Procedimiento de producción de tuberías metálicas sin costuras mediante laminado en frío.

Un procedimiento de producción de un tubo metálico (5) sin costuras mediante laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino,

que comprende las etapas de:

cuando se alarga una envuelta hueca (1) de tal forma que se reduce un diámetro exterior (d0) de la misma mientras que se reduce un grosor (t0) de pared de la misma, se utilizan de forma selectiva un par de rodillos (2) y una barra ahusada (4) de mandril según los diámetros exteriores y los grosores de pared de la envuelta hueca y un tubo laminado como producto, teniendo cada uno de los rodillos un calibre (3) de surco ahusado que tiene un diámetro que se reduce progresivamente desde un lado de entrada de acoplamiento del rodillo hacia un lado de salida de acabado del mismo, reduciéndose también progresivamente el diámetro de la barra ahusada de mandril desde un lado de entrada de acoplamiento hacia un lado de salida de acabado; y,

una tasa Rd de reducción del diámetro exterior está fijada en no más de la mitad de una tasa Rt de reducción del grosor de pared, en el que

Rd ≥ {1 - (d / do)} x100(%)

Rt ≥ {1- (t / to)} x100(%)

do: diámetro exterior de la envuelta hueca

d: diámetro exterior de acabado

to: grosor de pared de la envuelta hueca

t: grosor de pared de acabado, estando el procedimiento caracterizado porque:

se utiliza una envuelta hueca fabricada mediante un procedimiento de laminado de reducción en caliente con uno de

(a) o (b):

(a) un reductor por estiramiento, con la condición de que la tasa de reducción del diámetro exterior en el reductor por estiramiento no sea superior a un 77%;

(b) un laminador calibrador, con la condición de que la tasa de reducción del diámetro exterior en el laminador calibrador no sea superior a un 33%.

Procedimiento de producción de tuberías metálicas sin costuras mediante laminado en frío Campo técnico

La presente invención versa acerca de un procedimiento de laminado en frío para un tubo metálico sin costuras, en particular acerca de un procedimiento para producir un tubo metálico sin costuras de gran calidad mediante laminado en frío con el fin de garantizar la calidad de la superficie interior de tubos especializados de alto grado desde el punto de vista de la eliminación de imperfecciones de arrugas en la superficie interior, véase, por ejemplo, el documento JP-A 412792.

Técnica antecedente

Cuando un tubo metálico sin costuras no satisface requerimientos específicos en calidad, resistencia o precisión dimensional en una condición de acabado en caliente, es sometido a un procedimiento de trabajo en frío. Conocidos habitualmente como procedimientos de trabajo en frío hay un procedimiento de estirado en frío con un troquel y un mandril o una barra de mandril, y un procedimiento de laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino.

Dado que la tasa de reducción disponible para el material del tubo es sumamente elevada en un laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino, el laminado en frío tiene las siguientes ventajas: es posible mediante laminado un alargamiento de aproximadamente diez veces; se puede exhibir un efecto excelente sobre la corrección del grosor de la pared excéntrica del tubo; no se requiere un procedimiento de reducción del diámetro; y no se genera una pérdida de producción.

Por otra parte, el laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino tiene una desventaja de productividad sumamente reducida en comparación con el procedimiento de estirado en frío. Por lo tanto, el laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino es principalmente adecuado para un trabajo en frío de tubos especializados de alta calidad, tal como un tubo de acero inoxidable y un tubo de acero hiperaleado que requiere materias primas caras y tratamientos intermedios costosos.

La Fig. 1 es una vista para ilustrar un mecanismo del laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino. En un procedimiento de laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino, se procesa una envuelta hueca 1 entre un par de rodillos 2 y una barra ahusada 4 de mandril para llevar a cabo un laminado de reducción del diámetro para la envuelta hueca 1, de forma que se obtenga un tubo laminado 5. Cada rodillo 2 tiene un calibre circunferencial 3 del surco ahusado a lo largo que tiene un diámetro que se reduce progresivamente en la longitud circunferencial. La barra ahusada 4 de mandril tiene un diámetro que se reduce progresivamente en una dirección longitudinal.

Es decir, el calibre 3 del surco está formado a lo largo de una circunferencia de cada uno de rodillos emparejados 2 del laminador en frío de paso de peregrino, y el calibre del surco se vuelve menor/más estrecho con el avance de la rotación de los rodillos 2. Los rodillos 2 repiten carreras de avance y de retroceso a lo largo de la barra ahusada de mandril mientras que son girados por medio de ejes accionados 2s de rodillo, de forma que se lamine la envuelta hueca 1 entre los rodillos 2 y la barra 4 de mandril para llevar a cabo un laminado de reducción del diámetro de la envuelta hueca 1 (véase, por ejemplo, la bibliografía 1 no de patente).

La Fig. 2 es una vista aclaratoria que muestra un principio operativo de un laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino. La Fig. 2(a) muestra un estado operativo en un punto de inicio de una carrera de avance, y la Fig. 2(b) muestra un estado operativo en un punto de inicio de una carrera de retroceso. Como se muestra en la Fig. 2, en el laminador en frío de paso de peregrino, según un diámetro exterior y un grosor de pared (do y to en la figura) de una envuelta hueca 1 y un diámetro exterior y un grosor de pared (t y d en la figura) de un producto, se adopta de forma selectiva un par de rodillos 2, teniendo cada uno un calibre 3 de surco ahusado que tiene un diámetro que se reduce progresivamente desde un lado de entrada de acoplamiento de los rodillos hacia un lado de salida de acabado del mismo, y una barra ahusada 4 de mandril que tiene un diámetro que también reduce progresivamente desde un lado de entrada de acoplamiento hacia un lado de salida de acabado, y se repiten carreras de avance y de retroceso para reducir un grosor de pared de la envuelta hueca 1 mientras que se reduce un diámetro del mismo.

Se gira la envuelta hueca 1 aproximadamente 6° y se le da un avance de aproximadamente 5 hasta 15 mm en un punto de inicio de la carrera de avance en movimiento de vaivén del laminador en frío de paso de peregrino, de forma que se lamina una nueva porción de la envuelta hueca, que se repite.

Existen dos tipos de laminadores en frío de paso de peregrino: un laminador desarrollado por "MANNESMANN- DEMAG", el laminador para reducir el grosor de pared tanto en carreras de avance como de retroceso; y un laminador desarrollado por BLAWKNOX, el laminador para reducir el grosor de pared únicamente en una carrera de avance. Aquel es utilizado habitualmente para laminar tubos de acero inoxidable, tubos metálicos hiperaleados, o

tubos de circonio, mientras que este es utilizado para laminar un tubo de aluminio, un tubo de aleación de aluminio, un tubo de cobre un tubo de aleación de cobre.

El documento JP 412792A versa acerca de un procedimiento de fabricación de un tubo de pared delgada de diámetro pequeño de aleación de plata, incluyendo las etapas de laminación de tubos sin soldadura, de laminación en caliente de reducción del diámetro y de trabajo en frío a partir de un lingote. En el mismo, se fija una tasa Rd de reducción del diámetro exterior para que no sea más de la mitad de la tasa Rt de reducción del grosor de la pared.

Lista de referencias

Bibliografía 1 no de patente

The iron and Steel institute of Japan, "3rd Edition Iron and Steel Handbook, Vol III (2), Steel Bars/Steel Pipe/Facllltles Commonly Used for Rolling", 2 de noviembre de 198, páginas 1183-1189.

Sumario de la invención

Problema técnico

Dado que hay una gran demanda de una característica de alta calidad para un tubo especializado de alta calidad sometido a un laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino, es necesario eliminar la generación de defectos en la superficie interior resultantes de imperfecciones de arrugas en la superficie interior en un tubo como producto después del laminado en frío. Sin embargo, hasta ahora no ha habido una propuesta de procedimiento para producir un tubo sin costuras de alta calidad de acero en el que se inhiba que se produzcan defectos en la superficie interior en el laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino.

La presente invención se realiza en vista del anterior problema, y un objeto de la presente invención es proponer un procedimiento para producir un tubo sin costuras de alta calidad de acero mediante el laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino.

Aunque para la explicación de la presente invención se describirá un laminador en frío de paso de peregrino que lleva a cabo una laminación de carreras tanto de avance como de retroceso de una solicitud presentada (MANNESMANN-DEMAG), los objetos de la presente invención no están limitados a este tipo sino que pueden ser aplicados a un laminador en frío de paso de peregrino que reduce el grosor de pared únicamente en una carrera de avance (BLAWKNOX).

Solución del problema

Para solucionar el anterior problema, se ha hallado lo siguiente a partir de diversos análisis. Es decir, en el laminado en frío de un tubo metálico sin costuras con un laminador en frío de paso de peregrino, cuando la tasa de reducción de un diámetro exterior se vuelve excesiva en comparación con una tasa de reducción de un grosor de pared, el esfuerzo de compresión circunferencial impuesto sobre una envuelta hueca se vuelve excesivo y, por lo tanto, se generan fácilmente imperfecciones de arrugas en la superficie interior del tubo.

Además, cuando se produce una envuelta hueca por medio del procedimiento de laminación con mandril Mannesmann en vez del procedimiento de extrusión Ugine-Sejournet, se pueden generar imperfecciones interiores de arrugas con un laminador para reducir el diámetro exterior de tubos (un reductor por estiramiento o un laminador calibrador) en una etapa de envuelta hueca. Las imperfecciones interiores de arrugas generadas en la etapa de envuelta hueca influyen significativamente sobre la calidad de un tubo especializado de alta calidad sometido al laminado en frío con... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento de producción de un tubo metálico (5) sin costuras mediante laminado en frío con un laminador en frío de paso de peregrino, que comprende las etapas de:

cuando se alarga una envuelta hueca (1) de tal forma que se reduce un diámetro exterior (dO) de la misma 5 mientras que se reduce un grosor (tO) de pared de la misma, se utilizan de forma selectiva un par de rodillos

(2) y una barra ahusada (4) de mandril según los diámetros exteriores y los grosores de pared de la envuelta hueca y un tubo laminado como producto, teniendo cada uno de los rodillos un calibre (3) de surco ahusado que tiene un diámetro que se reduce progresivamente desde un lado de entrada de acoplamiento del rodillo hacia un lado de salida de acabado del mismo, reduciéndose también progresivamente el 1 diámetro de la barra ahusada de mandril desde un lado de entrada de acoplamiento hacia un lado de salida

de acabado; y,

una tasa Rd de reducción del diámetro exterior está fijada en no más de la mitad de una tasa Rt de reducción del grosor de pared, en el que

Rd={l- (di do)} x 1(%)

R = {l-(t/tÓ)} X 1(%)

do: diámetro exterior de la envuelta hueca

d: diámetro exterior de acabado

to: grosor de pared de la envuelta hueca

t: grosor de pared de acabado, estando el procedimiento caracterizado porque:

se utiliza una envuelta hueca fabricada mediante un procedimiento de laminado de reducción en

caliente con uno de

(ajo (b):

(a) un reductor por estiramiento, con la condición de que la tasa de reducción del diámetro exterior en el reductor por estiramiento no sea superior a un 77%;

(b) un laminador calibrador, con la condición de que la tasa de reducción del diámetro exterior en

el laminador calibrador no sea superior a un 33%.