Неоднородность деформации при продольной прокатке труб

Abstract

В процессе продольной прокатки труб на короткой оправке в результате неоднородности деформации металла в калибре прокатных валков происходит формирование поперечной разностенности труб. Указанная проблема приводит к снижению точности готовых труб. В работе представлены результаты исследования зависимости поперечной разностенности труб и неоднородности деформации от частоты вращения валков при продольной прокатке на короткой оправке. Исследование выполнено с помощью компьютерного моделирования. Для оценки разностенности труб был использован безразмерный параметр, равный отношению толщины стенки трубы в выпуске калибра к толщине стенки в вершине калибра. В ходе моделирования частота вращения валков изменялась от 95 до 135 об/мин. Замечено, что с увеличением частоты вращения валков стана продольной прокатки происходило увеличение температуры трубы на поверхности контакта, что приводило к увеличению интенсивности процесса разупрочнения. Следует отметить, что наряду с процессом разупрочнения металла трубы также протекал процесс скоростного упрочнения. Из-за протекания этих двух конкурирующих процессов разностенность труб при изменении частоты вращения валков изменялась нелинейно. Найдено критическое значение частоты вращения валков, при котором наблюдается наибольшая разностенность. Установлено, что при продольной прокатке на короткой оправке возможно уменьшение поперечной разностенности трубы путем подбора рациональных скоростных режимов деформации. На основании проведенных исследований сформулированы практические рекомендации при выборе скоростных режимов при продольной прокатке на короткой оправке, обеспечивающих повышение точности труб и снижение уровня брака. The formation of the pipes wall thickness variation occurs in the process of lengthwise rolling on a stub mandrel as a result of inhomogeneity of metal deformation in the roll pass. This problem leads to a decrease in the accuracy of the production. The paper presents the results of a study of the dependence of pipes wall thickness variation and the inhomogeneity of metal deformation on the frequency of rotation of the rolls during lengthwise rolling on a stub mandrel. The study was performed using computer simulation. We used a dimensionless parameter equal to the ratio of the pipe wall thickness in the outlet of the gauge to the wall thickness at the top of the gauge to evaluate the difference in the pipes. During the simulation, the rotation frequency of the rolls varied from 95 to 135 rpm. It was noted that with an increase of the rotation frequency of the rolls during lengthwise rolling, an increase in the temperature of the pipe on the contact surface occurred, which led to an increase in the intensity of the softening process. It should also be noted that along with the process of softening the metal of the pipe, the process of high-speed hardening also proceeded. The difference between the pipes when changing the rotation frequency of the rolls changed nonlinearly due to the occurrence of these two competing processes. The critical value of the rotation frequency of the rolls is found. The wall thickness variation of the pipe is observed at this frequency. It was found that during lengthwise rolling on a stub mandrel, it is possible to reduce the wall thickness variation of the pipe by selecting rational speed modes of deformation. Practical recommendations for choosing speed modes for lengthwise rolling, which increase the accuracy of pipes and reduce the level of defects are formulated based on the studies.