила широкое распространение во всем мире. В 1979г. в СССР и США на установках этого типа выпускали, соответственно, более 50% и 80% всех горячекатаных труб. В дальнейшем удельный вес производства труб на автомат-станах несколько снизился (до 41% от объема выпуска горячекатаных бесшовных труб) в связи с вводом в эксплуатацию новых станов непрерывной прокатки и освоением новых процессов раскатки труб (Акку-Ролл, Валти-Трансваль, CPE и др.). В СССР в 1990 г. работали 16 ТПА с автомат-станом, на которых прокатывали 41,9% бесшовных труб.
Одно из направлений развития традиционного способа раскатки связано с использованием одноручьевых автомат-станов с более жесткой рабочей клетью и устройствами для быстрой перевалки (США, Япония). В 1976 г. в нашей стране были пущены в эксплуатацию три ТПА - 140 с одноручьевыми автомат- станами "тандем". Позже станы "тандем" были установлены на ряде зарубежных заводов (США) в составе "больших" трубопрокатных установок с автомат-станом.Такая схема позволила исключить возвратно-поступательное движение трубы после каждого прохода раскатки и сократить поперечные передачи металла. В результате этого производительность агрегата возрасла почти в два раза. Другой особенностью является использование на этих ТПА трехвалковых обкатных станов , обеспечивающих устойчивую деформацию тонкостенных труб с повышенными обжатиями. Первый в мире такой стан был пущен на Челябинском трубопрокатном заводе в 1972 г. Иследованиями СинТЗ- УГТУ и ВЗМИ установлена возможность повышения обжатия по толщине стенки трубы в трехвалковом обкатном стане (до 25%) за счет использования многоконусной ступенчатой оправки. Однако внедрение схемы "тандем" не позволило устранить основной недостаток автомат-станов - наличие рисок на внутренней поверхности и сравнительно низкую точность труб. В связи с этим в отечественной и зарубежной практике разработаны варианты замены автоматических станов 2-4 клетевыми непрерывными станами с цилиндрической удерживаемой оправкой, а также другими новыми способами раскатки труб. С 1970 г. началось успешное использование непрерывнолитой заготовки для производства бесшовных труб. Уменьшение расходов металлургического передела также можно достичь за счет уменьшения количества типоразмеров заготовки. Последнее потребовало создания процессов горячей деформации труб с большими обжатиями за проход. В связи с этим в мировой практике наметились следующие тенденции технического перевооружения ТПА с автомат-станами. Малые и средние ТПА при наличии достаточных средств , как правило реконструируют с заменой способов прошивки и (или) раскатки расширением сортамента продукции. На больших ТПА способ производства сохраняется, но существенно обновляется технология и оборудование. Имеются примеры реконструкции цехов с заменой автомат-стана станом Акку-Ролл (США,Англия,Италия, Китай) или реечным станом (CPE- процесс). Также перспективным представляется использование планетарного раскатного стана. В Японии разработаны новые технологические схемы прокатки труб на ТПА с "большим" автоматическим станом, на котором прошивка непрерывнолитой заготовки квадратного сечения производится на пресс-валковом стане, с последующим удлинением гильзы на двух элонгаторах. Этот способ позволяет получать трубы с отношением D/S, перекрывающим возможности непрерывных и реечных станов.В последние годы в США, Японии иФРГ реконструированы и построены несколько больших ТПА с автомат-станом, на которых достигнута более высокая точность труб: допуск по диаметру +0,3...0,4%, по толщине стенки +5...7%, а поле допуска составляет 0,6...0,8% и 10...14% соответственно. Такие результаты достигаются за счет применения : резки заготовок без смятия и косины торцов (пилами, устройствами огневой резки); гидравлических зацентровщиков, позволяющих регулировать величину зацентровочного отверстия; прошивных станов новых конструкций - с грибовидными рабочими валками, приводными направляющими дисками и удлиненной прошивной оправкой; новых типов высокоточных центрователей оправочного стержня и гильзы; механизмов смены оправок; устройств непрерывной подачи смазки на внутреннюю поверхность раскатываемых гильз и черновых труб; автоматизированных систем управления технологическими процессами и контролем качества прокатываемых труб. Высокая экономичность работы таких ТПА достигается путем применения: непрерывнолитой заготовки и сокращения ее типоразмеров; более экономичного двухстадийного нагрева заготовок (предварительный в печах с шагающими балками, окончательный в кольцевой печи); подогревательных печей перед калибровочным станом; обкатных станов с гиперболоидальными валками, а также в результате освоения технологии термомеханической обработки прокатываемых труб.
