RU2055660C1

RU2055660C1 - Process of manufacture of mandrel for pilgrim rolling of pipes

Info

Publication number: RU2055660C1
Authority: RU
Inventors: Л.А. Власов; В.И. Сулацков; Л.В. Трегубов; Ф.Ф. Зуев; В.П. Зумарев; Н.П. Карпенко; А.В. Сафьянов; Л.И. Лапин; А.С. Голодягин
Original assignee: Пермский машиностроительный завод им.В.И.Ленина
Priority date: 1992-07-28
Filing date: 1992-07-28
Publication date: 1996-03-10

Abstract

FIELD: rolling. SUBSTANCE: mandrel composed of lock and working parts is manufactured by forging of conical ingots with reduction of area of working part which grows linearly towards lock part with ratio of maximal value of reduction to its minimal value amounting to 1.26...1.56. EFFECT: increased resistance to cracking and to nonuniform abrasion. 1 tbl

Description

Изобретение относится к обработке металлов давлением, точнее к ковке, и предназначено для применения при изготовлении оправок, используемых при получении металлических труб на пильгерстанах горячей прокатки. The invention relates to the processing of metals by pressure, more specifically for forging, and is intended for use in the manufacture of mandrels used in the manufacture of metal pipes on pilger stations of hot rolling.

При прокатке труб рабочая поверхность оправки (дорна) подвержена различным видам износа, возрастающего в направлении к замковой части [1]
Причинами забраковки дорнов являются такие виды износа, как "волна" и сетка разгарных трещин на рабочей поверхности, а также неравномерное ее истирание по длине (потеря размеров). Возникновение указанных дефектов провоцируется неравномерностью нагрузок, возникающих при прокатке труб и увеличивающихся в направлении к замковой части.When rolling pipes, the working surface of the mandrel (mandrel) is subject to various types of wear, increasing in the direction of the castle [1]
The reasons for rejecting mandrels are such types of wear as a “wave” and a grid of hot cracks on the working surface, as well as its uneven abrasion along the length (loss of size). The occurrence of these defects is provoked by the unevenness of the loads arising during the rolling of pipes and increasing towards the castle part.

Известен способ изготовления цилиндрической оправки для пилигримовой прокатки труб диаметром 370 мм, состоящий из замковой и рабочей частей, путем ковки непрерывнолитого слитка сечением 450 х 540 мм с одинаковой уковкой (2,29) по всей длине рабочей части [2]
Оправки, полученные из этой заготовки, имеют низкую стойкость (расход оправки составляет 3,5-3,7 кг на 1 т прокатанных труб) из-за появления разгарных трещин на рабочей поверхности и такого вида износа, как "волна".A known method of manufacturing a cylindrical mandrel for pilgrim rolling pipes with a diameter of 370 mm, consisting of castle and working parts, by forging a continuously cast ingot with a cross section of 450 x 540 mm with the same forging (2.29) along the entire length of the working part [2]
The mandrels obtained from this billet have low resistance (mandrel consumption is 3.5-3.7 kg per 1 ton of rolled pipes) due to the appearance of hot cracks on the working surface and such type of wear as a “wave”.

Также известен способ изготовления аналогичной оправки путем ковки цилиндрического слитка электрошлакового переплава диаметром 550 мм с одинаковой уковкой (2,2) по всей длине рабочей части [3] Данный способ принят за прототип. Also known is a method of manufacturing a similar mandrel by forging a cylindrical ingot of electroslag remelting with a diameter of 550 mm with the same forging (2.2) along the entire length of the working part [3] This method is adopted as a prototype.

Металл электрошлакового переплава обладает более высокими вязкостными характеристиками, что позволяет значительно снизить забраковку дорнов по разгарным трещинам. Однако дефект "волна" и неравномерность истирания рабочей поверхности, появляющиеся при эксплуатации дорнов, сохраняются и не позволяют заметно снизить их расход. Electroslag remelting metal has a higher viscosity characteristics, which can significantly reduce the rejection of mandrels along high-grade cracks. However, the “wave” defect and unevenness of the abrasion of the working surface that appear during operation of the mandrels are preserved and do not significantly reduce their consumption.

Задачей изобретения является разработка способа изготовления оправки, имеющей повышенную стойкость к разгарным трещинам и обладающей большей сопротивляемостью к неравномерному истиранию и дефектообразованиям типа "волна". The objective of the invention is to develop a method of manufacturing a mandrel having increased resistance to swing cracks and having greater resistance to uneven abrasion and defect formation of the "wave" type.

Эта задача решается тем, что при изготовлении заготовки оправки, включающем получение конического слитка и последующую его ковку на цилиндрическую заготовку, имеющую замковую и рабочую части, ковку ее рабочей части осуществляют с линейным увеличением уковки в направлении к замковой части при отношении величин максимальной уковки к минимальной 1,26-1,56. This problem is solved in that in the manufacture of a mandrel blank, which includes the production of a conical ingot and its subsequent forging onto a cylindrical blank having a locking and working parts, the forging of its working part is carried out with a linear increase in forging in the direction of the castle part with respect to the maximum forging to the minimum 1.26-1.56.

Изготовление заготовки оправки с вышеуказанными линейно возрастающей в направлении к ее замковой части уковкой и отношением уковок концевых участков ее рабочей части позволяет повышать твердость ее (оправки) рабочей части в направлении к замковой части в соответствии с увеличивающейся нагрузкой, приходящейся на рабочую часть оправки при прокатке труб, что значительно снижает неравномерность износа (истирание) по длине рабочей части оправки и тормозит появление дефекта "волна". The manufacture of a mandrel blank with the above forging and forging of the end sections of its working part linearly increasing towards its castle part allows increasing its hardness (mandrel) of the working part towards the castle part in accordance with the increasing load on the working part of the mandrel during pipe rolling , which significantly reduces the uneven wear (abrasion) along the length of the working part of the mandrel and inhibits the appearance of the defect "wave".

При получении рабочей части заготовки оправки с вышеуказанным отношением максимальной величины уковки к минимальной ее величине менее заявляемых пределов приводит к неравномерному износу ее рабочей части и более раннему появлению и развитию дефекта "волна", т.е. наблюдается снижение стойкости оправки с расходом ее более 2,62 кг/т проката. Upon receipt of the working part of the mandrel blank with the above ratio of the maximum forging value to its minimum value less than the declared limits, it leads to uneven wear of its working part and the earlier appearance and development of a wave defect, i.e. there is a decrease in the resistance of the mandrel with a flow rate of more than 2.62 kg / t of rolled metal.

Выполнение рабочей части заготовки оправки с вышеуказанным отношением максимальной величины уковки к минимальной ее величине более заявляемых пределов не приводит к заметному повышению стойкости оправки и становится нецелесообразным из-за возникновения технических трудностей при производстве слитков повышенной конусности (возрастает себестоимость слитков из-за необходимости использования кованых электродов для выплавки слитков). The implementation of the working part of the mandrel blank with the above ratio of the maximum forging to its minimum value more than the declared limits does not lead to a noticeable increase in the durability of the mandrel and becomes impractical due to technical difficulties in the production of ingots with increased taper (the cost of ingots increases due to the need to use forged electrodes for smelting ingots).

В качестве исходных заготовок для изготовления поковок оправок были взяты цилиндрические слитки электрошлакового переплава диаметром 550 мм из стали СД-2-Ш следующего химического состава, углерод 0,28. марганец 0,35; кремний 0,27; хром 1,62; молибден 0,79; никель 0,53; ванадий 0,15; сера 0,012; фосфор 0,015. As initial blanks for the manufacture of mandrel forgings, we took cylindrical electroslag ingots remelting with a diameter of 550 mm from steel SD-2-Sh of the following chemical composition, carbon 0.28. manganese 0.35; silicon 0.27; chrome 1.62; molybdenum 0.79; nickel 0.53; vanadium 0.15; sulfur 0.012; phosphorus 0.015.

Для поиска оптимального соотношения уковов по концам рабочей части оправки слитки перед ковкой подвергались оточке по индивидуальным чертежам для получения заготовок под ковку различной конусности. Это обеспечило следующее соотношение уковок по концам рабочей части оправок 1,26; 1,43; 1,56; 1,71. Слитки ковали на заготовки оправок диаметром 370 мм, отжигали при температуре 640-660^оС в течение 48 ч, производили объемную термообработку в шахтной печи (нормализация 950^оС 2 ч, закалка 920^оС 1,5 ч в масле, отпуск 570^оС 3 ч) и оточку заготовок до беловых размеров (330,2 мм).In order to find the optimal ratio of the wefts at the ends of the working part of the mandrel, the ingots were forged before the forging according to individual drawings to obtain blanks for forging of various tapers. This ensured the following ratio of forgings at the ends of the working part of the mandrels 1.26; 1.43; 1.56; 1.71. The ingots were forged into billets mandrels 370 mm, annealed at a temperature of 640-660 ^C for 48 h, heat treatment is performed in the bulk of the shaft furnace (normalization 950 ^{C for} 2 hours, quenching 920 ^{° C} for 1.5 hours in oil, 570 ^{of the} rental From 3 h) and otochok blanks to white sizes (330.2 mm).

После замера твердости в 4 точках по длине рабочей части оправок они были опробованы на Челябинском трубопрокатном заводе в качестве дорнов диаметром 330,2 мм при горячей прокатке труб толщиной стенки 9-10 мм из стали "20-трубная" и "Д-трубная". After measuring hardness at 4 points along the length of the working part of the mandrels, they were tested at the Chelyabinsk tube rolling plant as mandrels with a diameter of 330.2 mm for hot rolling of pipes with a wall thickness of 9-10 mm from steel "20-pipe" and "D-pipe".

Результаты испытаний оправок приведены в таблице. The test results of the mandrels are shown in the table.

Как видно из таблицы, применение способа изготовления оправки для пилигримовой прокатки труб, включающего получение конического слитка и последующую его ковку на цилиндрическую заготовку с линейно возрастающей уковкой рабочей части в направлении к замку при отношении величин максимальной уковки к минимальной в заявляемых в формуле изобретения пределах (варианты 1-3) позволяет увеличить стойкость оправки (расход снижается до 2,32-2,62 кг/т проката). As can be seen from the table, the application of the method of manufacturing a mandrel for pilgrim rolling pipes, including obtaining a conical ingot and its subsequent forging on a cylindrical billet with linearly increasing forging of the working part towards the lock with the ratio of the maximum forging to the minimum in the range claimed in the claims (options 1-3) allows to increase the resistance of the mandrel (consumption is reduced to 2.32-2.62 kg / t of rolled metal).

При указанном отношении уковок рабочей части оправки менее заявляемого значения (вариант 5) появляется дефект "волна" на рабочей части оправки, что увеличивает расход оправок до 3,05 кг/т проката, т.е. стойкость их падает. With the indicated ratio of forgings of the working part of the mandrel less than the declared value (option 5), a “wave” defect appears on the working part of the mandrel, which increases the consumption of mandrels to 3.05 kg / t of rolled metal, i.e. their resistance falls.

При вышеуказанном отношении максимальной величины уковки рабочей части оправки к минимальной величине более заявляемого предела (вариант 4) увеличивается себестоимость оправки из-за необходимости использования кованого конического электрода для получения слитка, из которого куется оправка. Применение заявляемого способа изготовления оправки для пилигримовой прокатки труб позволяет увеличить стойкость оправки по сравнению с известными способами (варианты 6 и 7) с 3,5-3,7 до 2,32 кг/т без увеличения себестоимости. With the above ratio of the maximum forging of the working part of the mandrel to the minimum value of more than the claimed limit (option 4), the cost of the mandrel increases due to the need to use a forged conical electrode to obtain an ingot from which the mandrel is forged. The use of the proposed method for the manufacture of mandrels for pilgrim rolling pipes can increase the durability of the mandrel compared with known methods (options 6 and 7) from 3.5-3.7 to 2.32 kg / t without increasing cost.

Claims

METHOD FOR MAKING A FRAME FOR PILGRIM PIPE ROLLING, including obtaining a conical ingot and its subsequent forging onto a cylindrical billet having a locking and working part, characterized in that the working part is forged with a linear increase in forging in the direction of the castle part with respect to the maximum forging values to minimum 1.26 - 1.56.