ИССЛЕДОВАНИЕ ФОРМОИЗМЕНЕНИЯ МЕТАЛЛА В ПРОЦЕССЕ РЕДУЦИРОВАНИЯ ТРУБ НА ТРЕХВАЛКОВОМ СТАНЕ

Трубопрокатные агрегаты с трехвалковыми станами винтовой прокатки применяются для получения горячекатаных бесшовных  труб. В России эксплуатируются два агрегата с раскатными станами ТПА-160 АО «Первоуральский новотрубный завод» и ТПА-200  АО  «Волжский трубный завод». В настоящее время остро стоят вопросы повышения технологических возможностей этих ТПА. Появляется необходимость расширения размерного и марочного сортамента, нетрадиционного использования калибровочных и раскатных  станов винтовой прокатки. Для решения этих вопросов экспериментально исследован процесс редуцирования или безоправочной прокатки труб на трехвалковых станах винтовой прокатки с повышением обжатия по диаметру до 25 %. Приведены результаты компьютерного  конечно-элементного моделирования в программе QFORM. Цель работы – исследование влияния процесса прокатки с повышенными  обжатиями по диаметру на формоизменение металла в очаге деформации и изменения геометрических размеров при редуцировании гильз  с различной толщиной стенки на опытно-промышленном стане. В процессе формоизменения металла при винтовой прокатке важное  значение имеет овальность гильзы. Овальность – отношение радиуса раската при входе в контакт металла с валком к радиусу под валком  в поперечном сечении очага деформации. Овальность характеризует устойчивость гильзы к деформациям в межвалковом пространстве.  Редуцирование тонкостенных гильз сопровождается большими значениями овальности, процесс деформирования осуществляется менее  стабильно, поэтому возможно образование дефектов формы (гранение) и концевые дефекты как при раскатке на оправке. Овальность процесса раскатки на оправке увеличивается более интенсивно, чем при безоправочной прокатке. Наличие оправки ограничивает смещение  металла в осевом направлении, способствует смещению металла в зазоры между валками. При раскатке на оправке необходимо применять  валки с гребнем, которые позволяют осуществлять основное обжатие по стенке и тем самым локализовать зону обжатия на оправке, и,  следовательно, уменьшить овальность гильз.

 редуцирование,  прокатка на оправке,  трехвалковый стан,  винтовая прокатка,  овальность,  контактная поверхность,  формоизменение,  очаг деформации

1. Трубное производство. Учебник / Б.А. Романцев, А.В. Гончарук, Н.М. Вавилкин, С.В. Самусев. – М.: Изд. дом «МИСиС», 2011. – 970 с.

2. Коликов А.П., Романцев Б.А. Теория обработки металлов давлением. Учебник. – М.: Изд. дом МИСиС, 2015. – 451 с.

3. Романенко В.П., Степанов П.П., Гончарук А.В., Крискович С.М., Илларионов Г.П., Никулин А.Н., Филиппов Г.А. Перс пективная технология производства полых вагонных осей из полой заготовки // Проблемы черной металлургии и материаловедения. 2016. № 2. С. 27 – 34.

4. Машины и агрегаты для производства стальных труб: учебное пособие для вузов / Ю.Ф. Шевакин, А.П. Коликов, В.П. Романенко, С.В. Самусев; под ред. Ю.Ф. Шевакина. – М.: Интермет Инжиниринг, 2007. – 388 с.

5. Шаманаев В.И. Исследование процесса винтовой прокатки толстостенных гильз и труб: Автореф. дис. … канд. техн. наук. 05.167.05. – М.: МИСиС, 1979. – 36 с.

6. Pat. 4409810 US. Process for manufacturing seamless metal tubes / T. Yamada; filed 09.07.1981, publ. 18.10.1983.

7. Pat. 3495429 US. Method of reducing tubes, especially thick-walled tubes and means for practicing the method / G. Muller; filed 16.06.1966, publ. 17.02.1970.

8. Jiang Y., Tang H. Method for improving transverse wall thickness precision of seamless steel tube based on tube rotation // Journal of Iron and Steel Research International. 2015. Vol. 22. No. 10. P. 924 – 930.

9. Харитонов Е.А., Романенко В.П., Будников А.С.Разработка методики расчета деформационных параметров при раскатке гильз в трехвалковом стане винтовой прокатки // Изв. вуз. Черная металлургия. 2016. Т. 59. № 3. С. 167 – 172.

10. Romancev B.A., Goncharuk A.V., Aleshchenko A.S., Gamin Yu.V. Production of hollow thick-walled profiles and pipes made of titanium alloys by screw rolling // Russian Journal of Non-Ferrous Metals. 2015. Vol. 56. No. 5. P. 522 – 526.

11. Романенко В.П., Манько А.И., Степанов П.П., Перминова О.Н., Крискович С.М. Перспективная технология получения полых вагонных осей на основе винтовой прошивки // Актуальные проблемы в машиностроении. 2017. Т. 4. № 2. C. 28 – 34.

12. Галкин С.П., Фадеев В.А., Гусак А.Ю. Cопоставительный анализ геометрии мини-станов радиально-сдвиговой (винтовой) прокатки // Производство проката. 2015. № 12. С. 19 – 25.

13. Галкин С.П. Показатель поперечной деформации при прошивке в стане винтовой прокатки // Производство проката. 2011. № 9. С. 18 – 23.

14. Никулин А.Н. Винтовая прокатка. Напряжения и деформации. – М.: Металлургиздат, 2015. – 380 с.

15. Pan K., Wang X., Qing G. Finite element simulation of tube stretchreducing wall thickness cross-section with round passes system // Journal of University of Science and Technology Beijing. 2000. Vol. 22. No. 1. P. 38 – 40.

16. Karpov B.V., Skripalenko M.M., Galkin S.P, Skripalenko M.N., Samusev S.V., Huy T.B., Pavlov S.A. Studying the Nonstationary Stages of Screw Rolling of Billets with Profiled Ends // Metallurgist. 2017. Vol. 61. No. 3-4. P. 257 – 264.

17. Man-soo Joun, Jangho Lee, Jae-min Cho, Seung-won Jeong, Hokeun Moon. Quantitative study on Mannesmann effect in roll piercing of hollow shaft // Procedia Engineering. 2014. No. 81. P. 197 – 202.

18. Fu-jie Wang, Yuan-hua Shuang, Jiab-hua Hu, Qing-huaWang, JingchaoSun. Explorative study of tandem skew rolling process for producing seamless steel tubes // Journal of Materials Processing Technology. 2014. Vol. 214. No. 8. P. 1597 – 1604.

19. Naizabekov A.B., Lezhnev S.N., Dyja H., Bajor T., Tsay K., Arbuz A., Gusseynov N., Nemkaeva R. The effect of cross rolling on the microstructure of ferrous and non-ferrous metals and alloys // Metallurgija. 2017. Vol. 56. No. 1-2. P. 199 – 202.

20. Будников А.С., Харитонов Е.А., Сорокин Ф.В. Исследование разностенности труб в процессе редуцирования на трехвалковом стане винтовой прокатки // Сталь. 2017. № 10. С. 31 – 34.