Теория и технология деформационной обработки металлов и сплавов. Разработка технологии прокатки труб и калибровки инструмента

Москва 2022

М ИНИС ТЕРС ТВО НАУКИ И ВЫСШ ЕГО О Б РА З О ВА Н И Я РФ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ АВТОНОМНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ «МИСиС»

ИНСТИТУТ ЭКОТЕХНОЛОГИЙ И ИНЖИНИРИНГА

Кафедра обработки металлов давлением

ТЕОРИЯ И ТЕХНОЛОГИЯ 
ДЕФОРМАЦИОННОЙ ОБРАБОТКИ 
МЕТАЛЛОВ И СПЛАВОВ. 
РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ 
ПРОКАТКИ ТРУБ И КАЛИБРОВКИ 
ИНСТРУМЕНТА

Учебное пособие

Рекомендовано редакционно-издательским 
советом университета

№ 4624

УДК 621.771 
 
Т33

Р е ц е н з е н т 
канд. техн. наук, проф. В.П. Романенко

А в т о р ы : 
А.С. Алещенко, Б.А. Романцев, Ю.В. Гамин, А.В. Гончарук

Т33  
Теория и технология деформационной обработки металлов и сплавов. Разработка технологии прокатки труб 
и калибровки инструмента : учеб. пособие / А.С. Алещенко [и др.]. – Москва : Издательский Дом НИТУ «МИСиС», 
2022. – 56 с.
ISBN 978-5-907560-13-0

В учебном пособии рассматриваются вопросы построения технологического процесса прокатки труб и калибровки рабочего инструмента. В частности, представлена методика расчета таблицы 
прокатки и даны рекомендации по калибровке, выбору материалов 
и технологии изготовления технологического инструмента. Дополнительно приведены данные о возможных видах брака бесшовных 
труб и способах их устранения, а также примеры рабочих чертежей 
калибровки рабочего технологического инструмента ТПА.
Предназначено для обучающихся в бакалавриате и магистратуре по направлениям подготовки 22.03.02 «Технология материалов», 22.04.02 «Деформационная обработка металлов и сплавов», 
15.04.02 «Инженерный менеджмент оборудования и технологий».

УДК 621.771

 Коллектив авторов, 2022
ISBN 978-5-907560-13-0
 НИТУ «МИСиС», 2022

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение ........................................................................ 4
1. Технологическая схема прокатки труб на ТПА 40–140 
и расчет таблицы прокатки .............................................. 6
2. Разработка рекомендаций по калибровке, выбору 
материалов и технологии изготовления валков, линеек, 
оправок, оправочных стержней, проводок ........................ 16
2.1. Общая характеристика инструмента ...................... 16
2.2. Расчет и проектирование инструмента прошивного 
стана ........................................................................ 21
2.3. Оправка и оправочный стержень раскатного стана ... 29
2.4. Расчет резьбового соединения цилиндрической 
оправки с оправочным стержнем на двухвалковом 
раскатном стане ......................................................... 31
2.5. Направляющие линейки ...................................... 34
3. Калибровка рабочих валков семиклетьевого стана ......... 39
4. Технология горячей прокатки труб сдаточных размеров ...43
Библиографический список ............................................ 51
Приложение 1. План расположения оборудования  
ТПА 40–140 ................................................................ 52
Приложение 2. Оправка прошивного стана ...................... 53
Приложение 3. Оправки раскатного стана ....................... 54
Приложение 4. Направляющие линейки ......................... 55

ВВЕДЕНИЕ

В России в настоящее время существует тенденция, направленная на создание новых высокотехнологичных производств, 
а также совершенствование, реконструкцию и техническое перевооружение действующих металлургических цехов. Необходимость этих изменений продиктована условиями конкурентного мирового рынка и стремлением производителей к улучшению 
качества продукции, расширению сортамента и обеспечению 
возможности работы по гибким технологиям. Анализ состояния отрасли показывает, что трубное производство непрерывно 
совершенствуется и развивается не только с точки зрения количественного роста, но и с позиций существенных качественных 
изменений. При этом производители труб оперативно реагируют на потребности заказчиков, в результате чего расширяется 
сортамент труб по размерам и используемым материалам, возрастает объем выпуска труб со специальной обработкой наружной и внутренней поверхностей (труб для атомной энергетики, 
приборостроения), с защитными и гладкостными покрытиями 
для магистральных газо- и нефтепроводов и т.д.
Практика металлургического производства показывает, что 
знание основ проектирования необходимо всем инженерно-техническим работникам. В связи с этим при подготовке учебного 
пособия авторы поставили своей целью на основе имеющегося 
опыта учебно-педагогической, производственной и проектной 
деятельности изложить основные аспекты и подходы, применяемые при разработке технологического процесса прокатки бесшовных труб на современном трубопрокатном агрегате 
(ТПА) 40–140 с непрерывным раскатным станом, методики 
расчета таблицы прокатки и принципы проектирования калибровки рабочего инструмента трубных станов.
В первом разделе пособия рассмотрены технологическая 
схема получения труб на ТПА 40–140 и методика расчета таблицы прокатки. Во втором разделе даны рекомендации по калибровке, выбору материалов и технологии изготовления валков, линеек, оправок, оправочных стержней, проводок. Третий 
раздел посвящен основным принципам проектирования калибровки валков непрерывного многоклетьевого стана. В четвер

том разделе рассмотрена технология горячей прокатки труб 
сдаточных размеров. Кроме того, в учебном пособии представлены данные о возможных видах брака бесшовных труб и способах их устранения, а также примеры рабочих чертежей калибровки рабочего технологического инструмента ТПА.
Авторы благодарят сотрудников ОАО «Электростальский 
завод тяжелого машиностроения» М.А. Минтаханова и А. Колобкова за предоставленные чертежи инструмента.

1. ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА 
ПРОКАТКИ ТРУБ НА ТПА 40–140 
И РАСЧЕТ ТАБЛИЦЫ ПРОКАТКИ

На трубопрокатном агрегате ТПА 40–140 (прил. 1) конструкции ОАО «ЭЗТМ» горячая прокатка труб реализуется по 
технологической схеме, представленной на рис. 1.1, включающей следующие основные операции.
1. Раскрой исходных прутков на мерные длины механическими пилами.
2. Нанесение на передний торец заготовки центрирующего 
углубления сверлением в холодном состоянии.
3. Нагрев заготовок в газовой печи до температуры прокатки.
4. Прошивка заготовки в двухвалковом стане винтовой прокатки по чашевидной схеме с использованием в качестве направляющего инструмента линеек.
5. Раскатка гильзы в стане аналогичной конструкции по 
грибовидной схеме на цилиндрической оправке.
6. Калибрование полученной черновой трубы по диаметру в 
семиклетьевом калибровочном стане с трехвалковыми клетями.
7. Контролируемое охлаждение труб.

Рис. 1.1. Схема технологического процесса получения труб 
на ТПА 40–140

Сортамент заготовок и получаемых из них труб представлен 
в табл. 1.1.